循环结构流程及应用.ppt

1、第四章 循环结构流程及应用,第一节 While语句的流程及应用 第二节 do-While语句的流程及应用 第三节 for语句的流程及应用 第四节 循环的嵌套 第五节 break语句和continue语句 第六节 项目任务：软件用户界面设计再优化,第一节 While语句的流程及应用,许多实际问题往往需要有规律地重复某 些操作，相应的操作在计算机程序中就 体现为某些语句的重复操作，这就是循 环。循环结构是程序中一种很重要的结 构。其特点是，在给定条件成立时，反 复执行某程序段，直到条件不成立为止。 给定的条件称为循环条件，反复执行的 程序段称为循环体。,While语句的一般格式 while(表达式

2、) 循环体语句; 其执行流程如图4.1所示。首先计算表达式的值，如果表达式的值非0(真)，执行循环体语句，然后重新计算机表达式的值，并再次判断值是否为真，如为真，再执行循环体内的语句。如此循环往复，直到表达式的值0（假）时退出循环，转去执行while循环结构的下一条语句。,说明： 循环体有可能一次也不执行 循环体可为任意类型语句 语句是多个语句时，要用复合语句（用花括弧） 应有使循环趋向于结束的语句。 下列情况，退出while循环 条件表达式不成立（为零） 循环体内遇 break,return,goto 无限循环: while(1) 循环体;,【案例4-1】 求 S=1+2+3+99+100

3、的值,从上面的分析可以看出，这个问题可以通过进行多次加法运算完成，并且加数的变化是有规律的。因此，使用循环结构来解决这个问题。现在，我们需要解决两个问题：如何提供所需的加数，如何计算累加和。提供加数比较简单，设置一个变量i，使i的初值为1，每循环一次使i增加1，当i的值超过100时就结束循环；计算累加和较复杂，设置一个变量s来存放100个数的累加和，s的初值为0。先计算0与1的和，把结果存放在s中（用s=s+1实现）；再把s与2相加，结果仍然存放在s中（用s=s+2实现）；以此类推，一直到计算出100个加数的和为止。流程图如图4.2所示。,# include main() int i,s=0;

4、 /* s存放累加和*/ i=1; while(i=100) s=s+i; i+; printf(n1+2+3.+100=%d ,s ); 【注意】 while后面的括号（）不能省略，括号内表达式可以是任意类型的表达式，如条件表达式、逻辑表达式、算术表达式、常量等，但一般是条件表达式或逻辑表达式，表达式的值是循环的控制条件。, 循环体如果包含一个以上的语句，应该用左右花括号“”括起来，以复合语句形式出现。如果不加“”，则while语句的范围只到while后面第一个分号处。例如，本例中whi1e语句中如无“”，则while语句范围只到“sum=sum+i;”。 【思考】如果将while后花括号“

5、”去掉，结果会怎样？,以上程序的循环部分还可以改为以下形式：,形式一：s=1;n=2; While(n=100) s=s+n; n=n+1;,形式二： s=1;n=1; While(n100) n=n+1; s=s+n;,通过以上三种形式比较，我们可以看到在循环结构中，初值（包括循环变量的初值和计算结果初值等）与循环条件是相互影响的，所以为了避免出错，可以通过验算循环结构开始和结束的运行状态，如上例中代入n=1、n=2以及n=99、n=100,进一步判断是否合要求。习惯上，累计求和的初值为0，累计求积的初值为1，所以推荐原程序的形式。,在循环结构设计中，特别需要注意的是：避免死循环。循环体中必

6、须有改变条件的语句，并且可以使程序执行到某一时刻不满足这个条件而结束循环。 Ctrl+break 练习1：从键盘输入n，求1+2+n的结果并输出。,练习2：求5!的阶乘,#include main() int p=1,i=1; while(i=5) p=p*i; i+; printf(%dn,p); ,int count=0; printf(input a string:n); while(getchar()!=n) count+;,以下程序段的功能是什么？循环 结束后，count代表什么含义？,【案例4-2】输入20个学生的C语言课程考试成绩，求最高成绩和最低成绩。 分析：这是一个求最大值和

7、最小值的问题,用“打擂台”的思路来解决。打擂台时，有一个人先站在台上，第二个人上台与之比武，胜者留在台上，败者下台。第三个人再上台与刚才的胜者比武，胜者留在台上。直到比完19次，此时留在台上的就是20个人中的优胜者。现在用同样的办法找20个数中的最大者。先输入一个数，把它放到变量MAX中，然后输入第二个数并与MAX比较，如果第二个数大于MAX，则由第二个数取代MAX的值。如此输入和比较19次，每次比较后，大者均放在MAX中，最后MAX中的值就是20个数中的最大者。同样，求最小值的办法类似。,# include main() int i,max,min,x; i=1; max=0; min=10

