C语言程序设计实用教程 教学课件 ppt 作者 周虹 课件 第5章 循环结构程序设计

C语言程序设计实用教程第5章循环结构程序设计佳木斯大学本章学习目标 掌握for语句、while语句和dowhile语句continue语句和break语句的使用 利用以上语句实现循环结构程序设计佳木斯大学【教学目的】 1、掌握while、dowhile语句的使用。 2、利用while、dowhile语句实现循环结构程序设计，掌握典型算法。 3、培养动手编程的能力。佳木斯大学【主要内容】 1、循环的思想 2、利用while语句实现“当型循环” 3、利用dowhile语句实现“直到型循环” 4、典型算法 佳木斯大学【重点与难点】 1、利用while语句实现“当型循环” 2、利用dowhile语句实现“直到型循环” 3、典型算法的形成与实现佳木斯大学【教学】 采用理论讲解、互动式、讨论式的教学方法佳木斯大学【教学内容】 带着问题学习： (1)while、dowhile语句如何执行? (2)怎样设置循环条件？ (3)累加求和算法的实现佳木斯大学循环结构程序设计 一般来讲，循环结构程序设计要考虑两个方面的问题： (1)循环条件：循环条件是循环结构设计的关键，它决定着循环体执行的次数。循环条件常常由关系表达式和逻辑表达式来表示。 (2)循环体：循环体即是需要重复执行的工作。它可以是一组顺序的语句，也可以是一组具有选择结构的语句，甚至还可以又是一组具有循环结构的语句。佳木斯大学5-1while语句 while语句用来实现“当型”循环结构。其一般形式如下：while(表达式)语句 其图见图5-1。执行时先判断表达式，若表达式为非0值，执行循环体语句，然后再判断表达式，直到表达式为0(“假”)结束循环。佳木斯大学5-1while语句 【例5-1】求 main() {intk,sum=0; k=1; while(k<=100) {sum=sum+k; k++; } printf("%d\n",sum); }佳木斯大学5-1while语句 【例5-2】从键盘上输入一个整数n，求n!，利用while语句编程实现。 main() {intn,k,fac; printf("\nEntern:"); scanf("%d",&n); k=fac=1; *给变量k、fac赋初值，k用来控制循环，fac用来存放阶乘值*/ while(k<=n)/*循环继续的条件*/ {fac*=k;/*进行累乘求积*/ k++;}/*乘数增值*/ printf("\nn!=%d",fac);/*输出计算的结果*/ }运行情况如下：Entern:5<回车>n!=120佳木斯大学5-1while语句 使用while循环结构应注意以下几点： (1)while循环结构的特点是“先判断后执行”，如果表达式的值一开始就为“假”，循环体一次也不执行。 (2)循环体中，如果包含一个以上的语句，则应用花括号括起来，以复合语句的形式出现。佳木斯大学5-1while语句 使用while循环结构应注意以下几点： (3)循环体内一定要有改变循环继续条件的语句，使得循环趋向于结束，否则循环将无休止的进行下去，即形成“死循环”。 (4)为使循环能够正确开始运行，还要做好循环前的准备工作，分别给循环控制变量和累乘积单元进行初始化，一般用于存放累乘积的单元通常初始值为1，而用于存放累加和的单元通常初始值为0。佳木斯大学5-1while语句 【例5-3】从键盘上输入20个学生的成绩，求平均分。 main() {intn=1;/*循环控制变量赋初值*/ floatscore,sum=0,aver; printf("Enterscore:\n"); while(n<=20)/*循环继续的条件*/ {scanf("%f",score); sum+=score;/*累加求和*/ n++;}/*循环控制变量增值*/ aver=sum/20; printf("average=%5.1f\n",aver); }佳木斯大学5-1while语句 【例5-4】输入两个数m，n求m，n的最大公约数。 main() {intm,n,r; scanf("%d,%d",&m,&n); r=m%n; while(r!=0) {m=n;n=r;r=m%n;} printf("%d\n",n); }运行时输入24,16<回车>输出8佳木斯大学自主学习： 要求书写程序，上机调试，运行。并要求利用循环语句（while循环或dowhile循环）用尽可能多的算法实现来。 提示：根据已有的数学知识给出不同的其它算法，利用穷举的思想，从2一直到其中的一个数，分别去除这两个数，如果能够同时整除，就记载下来直到循环结束，最后记下的数就是最大公约数。还可以从其中的一个小的数开始向下取，一旦能够同时整除，立刻结束，这个数就是最大公约数。