第6章_循环

null第六章第六章 本章要点 本章要点 循环的基本概念 不同形式的循环控制 多重循环问题 主要 主要内容6.1 概述 6.2 goto语句以及用goto语句构成循环 6.3 用while语句实现循环 6.4 用do-while语句实现循环 6.5 用for 语句实现循环 6.6 循环的嵌套 6.7 几种循环的比较 6.8 break语句continue和语句 6.9 程 序 举 例 6.1 概述 6.1 概述什么是循环？ 为什么要使用循环？问题2:求学生平均成绩 分数相加后除以课数 在许多问题中需要用到循环控制。循环结构是结构化程序设计的基本结构之一，它和顺序结构、选择结构共同作为各种复杂程序的基本构造单元。 6.2 goto语句以及用goto语句构成循环 6.2 goto语句以及用goto语句构成循环 goto语句——无条件转向语句 goto 语句标号； 语句标号用标识符示，它的定名规则与变量名相同，即由字母、数字和下划线组成，其第一个字符必须为字母或下划线。 例如：goto label_1; 合法; goto 123； 不合法. 6.2 goto语句以及用goto语句构成循环 6.2 goto语句以及用goto语句构成循环 结构化程序设计方法主张限制使用goto语句，因 为滥用goto语句将使程序无规律、可读性差。 一般来说，可以有两种用途： (1) 与if语句一起构成循环结构； (2) 从循环体中跳转到循环体外。 但是这种用法不符合结构化原则，一般不宜采用，只有在不得已时(例如能大大提高效率)才使用。例6.1 用if语句和goto语句构成循环，求1到100的和 void main( ) { int i， sum=0; i=1; loop: if(i<=100) { sum=sum+i; i++; goto loop; } printf("%d\\n″，sum); }例6.1 用if语句和goto语句构成循环，求1到100的和 void main( ) { int i， sum=0; i=1; loop: if(i<=100) { sum=sum+i; i++; goto loop; } printf("%d\\n″，sum); }说明：这里用的是“当型”循环结构，当满足“i<=100” 时执行花括弧内的循环体。 运行结果：5050 6.3 用while语句实现循环 6.3 用while语句实现循环while语句用来实现“当型”循环结构。 一般形式： while (表达式) 语句 当表达式为非0值时，执行while语句中的内嵌语句。其特点是:先判断表达式，后执行语句。例6.2 求1到100的和 #include void main() {int i，sum=0; i=1; while (i<=100) { sum=sum+i; i++; } printf(″%d\\n″，sum); }例6.2 求1到100的和 #include void main() {int i，sum=0; i=1; while (i<=100) { sum=sum+i; i++; } printf(″%d\\n″，sum); }说明：(1)循环体如果包含一个以上的语句，应该用花括弧括起来，以复合语句形式出现.(2)在循环体中应有使循环趋向于结束的语句 。 运行结果：5050 6.3 用while语句实现循环 6.3 用while语句实现循环注意： 循环体如果包含一个以上的语句，应该用花括弧括起来，以复合语句形式出现。 在循环体中应有使循环趋向于结束的语句。如果无此语句，则i的值始终不改变，循环永不结束。 6.4 用do-while语句实现循环 6.4 用do-while语句实现循环 do-while语句的特点:先执行循环体，然后判断循环条件是否成立。 一般形式: do 循环体语句 while (表达式)；执行过程：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。 例6.3 求1到100的和 #include void main() { int i，sum=0; i=1; do {sum=sum+i; i++; } while(i<=100); printf("%d\\n″，sum)； }例6.3 求1到100的和 #include void main() { int i，sum=0; i=1; do {sum=sum+i; i++; } while(i<=100); printf("%d\\n″，sum)； }运行结果：5050 6.4 用do-while语句实现循环 6.4 用do-while语句实现循环while语句和用do-while语句的比较: 在一般情况下，用while语句和用do-while语 句处理同一问题时，若二者的循环体部分是一 样的，它们的结果也一样。但是如果while后面 的表达式一开始就为假(0值)时，两种循环的结 果是不同的。 例6.4 while和do-while循环的比较 (1) #include (2) #include void main ( ) void main( ) {int sum=0，i; {int sum=0，i; scanf(“%d″，&i); scanf(”%d″，&i); while (i<=10) do {sum=sum+I; { sum=sum+i; i++; i++; } while (i<=10); printf(“sum=%d\\n″ ，sum); } printf(“sum=%d\\n”,sum); }例6.4 while和do-while循环的比较 (1) #include (2) #include void main ( ) void main( ) {int sum=0，i; {int sum=0，i; scanf(“%d″，&i); scanf(”%d″，&i); while (i<=10) do {sum=sum+I; { sum=sum+i; i++; i++; } while (i<=10); printf(“sum=%d\\n″ ，sum); } printf(“sum=%d\\n”,sum); }运行结果： 1↙ sum=55 再运行一次： 11↙ sum=0运行结果： 1↙ sum=55 再运行一次： 11↙ sum=11说明：(1)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。 6.5 用for 语句实现循环 6.5 用for 语句实现循环 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。 