8、0; while(i=max) max=x; if (x=min) min=x; i+; printf(n 最高分数为%d:,max); printf(n 最低分数为%d:,min); 【试一试】在上例中，如果要同时求出C语言课程成绩的总分和平均分，应如何修改程序？,第二节 do-While语句的流程及应用,do-while循环结构与while循环结构不一样，它先执行循环体语句，而后判断循环条件，它的一般形式如下： do 循环体语句; while(表达式);,其执行流程如图4.5所示。首先执行循环体语句，再判断循环条件，若表达式值非0(真)，那么再次执行循环体语句。每执行一次后，都判断一次循环

9、条件。如此循环往复，直到表达式的值0（假）时退出循环，转去执行while循环结构的下一条语句。,【案例4-4】利用do-while语句求 1+2+3+.+99+100的和。 # include main() int i, sum = 0; i = 1; do sum = sum + i; i+; while(i=100); printf(n1+2+3.+100=%d, sum); 【说明】案例4-4是将案例4-1改写成do-while语句， 这两个案例的循环体相同，循环条件相同，输出结构相 同。可以发现在循环条件第一次都为真的情况下，while 语句和do-while语句可以互换，功能相同。,

10、【案例4-5】每个苹果0.8元，第一天买2个苹果，第二天开始，每天买前一天的2倍，直到购买的苹果个数达到不超过100的最大值。编写程序求每天平均花多少钱？,#include main() int day=0, buy=2; float sum=0.0, ave; do sum+=0.8*buy; day+; buy*=2; while(buy=100); ave=sum/day; printf(每天平均花钱：%f, ave); 【注意】在do-while结构中，while(表达式)后的“;”不能省略。,第三节 for语句的流程及应用,用while语句可以实现循环结构，但是它必须明确地给出继续执

11、行循环的条件(如n100)，而在许多情况下，人们给出的往往是执行循环的次数，如统计100人的平均工资、求一个学生5门课的总成绩等，这时用C语言中的for语句更为灵活方便。for语句不仅可以用于循环次数已经确定的情况，而且可以用于循环次数不确定而只给出循环结束条件的情况。,for(表达式1; 表达式2; 表达式3) 循环体语句; 上面“表达式1”一般是一个赋值表达式，用来给循环控制变量赋初值；而“表达式2”一般是一个关系表达式或逻辑表达式，用来决定什么时候退出循环；“表达式3”一般是个算术表达式，定义循环控制变量每循环一次后按什么方式变化。这三个部分之间用分号(;)间隔。例如：,for(i =

12、1; i 100时，结束循环。,for循环结构的执行流程,案例4-6流程,从图4.7中可以看出，for语句执行过程如下： (1)求解表达式1。 (2)求解表达式2，若其值为真(非0)，则执行循环体中的语句，然后执行下面第(3)步；若其值为假(0)，则结束循环，转至第(5)步。 (3)求解表达式3。 (4)转至第(2)步继续执行。 (5)循环结束，执行for语句下面的一个语句。,for(循环变量赋初值；循环条件；循环变量增值),例如: for(i=1;i=100;i+) sum=sum+i;,相当于： i=1; while(i=100) sum=sum+i;i+;,说明： (1) for语句的一

13、般形式中的“表达式1”可以省略，此时应在for语句之前给循环变量赋初值。注意省略表达式1时，其后的分号不能省略。如 for(；i=100;i+) sum=sum+i; 执行时，跳过“求解表达式1”这一步，其他不变。,(2) 如果表达式2省略，即不判断循环条件，循环无终止地进行下去。也就是认为表达式2始终为真。 例如：for(i=1; ;i+) sum=sum+i; 表达式1是一个赋值表达式，表达式2空缺。它相当于： i=1; while(1) sum=sum+1;i+;,(3) 表达式3也可以省略，但此时程序设计者应另外设法保证循环能正常结束。如： for(i=1;i=100;) sum=su

14、m+i;i+; 在上面的for语句中只有表达式1和表达式2，而没有表达式3。i+的操作不放在for语句的表达式3的位置处，而作为循环体的一部分，效果是一样的，都能使循环正常结束。,(4) 可以省略表达式1和表达式3，只有表达式2，即只给循环条件。如： for(;i=100;) sum=sum+i; i+; 相当于 while(i=100) sum=sum+i; i+; 在这种情况下，完全等同于while语句。可见for语句比while语句功能强，除了可以给出循环条件外，还可以赋初值，使循环变量自动增值等。,(5) 3个表达式都可省略，如： for(; ;) 语句 相当于 while(1) 语句

15、 即不设初值，不判断条件(认为表达式2为真值)，循环变量不增值。无终止地执行循环体。,【案例】利用for 语句求1+2+3+.+99+100的和。 #include main() int i, sum; for(i=0,sum=0; i=100; i+) sum = sum + i; printf(n1+2+3.+100=%d, sum); ,【案例】打印并输出所有的水仙花数，所谓水仙花数是指一个三位数，其各位数的立方和等于数本身，如153=13+53+33，所以153是一个水仙花数。,# include main() int m,n,a,b; for(m=100;m1000;m+) n=m/