还有一种算法，如果除数为0，这被除数是最大公约数，否则，如果被除数大于除数，则用被除数减去除数直到除数大于被除数，如果除数大于被除数则交换除数和被除数。我们可以广开思路，不拘一格，这样即使以后学习其它语言，也不会被局限在只有教师教的才是真理的模式，而会主动去分析总结，我们自己也可能创造出一种更好的算法。 举一反三：输入两个数求最小公倍数佳木斯大学5-1while语句 【例5-5】输入一批非零整数，以0为结束符，输出其中的最小值。 #include<stdio.h> main() {intx,min; printf(“inputnumbers，lastoneis0：\n");/*输出提示信息*/ scanf("%d",&x); min=x;/*先将第一个数赋值给变量min*/ while(x!=0) {scanf("%d",&x); if(min>x) min=x; /*输入值比变量min的值小，用当前值替换变量min的值*/} printf("min=%d\n",min);/*输出最小值*/ }程序的运行情况：inputnumbers，lastoneis0：3167598236798-3230<回车>输出:min=-3佳木斯大学5-2do-while语句 do-while语句的特点是先执行循环体，然后判断循环条件是否成立。其一般形式为：do{语句}while(表达式); 它是这样执行的：先执行一次指定的循环体语句，然后判别表达式，当表达式的值为非零(“真”)时，返回重新执行循环体语句，如此反复，直到表达式的值等于0为止，此时循环结束。佳木斯大学5-2do-while语句 【例5-6】用do-while语句求: main() {intk,sum=0; k=1; do {surn=sum+k; k++; } while(k<=100); printf("%d",sum); }佳木斯大学5-2do-while语句 对同一个问题可以用while语句处理，也可以用do-while语句处理。do-while语句结构可以转换成while结构。 结论：当while后面的表达式的第一次的值为“真”时，两种循环得到的结果相同。否则，二者结果不相同(指二者具有相同的循环体的情况)。佳木斯大学5-2do-while语句 【例5-7】while和do-while循环的比较。 (1)main()(2)main() {intsum=0,k;{intsum=0,k; scanf("%d",&k);scanf("%d",&k); while(k<=10)do {sum=sum+k;{sum=sum+k; k++;k++; }}while(k<=10); printf("sum=%d",sum);printf("sum=%d",sum); }}运行情况如下：运行情况如下：1<回车>1<回车>sum=55sum=55再运行一次：再运行一次：11<回车>11<回车>sum=0sum=11佳木斯大学5-2do-while语句 【例5-8】计算ex=1+x+++……直到最后一项的绝对值小于10-6时停止计算，x由键盘输入。 #include<stdio.h> main() {intn=0;floats=0,t=1,x; scanf("%f",&x); do {s+=t; n++; t=t*x/n; }while(t>=1e-6); printf("exp(%f)=%f\n",x,s); }运行时若输入1<回车>输出exp(1.000000)=2.718282佳木斯大学算法总结： 关于累加求和一类问题的处理：（用板书讲解） 输入10个输求和（进一步输入若干个数求和、求积） t=a+aa+aaa+a……a 作业：求1！+2！+……+n!（n由键盘输入,分别用do–while、while语句实现）佳木斯大学作业： 求1！+2！+……+n!（n由键盘输入,分别用do–while、while语句实现） 求两个数的最大公约数。佳木斯大学小结： （1）当型循环及while语句的执行 （2）累加求和及累乘积的算法设计 （3）结束标志的设置：选一个远离处理数据的数座结束标志佳木斯大学预习内容： for语句的格式和使用 常用算法佳木斯大学【教学目的】 1、掌握for语句的使用。 2、利用for语句实现循环结构程序设计，掌握典型算法。 3、培养学生动手编程的能力。佳木斯大学【主要内容】 1、循环的思想 2、利用for语句实现循环 3、典型算法佳木斯大学【重点与难点】 1、利用for语句实现循环 2、典型算法的形成与实现佳木斯大学【教学方法】 采用理论讲解、互动式、讨论式的教学方法 佳木斯大学5-3for语句 C语言中的for语句使用最为灵活，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，它完全可以代替while语句。for语句的一般形式为： for(表达式1;表达式2;表达式3)语句佳木斯大学5-3for语句 它的执行过程如下： (1)先求解表达式l。 (2)求解表达式2，若其值为真(值为非0)，则执行for语句中指定的内嵌语句，然后执行下面第(3)步。若为假(值为0)，则结束循环，转到第(5)步。 (3)求解表达式3。 (4)转回上面第(2)步骤继续执行。 (5)循环结束，执行for语句下面的一个语句。佳木斯大学5-3for语句 说明： (1)for语句的一般形式中的“表达式l”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。 (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。佳木斯大学5-3for语句 说明： (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。 (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。 (5)三个表达式都可省略，如：for(;;)佳木斯大学5-3for语句 说明： (6)表达式1可以是设置循环变量初值的赋值表达式，也可以是与循环变量无关的其他表达式。 (7)表达式一般是关系表达式(如i<=100)或逻辑表达式(如a<b&&x<y)，但也可以是数值表达式或字符表达式，只要其值为非零，就执行循环体。佳木斯大学5-3for语句 【例5-9】输入10个数求这10个数的和。main() {intsum,x,i; sum=0; for(i=1;i<=10;i++) {scanf("%d",&x); sum=sum+x;} printf("sum=%d\n",sum); }运行时输入157896756453421<回车>输出sum=253佳木斯大学5-3for语句 【例5-10】求非波那契数列。菲波那契数列可以按如下定义： a0=0 a1=1 a2=a0+a1 a3=a1+a2 … an=an-2+an-1佳木斯大学5-3for语句 #include<stdio.h> main() {inta0,a1,a2,k; a0=0; a1=1; printf("%6d%6d",a0,a1); for(k=2;k<=20;k++) {if(k%5==0)printf("\n"); a2=a0+a1; printf("%6d",a2); a0=a1; a1=a2; } }运行:011235813213455891442333776109871597258441816765佳木斯大学5-3for语句 【例5-11】求1++…+直到最后一项的值小于10-2，如果累加到第20项（即n=19）时，最后一项的值还不小于10-2也不再计算. #include<stdio.h> main() {floats,t; intn; s=1.0; for(n=1;n<=19;n++) {t=1.0/(n*(n+1)); s+=t; if(t<1e-2)break; } printf("n=%d,t=%f,sum=%f\n",n,t,s); }运行结果:n=10,t=0.009091,sum=1.909091佳木斯大学5-4几种循环的比较 (1)四种循环都可以用来处理同一问题，一般情况下它们可以互相代替。但一般不提倡用goto型循环。佳木斯大学5-4几种循环的比较 (2)while和do-while循环，只在while后面指定循环条件，在循环体中应包含使循环趋于结束的语句。for循环可以在表达式3中包含使循环趋于结束的操作，甚至可以将循环体中的操作全部放到表达式3中。因此for语句的功能更强，凡用while循环能完成的，用for循环都能实现。佳木斯大学5-4几种循环的比较 (3)用while和do-while循环时，循环变量初始化的操作应在while和do-while语句之前完成。而for语句可以在表达式1中实现循环变量的初始化。佳木斯大学5-4几种循环的比较 (4)while循型、do-while循环和for循环，可以用break语句跳出循环，用continue语句结束本次循环。而对用goto语句和if语句构成的循环，不能用break语句和continue语句进行控制。佳木斯大学【讨论】 各种循环如何转换？佳木斯大学【预习】 1、多重循环 2、典型算法佳木斯大学【教学目的】 1、进一步掌握while、dowhile、for语句的使用。 2、利用while、dowhile、for语句实现嵌套程序设计，掌握典型算法。 3、培养学生动手编程的能力。佳木斯大学【主要内容】 1、利用for语句实现嵌套循环 2、典型算法佳木斯大学【重点与难点】 1、嵌套循环的执行过程及分析 2、典型算法的形成与实现佳木斯大学【教学方法】 采用理论讲解、互动式、讨论式的教学方法佳木斯大学【教学内容】 带着问题学习： 多重循环如何让实现佳木斯大学5-5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。