第4章 循环结构

1、第4章 循环结构,计算机系,西南交通大学,内容提要,西南交通大学,4.1 引言,在不少实际问题中有许多具有规律性的重复操作，在程序中就需要重复执行某些语句。一组被重复执行的语句称之为循环体，能否继续重复，取决于循环的终止条件。 循环语句是由循环体及循环的终止条件两部分组成的。 要使用循环语句时，必须要确定两个重要因素：要重复执行哪些语句，重复到什么时候为止。,西南交通大学,4.2 for循环,1. 语法格式 for(循环变量赋初值；循环条件；循环变量值的改变) 循环体语句 2. 说 明 （1）执行顺序 先执行循环变量赋初值； 再判断循环条件； 如果条件成立执行循环体语句； 再返回上面执行循环变

2、量值的改变； 后面重复这个顺序； 直到条件不成立，跳出整个 for 循环。,西南交通大学,4.2 for循环,（2）for循环中的循环变量赋初值可省略，但后面的 ; 不能 省略。 如果省略，则要求循环变量在 for 之前已经赋值。 另外，该处也可写与循环变量无关的其他表达式。 （3）for循环中的 循环条件可省略，但后面的;不能省。 如果省略，即无循环结束的条件，循环将无终止地执行下去。 如果省略，还可用 break 语句替代其功能（在 4.7 节详细说明） 。 循环条件可以是关系、逻辑、数值、字符表达式，只要值不为 0 就执行循环体。,西南交通大学,4.2 for循环,（4）for 循环中的

3、 循环变量值的改变可省略。 如果省略，应在循环体语句中设置变量值的改变，否则循环可能无法结束。 另外，该处也可写与循环变量无关的其他表达式。 （5）for 循环中的都可省略，如： for( ; ; ) 表示无限循环。 （6）循环体语句如果超过一条应加上花括号“”构成复合语句。,西南交通大学,for循环 举例,【例4.1】求和。 输入 10 个数，求这 10 个数的和，然后输出结果。 #include int main(void) float count,sum,x; printf(输入10 个数：); for(count=0,sum=0;count10;count+) scanf(%f, ,例

4、4.1.1,西南交通大学,for循环 举例,程序说明： （1）该例中，count=0,sum=0; 还可写为：count=sum=0; （2）该例中，可省略和，即将放在循环体之前进行， 将放在循环体中进行。 （3）循环结束时，count 的值为 10。 （4）循环体语句执行了 10 次。,例4.1.2,西南交通大学,for循环 举例,【例4.2】 求阶乘。编程求 10!。 #include int main(void) long int i,s; for(i=1,s=1;i=10;i+) s*=i; printf(10!=%ldn,s); return 0; ,例4.2,西南交通大学,for循

5、环 举例,程序说明： （1）跳出循环时，i=11，循环体共执行了 10 次。 （2）本题中，变量 i 也可从 2 开始。 （3）由于 10！超过了“整型”范围，因此必须定义为“长整型” 。 （4）循环体语句只有一句 s*=i; 因此可以不用加花括号。,西南交通大学,for循环 举例,【例4.3】 求阶乘的和。编程求 1!+2!+10!。 基本思路： 本题把例 4.1 和例 4.2 的要求融合在一起，用循环实现累加和累乘。 很多程序都是在累加和累乘的基础上实现的，请读者在初学时，多练习写相关的程序，以更好地理解程序设计中循环的解题思想。 如：求 100200 所有的奇数和； 求 1020 所有偶

6、数的乘积。,例4.3,西南交通大学,for循环 举例,#include int main(void) long int i,s,sum; for(i=2,s=1,sum=1;i=10;i+) s*=i; sum+=s; printf(1!+2!+3!+10!=%ldn,sum); return 0; ,西南交通大学,for循环 举例,【例 4.4】 输出所有水仙花数。 水仙花数为一个三位数，该三位数每位数字的立方和等于该数本身。编程求出所有三位水仙花数。 基本思路： 三位数即表示范围为 100999，这种明确给出了数值范围的题目，用 for 循环来表示，结构上非常清晰。 该题也可用 while

7、 循环来实现，读者可以自己尝试写出程序，比较这两种循环在表达上的差异。,例4.4,西南交通大学,for循环 举例,#include void main() int i,a,b,c; for(i=100;i=999;i+) a=i%10; /*a 为个位*/ c=i/100; /*c 为百位*/ b=i%100/10; /*b 为十位*/ if(i=a*a*a+b*b*b+c*c*c) printf(%d,i); ,西南交通大学,例4.5,for循环 举例,【例4.5】 输入任意字符，并将刚才输入的字符输出，如果想结束输入，则输入字母 t。 #include int main(void) cha