16、100; a=m%100/10; b=m%10; if(m=n*n*n+a*a*a+b*b*b) printf(%dn,m); printf(n); ,【案例】编写程序,判定给定的自然数是否为素数。 分析：如果一个自然数除了1和它本身外不能被其他整数整除，则该自然数就称为素数。例如2、3、5、7、.。根据定义，测试自然数k能否被2、3、.、k-1整除，只要能被其中一个整除，则k就不是素数，否则是素数。在程序中设立了flag标志，flag为0时，k不是素数，flag不为0时，k就是素数。,#include main() int i, k, flag; printf(请输入一个自然数:); sca

17、nf(%d, ,第四节 循环的嵌套,一个循环体内又包含另外一个循环语句,称为循环的嵌套。循环嵌套时,外层循环执行一次,内层循环从头到尾执行一遍.3种循环(while循环、do-while循环和for循环)不仅可以自身嵌套,而且还可以互相嵌套。,下面几种都是合法的形式：,(1) while( ) (2) do (3) for(;) while( ) do for(;) while( ); while( );,(4) while( ) (5) for(;) (6) do do while( ) for(;) while( ) while( ),【案例】编写程序,输出如下图案：,分析：这是一个图形输

18、出的问题，可以用双重循环来解决。每一个“*”的位置由行和列来确定。外循环用来控制打印的行数，因需输出4行，外循环变量i从1变化到4；内循环用来控制每一行打印的列数（即每一行的“*”数），行数与字符个数的对应关系如表所示。,显然，对于第i列而言，共有（2i-1）个“*”号。所以，内循环变量j从1变化到2i-1。 #include main() int i,j,k; for(i=1;i=4;i+) for(j=1;j=2*i-1;j+) printf(*); printf(n); ,分析：与第（1）题不同的是各行输出时的起始位置在变化，需要用到空格“”进行光标的定位，行数、空格个数与字符个数的对应

19、关系如表4.2所示。 显然，对于第i列而言，有(5-i)个空格,有（2i-1）个“*”号。,#include main() int i, j, k; for(i = 1; i = 5; i+) for(j = 1; j = 5-i; j+) printf( ); for(k = 1; k = 2*i-1; k+) printf(*); printf(n); ,【试一试】编写程序,输出以下图案(提示:用两个双重循环完成)。,【案例】成绩统计。输入一批学生的语文、数学和英语成绩，要求计算出每个学生的总分、平均分，以及学生的最高总分、最低总分，并根据平均分输出及格人数和不及格人数。,# includ

20、e main() int n, score, sum, max, min; int n1 = 0, n2 = 0; /* n1存放不及格人数，n2存放及格人数 */ int i, j; float average; printf(输入学生人数：); scanf(%d, ,if(i=1) max = min = sum; if(sum max) max = sum; if(sum min) min = sum; average = sum/3.0; if(average60) n1+; else n2+; printf(学生%d的总分为：%d，平均分为%.2fn, i, sum, average

21、); printf(nn最高总分为：%d，最低总分为：%d, max, min); printf(nn平均分及格的人数为：%d, n2); printf(nn平均分不及格的人数为：%d, n1); ,第五节 break语句和continue语句,一、break语句 在3.3节中已经介绍过用break语句使程序流程跳出switch结构，继续执行switch语句下面的一个语句。实际上，break语句还可以用来从循环体内跳出循环体，即提前结束循环，接着执行循环下面的语句。 break语句的一般形式为： break; 其执行过程是：在循环语句中如果执行到break语句，则终止break所在循环的执行，

22、循环体中break语句之后的语句也不再执行。通常break语句总是与if语句联用，即满足条件时便跳出循环。,二、continue语句 continue语句的作用是结束本次循环，即跳过循环体中下面尚未执行的语句，直接进行下一次是否执行循环判定。 continue语句的一般形式为： continue; 其执行过程是：如果在循环体语句的执行过程中遇到并执行了continue语句，那么系统将跳过循环体中剩余的语句而强制执行下一次循环。continue语句常与if条件语句一起使用。,break语句与continue语句的区别： continue是结束本次循环，进行下一次循环，而不是结束整个循环过程。对单

23、层循环，break语句是结束整个循环，转到循环体外；对于多层循环，则是结束最内层循环。,把100200之间的不能被3整除的数输出。 #include main() int n; for (n=100;n=200;n+) if (n%3=0) continue; printf(%d ，n); ,【案例4-12】输入30个学生的成绩，将不及格的学生成绩输出，并求及格学生的平均成绩。 分析：在进行循环时，检查学生的成绩，把其中不及格的成绩输出，然后跳过后面总成绩的累加和求平均成绩的语句。用continu语句即可处理此问题。,# include main() float score, sum=0, average; int i, n=0; for(i=1; i=30; i+) / printf(n请输入第%d个学生成绩:,i); scanf(%f, ,第六节 项目任务：软件用户界面设计再优化,【项目案