各种语言中关于循环的嵌套的概念都是一样的。三种循环(while循环、do-while循环和for循环)可以互相嵌套。 (1)while() while() {} (2)do do {……} while(); while();(3)for(;;)for(;;)(4)while()do{……}while();佳木斯大学5-5循环嵌套 【例5-12】编程输出以下形式的乘法九九表。 main() {inti,j; for(i=1;i<=9;i++) /*i作为外循环控制变量控制被乘数变化*/ {printf("\n"); for(j=1;j<=9;j++) /*j作为内循环控制变量控制乘数变化*/ printf("％1d*％1d=％2d",i,j,i*j); } }佳木斯大学5-5循环嵌套 【例5-13】全班有30个学生，每个学生考8门课。要求分别统计出每个学生的平均成绩。 main() {inti,j,score,sum; floataver; j=1; while(j<=30) {sum=0; for(i=1;i<=8;i++) {printf("EnterNO.%dthescore%d:",j,i); scanf("%d",&score);/*输入第j个学生第i门课成绩*/ sum=sum+score;/*累计第j个学生的总成绩*/ } aver=sum/8.0;/*计算第j个学生的平均成绩*/ printf("NO.%daver=%5.2f\n",j,aver);/*输出第j个学生的平均成绩*/ j++; } }佳木斯大学5-5循环嵌套 使用循环的嵌套结构要注意以几点： (1)外层循环应“完全包含”内层循环，不能发生交叉。 (2)嵌套的循环控制变量一般不应同名，以免造成混乱。 (3)嵌套的循环要注意正确使用缩进式书写格式来明确嵌套循环的层次关系，以增加程序的可读性。佳木斯大学5-6break语句 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; break语句不能用于循环语句和switch语句之外的任何其他语句中。佳木斯大学5-7continue语句 一般形式为：continue; 其作用为结束本次循环，即跳过循环体中下面尚未执行的语句，接着进行下一次是否执行循环的判定。 continue语句和break语句的区别是：continue语句只结束本次循环，而不是终止整个循环的执行。而break语句则是结束整个循环过程，不再判断执行循环的条件是否成立。佳木斯大学5-7continue语句 【例5-14】把100～200之间的不能被3整除的数输出。 main() {intn; for(n=100;n<=200;n++) {if(n%3==0) continue; printf("%4d",n); } }佳木斯大学【教学目的】 1、实现循环结构程序设计，掌握典型算法。 2、培养学生动手编程的能力。佳木斯大学【主要内容】 1、典型算法佳木斯大学【重点与难点】 1、典型算法的形成与实现佳木斯大学【教学方法】 采用理论讲解、归纳式的教学方法 佳木斯大学5-8综合应用 【例5-15】从键盘上输入字符数字，边输入边在屏幕上显示出来，当输入星号“*”时输入结束。 #include<stdio.h> main() {inti; charc; for(i=1;;i++) {scanf("%c",&c); if(c=='*')break; else printf("%c",c); } printf("循环结束"); }运行输入：ABC*结果是：ABC循环结束佳木斯大学5-8综合应用 【例5-16】输入一行字符，分别统计出其中英文字母、空格、数字和其它字符的个数。 #include<stdio.h> main() {charc; intletter=0,space=0,digit=0,other=0; while((c=getchar())!='\n') {if(c>='a'&&c<='z'||c>='A'&&c<='Z') letter++; elseif(c=='') space++; elseif(c>='0'&&c<='9') digit++; else other++;} printf("letter=%d,space=%d,digit=%d,other=%d\n",letter,space,digit,other); }输入:a1b23cdd,+44*<回车>输出:letter=5,space=2,dlgit=5,other=3佳木斯大学5-8综合应用 【例5-17】输出以下图案。 