8、r c; for(;(c=getchar()!=t;) printf(%c,c); printf(n); return 0; ,该题省略了和，只保留了,循环体语句只有一句 而printf(n);是循环外的语句，要在整个循环结束后才会执行,函数 getchar()获取从键盘上输入的字符，赋给变量 c,西南交通大学,for循环 举例,每输入一个字符，按回车键，结果如下： 连续输入一串字符，最后一个输入 t，然后按回车键，结果如下：,西南交通大学,4.3 while循环,1. 语法格式 while(循环条件) 循环体语句 2. 说 明 （1）执行顺序： 当循环条件“真” ，即值为非 0 时，执行循环

9、体语句； 当循环条件“假” ，即值为 0 时，跳出循环。,西南交通大学,4.3 while循环,（2）循环体语句如果有一个以上的语句，应以一对花括号“ ”括起来，成为复合语句。 （3）循环体语句中应该有使循环趋于结束的语句。 （4）while 循环，首先就要判断条件，如果条件一开始就为假，循环体语句可能一次都不执行。,西南交通大学,while循环 举例,【例4.6】 求和（与例 4.1 的 for 循环比较） 。 #include int main(void) float count=0,sum=0,x; /*变量赋初值*/ printf(输入10 个数：); while(count10) s

10、canf(%f, ,例4.6,西南交通大学,while循环 举例,程序说明： 将本例和例 4.1 比较，我们发现： while 循环就是把 for 循环的循环体变量赋初值放到while 之前； 把 for 循环的循环体变量值的改变放到 while 的循环体内； 条件判断部分是一样的。,西南交通大学,while循环 举例,实际编程中一般选择表达方式简洁明确的： 例4.1-例4.4 用 for 循环更好； 例4.5 和 4.8 用 while 循环更好。,西南交通大学,例4.7,while循环 举例,【例4.7】 求阶乘（与例 4.2 的 for 循环比较） 。 #include int main

11、(void) long int i,s; i=1,s=1; while(i=10) s*=i; i+; printf(10!=%ldn,s); return 0; ,西南交通大学,while循环 举例,【例4.8】 使用公式 /411/3+1/51/7+求， 直到最后一项的绝对值小于 10-8为止。 #include #include int main(void) double pi=0,t=1,n=1; int s=1;,while(fabs(t)=1E-8) pi+=t; n+=2; s=-s; t=s/n; printf(%.8fn,pi*4); return 0; ,例4.8,西南交通

12、大学,while循环 举例,程序说明： （1）最后一项的绝对值小于 10-8，即有效位数超过 7 位，已超出 float 型的精度范围，因此应定义为 double 型。 （2）该例中循环次数不明确， 循环条件要通过计算才能得到， 这种类型的程序， 选择 while 循环实现要更清楚明确，读者可以尝试用 for 循环来实现。,西南交通大学,4.4 do-while循环,1. 语法格式 do 循环体语句 while( 循环条件 ) ; 2. 说 明 （1）执行顺序： 先无条件执行一次 do 后的循环体语句； 然后判断循环条件，若值为“真” ，返回 do 处，执行循环体语句； 如此反复，直到循环条件

13、为“假” ，跳出循环。,西南交通大学,4.4 do-while循环,（2）无论条件是否成立， do-while 循环的循环体语句至少执行一次； 而 while 循环的循环体语句可能一次都不执行。 （3）do-while 循环中，while 后的循环条件 后有一个分号 ; 书写时不要遗漏了。,西南交通大学,do-while循环 举例,【例4.9】 求和（与例 4.6 的 while 循环比较） 。 #include int main(void) float count=0,sum=0,x; printf(输入10 个数：); do scanf(%f, ,例4.9,西南交通大学,do-while循

14、环 举例,程序说明： 如果 count 初值为10，输入x的值为10 ： 那么 do-while 循环的循环体仍然要执行一次， 最后sum 的值为 10 如果是 while 循环，则循环体一次都不执行，最后 sum 值为 0,西南交通大学,do-while循环 举例,【例4.10】 统计字符个数，输入一串字符， 分别统计数字字符、字母和其他字符的个数. int digit=0,letter=0,other=0; char c; printf(输入一行字符串：n); do scanf(%c,例4.10,西南交通大学,do-while循环 举例,程序的运行结果如下：,其他字符有：空格、逗号、减号、