main() {inti,j,k,n=3; for(i=1;i<=n;i++) {for(j=1;j<=41-i;j++)printf(""); /*输出空格，第一个星定位在40列*/ for(j=1;j<=2*i-1;j++)printf("*");/*输出星*/ printf("\n");}/*换行*/ k=2*n-1;/*k的值是最后一行星的个数*/ for(i=1;i<=n-1;i++) {for(j=1;j<=41-n+i;j++)printf(""); /*输出空格,空格和上三角有关,n是上三角行数*/ for(j=1;j<=k-2*i;j++)printf("*");/*输出星*/ printf("\n");}/*换行*/ }*************佳木斯大学5-8综合应用 【例5-18】打印出所有的“水仙花数”，所谓“水仙花数”是指一个三位数，其各位数字立方和等于该数本身。例如，153是一水仙花数，因为153=13+53+33。 main() {intn,a,b,c; for(n=100;n<1000;n++) /*因为是三位数，能确定n的取值范围*/ {a=n/100;/*求百位数*/ b=n%100/10;/*求十位数*/ c=n%10;/*求个位数*/ if(n==a*a*a+b*b*b+c*c*c) printf("%5d",n);} printf("\n"); }运行结果是：153370371407佳木斯大学5-8综合应用 【例5-19】判断m是否素数。 #include<math.h> main() {intm,i,k; scanf("%d",&m); k=sqrt(m); for(i=2;i<=k&&m%i!=0;i++); if(i>k)printf("%disaprimemumber\n",m); elseprintf("%disnotaprimenumber\n",m); }运行时输入35<回车>输出35isnotaprimenumber再次运行输入11<回车>输出11isaprimenumber佳木斯大学5-8综合应用 【例5-20】求100～200间的全部素数。 #include<math.h> main() {intm,k,i,n=0; for(m=101;m<=200;m=m+2) {k=sqrt(m); for(i=2;i<=k&&m%i!=0;i++); if(i>k){printf("%4d",m);n++;} if(n%10==0)printf("\n");} }运行结果如下：101103107109113127131137139149151157163167173179181191193197199佳木斯大学5-8综合应用 【例5-21】求1～1000之间的同构数（同构数是一个数的平方低位与此数相同）。 #include<math.h> main() {intm,n,j;longk; for(m=1;m<=1000;m++) {k=m*m; j=1; n=m; do {n=n/10; j=j*10; }while(n>0); if(k%j==m) printf("%4d%10ld\n",m,k); } }运行结果：1152563625625765776384163848893889佳木斯大学5-8综合应用 【例5-22】下述for循环语句。 inti,k; for(i=0,k=-1;k=1;i++,k++) printf("!!!"); A、判断循环结束的条件非法 B、是无限循环 C、只循环一次 D、一次也不循环B佳木斯大学5-8综合应用 【例5-23】下述循环的循环次数是。 intk=2; while(k=0)printf("%d",k); k--;printf("\n"); A、无限次B、0次 C、1次D、2次B佳木斯大学5-8综合应用 【例5-24】在下述程序中，判断i>j共执行了次。 #include<stdio.h> main() {inti=0,j=10,k=2,s=0; for(;;) {i+=k; if(i>j) {printf("％d",s); break; } s+=i; } } A、4B、7C、5D、6D佳木斯大学5-8综合应用 【例5-25】若下述程序运行时输入的数据是3.6,2.4,则输出结果是。 #include<math.h> #include<stdio.h> main() {floatx,y,z; scanf("%f,%f",&x,&y); z=x/y; while(1) {if(fabs(z)>1.0) {x=y;y=z;z=x/y;} else break; } printf("%f",y); } A、1.500000B、1.600000C、2.000000D、2.400000B佳木斯大学5-8综合应用 【例5-26】以下程序的输出结果是。 #include<stdio.h> main() {inti; for(i=1;i<=5;i++) {if(i%2) putchar('<'); else continue; putchar('>'); } putchar('#'); } A、<><><>#B、><><><#C、<><>#D、><><#A佳木斯大学5-8综合应用 【例5-27】下述程序的输出结果是。 #include<stdio.h> main() {intk=0,m=0; inti,j; for(i=0;i<2;i++) {for(j=0;j<3;j++) k++; k-=j; } m=i+j; printf("k=%d,m=%d",k,m); } A、k=0,m=3B、k=0,m=5 C、k=1,m=3D、k=l,m=5B佳木斯大学5-8综合应用 【例5-28】下述程序的输出结果是。 #include<stdio.h> main() {inti,j,x=0; for(i=0;i<2;i++) {x++; for(j=0;j<=3;j++) {if(j%2)continue; x++; } x++; } printf("x=％d\n",x); }运行结果如下：x=8佳木斯大学5-8综合应用 【例5.28】计算一个数列的前n项之和。该数列的前两项是由键盘输入的正整数，以后各项按下列规律产生：先计算前两项之和，若和小于200，则该和作为下一项，否则用和除以前两项中较小的一项，将余数作为下一项。补充下列程序。佳木斯大学5-8综合应用 #include<stdio.h> main() {intn,k1,k2,k3,m,ms,j; scanf("%d,%d,%d",&n,&k1,&k2); m=k1+k2; (1) for(j=3;j<=n;j++) if((2)) if(k1<k2) k3=m%k1; elsek3=m%k2; (3) (4) ms=ms+k3; k1=k2; k2=k3; m=k1+k2;} printf("%d\n",ms); }佳木斯大学5-8综合应用 【例5.29】用公式≈++…+可以计算π的近似值，下面是计算π的近似值的程序，其中n由键盘输入。 #include<stdio.h> #include<math.h> main() {intn,j; floatsum,t,pi; scanf("%d",&n); (1); j=1; while(j<=n) {t=(2); sum=sum+t; (3); } pi=sqrt(6.0*sum); printf("pi=%8.6f\n",pi); }佳木斯大学5-8综合应用 【例5.30】译密码。为使电文保密，往往按一定规律将其转换成密码，收报人再按约定的规律将其译回原文。例如，可以按以下规律将电文变成密码：将字母A变成字母E，a变成e，即变成其后的第4个字母，W变成A，X变成B，Y变成C，Z变成D。字母按上述规律转换，非字母字符不变。如China!转换为Glmre!。输入一行字符，要求输出其相应的密码。佳木斯大学5-8综合应用 #include<stdio.h> main() {charc; while((c=getchar())!='\n') if((c>='a'&&c<='z')||(c>='A'&&c<'Z')) {c=c+4; if(c>'Z'&&c<='Z'+4||c>'z') c=c-26; } printf("%c",c); }佳木斯大学5-8综合应用 【例5.31】阅读程序，回答相应问题。 main() {intn,k; floata,b,h,f0,s=0,s1,x; scanf("%d",&n); a=0; b=1; h=(b-a)/n; x=a; f0=x*x; for(k=1;k<=n;k++) {s1=f0*h; s=s+s1; x=x+h; f0=x*x; } printf("%f,%f,%d,%f\n",a,b,n,s); } 问题1：本程序的功能是什么？ 问题2：程序中的n越大，对程序中s的计算结果有什么影响？佳木斯大学小结 C语言提供了3种专门用于循环的语句while、do…while、for。 （1）3种循环都可以用来处理同一问题，一般情况下它们可以互相代替。 （2）while语句用来实现当型循环结构。执行时先判断表达式，若表达式为非0值，执行循环体语句，然后再判断表达式，直到表达式为0（假）结束循环。 （3）do…while语句的特点是先执行循环体，然后判断循环条件是否成立，用来实现直到型循环结构。 （4）C语言中的for语句使用最为灵活，不仅可以用于循环次数已经确定的用来实现当型循环结构的情况，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，它完全可以代替while语句。 （5）各种循环语句可以相互嵌套组成多重循环。循环之间可以并列但不能交叉。 （6）break语句可用于退出当前循环，继续执行循环后的语句。continue语句则用于退出当前这次循环，后面循环还将继续执行。佳木斯大学【预习】 数组的定义、一维数组及应用佳木斯大学