15、乘号、除号、回车 6 种， 回车符号在屏幕上看不出来。,西南交通大学,do-while循环 举例,可改为如下形式： while(c=getchar()!=n) if(c=0 ,西南交通大学,do-while循环 举例,【例4.11】 任意输入两个数，求这两个数的最大公约数。 基本思路： 首先，随机输入两个数 m、n（默认 mn） ； 其次，将 m 除以 n 的余数赋给 k，如果 m 能被 n 整除，则 k 值为 0，n 即为这两个数的最大公约数； 否则，将 n 赋给 m，k 赋给 n，重复以上过程，直到 k 值为 0。 这种求最大公约数的算法称为辗转相除法。,例4.11,西南交通大学,do-w

16、hile循环 举例,int m,n,k,result; printf(Enter two numbers:); scanf(%d%d,西南交通大学,4.5 goto语句,1. 语法格式 goto 语句标号; 2. 说 明 （1）执行顺序：无条件跳转到语句标号所在行。 （2）语句标号用标识符表示，命名规则和变量名相同。 （3）可与 if 语句一起构成循环。 （4）滥用 goto 语句会使程序流程无规律，一般限制使用，只在需要从多层循环的内层跳 到外层时才会用到该语句。,西南交通大学,goto语句 举例,【例4.12】 求和。 #include int main(void) int i=1,sum

17、=0; loop:if(i=10) sum=sum+i;i+; goto loop; printf(%d,sum); return 0; 程序说明： 该程序相当 while循环，当 i=10 时，执行花括号内的语句块。,例4.12,西南交通大学,4.6 循环嵌套,一个循环体内又包含另一个完整的循环结构，称为循环的嵌套。 内嵌的循环中还可以嵌套循环，这就是多层循环。,西南交通大学,循环嵌套 举例,【例4.13】 百钱买百鸡。现有 100 元钱，要买 100 只鸡，公鸡 5 元一只，母鸡 3 元一只，小鸡1元钱三只，问如何买法。 #include int main(void) int cock,h

18、en,chick; for(cock=0;cock=20;cock+) for(hen=0;hen=33;hen+) chick=100cockhen; if(cock*15+hen*9+chick=300) printf(%d,%d,%dn,cock,hen,chick); return 0; ,例4.13,西南交通大学,循环嵌套 举例,程序说明： （1）100 元钱全部买公鸡，最多买 20 只。因此循环中 cock 最大值取 20；取 100 也可以，但使循环多执行了很多次，程序效率低。 （2）程序执行顺序：请老师上课讲解。,西南交通大学,4.7 break语句和continue语句,br

19、eak 语句 可以使程序流程跳出 switch 语句， 还可以从循环体内跳出循环体，提前结束循环。 continue 语句 可以提前结束本次循环。,西南交通大学,4.7.1 break语句,1. 语法格式 break ; 2. 说 明 （1）作用 1：使流程跳出循环，终止整个循环。 （2）作用 2：使流程跳出 switch 语句。 （3）不能用于循环语句和 switch 语句之外的其他任何语句。,西南交通大学,break语句 举例,【例4.14】 判别所输入的一个大于 1 的正整数是否是素数。 判断素数的方法是: 用这个数分别去除 2 到这个数的平方根， 只要有一个数能被整除，则表明此数不是素

20、数， 如果没有一个数能被整除，则是素数。 #include #include int main(void) int x,i,j; printf(输入一个大于1的正整数？); scanf(%d,例4.14,西南交通大学,break语句 举例,j=(int)sqrt(x); for(i=2;ij) printf(%d 是素数！n,x); else printf(%d 不是素数！n,x); return 0; ,sqrt( )平方根函数， 见附录,当ij 时跳出，说明从 2 到 sqrt(x)之间，没有一个能被 x 整除，这种情况判断出 x 是素数,当x%i=0 时跳出，说明 x 有因子，不可能是素数，这时 i 还未取到终止值 j,如果不用 break 语句，本程序可将 for 语句改成： for(i=2,j=(int)sqrt(x);i=j,西南交通大学,break语句 举例,for 语句有两个结束条件： 当ij 时跳出，说明从 2 到 sqrt(x)之间，没有一个能被 x 整除，这种情况判断出 x 是素数。 当x%i=0 时跳出