一般形式: for(表达式1；表达式2；表达式3) 语句 6.5 用for 语句实现循环 6.5 用for 语句实现循环 for语句的执行过程： (1) 先求解表达式1。 (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 6.5 用for 语句实现循环 6.5 用for 语句实现循环循环初始条件循环控制条件循环体for语句等价于下列语句： 表达式1； while （表达式2） { 语句； 表达式3； } 6.5 用for 语句实现循环 6.5 用for 语句实现循环 for语句最简单的形式： 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++;} 用for语句 简单、方便。 6.5 用for 语句实现循环 6.5 用for 语句实现循环说明： (1) for语句的一般形式中的“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。 6.5 用for 语句实现循环 6.5 用for 语句实现循环说明： (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++;} 6.5 用for 语句实现循环 6.5 用for 语句实现循环说明： (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。如： for(i=1;i<=100;) {sum=sum+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。 6.5 用for 语句实现循环 6.5 用for 语句实现循环说明： (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;) while(i<=100) {sum=sum+i; 相当于 {sum=sum+i; 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。 6.5 用for 语句实现循环 6.5 用for 语句实现循环说明： (5) 3个表达式都可省略，如： for(; ;) 语句 相当于 while(1) 语句 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。 6.5 用for 语句实现循环 6.5 用for 语句实现循环说明： (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。如: for (sum=0;i<=100;i++) sum=sum+i; 表达式3也可以是与循环控制无关的任意表达式。 6.5 用for 语句实现循环 6.5 用for 语句实现循环说明： 表达式1和表达式3可以是一个简单的表达式，也可以 是逗号表达式，即包含一个以上的简单表达式，中间用 逗号间隔。如： for(sum=0，i=1;i<=100;i++) sum=sum+i; 或 for(i=0，j=100;i<=j;i++，j--) k=i+j； 表达式1和表达式3都是逗号表达式，各包含两个赋值 表达式，即同时设两个初值，使两个变量增值. 6.5 用for 语句实现循环 6.5 用for 语句实现循环说明： 在逗号表达式内按自左至右顺序求解，整个逗号表达 式的值为其中最右边的表达式的值。如: for(i=1;i<=100;i++，i++) sum=sum+i; 相当于 for(i=1;i<=100;i=i+2) sum=sum+i; 6.5 用for 语句实现循环 6.5 用for 语句实现循环说明： (7) 表达式一般是关系表达式(如i<=100)或逻辑表达式 (如a100) break; printf(″r=%f,area=%f\n″，r,area); } 程序的作用是计算r=1到r=10时的圆面积，直到面积area大于100为止。从上面的for循环可以看到：当area>100时，执行break语句，提前结束循环，即不再继续执行其余的几次循环。 6.8 break语句和continue语句 6.8 break语句和continue语句 6.8.2 continue语句 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. 一般形式： continue; 6.8 break语句和continue语句 6.8 break语句和continue语句 continue语句和break语句的区别 continue语句只结束本次循环，而不是终止整个循环的执行。 while(表达式1) for { … if(表达式2) continue; … }0 6.8 break语句和continue语句 6.8 break语句和continue语句 continue和break的区别 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。 while(表达式1) for { … if(表达式2) break; … } 例6.5 把100～200之间的不能被3整除的数输出。 #include void main() {int n; for (n=100;n<=200;n++) {if (n%3==0) continue; printf("%d ″，n); } }例6.5 把100～200之间的不能被3整除的数输出。 #include void main() {int n; for (n=100;n<=200;n++) {if (n%3==0) continue; printf("%d ″，n); } }说明：当n能被3整除时，执行continue语句，结束本次循环(即跳过printf函数语句)，只有n不能被3整除时才执行printf函数。 6.9 程序举例 6.9 程序举例 例6.6用π/4≈1-1/3+1/5-1/7+…公式求π的近似值，直到某一项的绝对值小于为止。 N-S图表示算法 例6.6 求pi的近似值 #include #include void main() { int s;float n，t，pi; t=1；pi=0;n=1.0;s=1; while(fabs(t)>1e-6) {pi=pi+t;n=n+2;s=-s;t=s/n;} pi=pi*4; printf(″pi=%10.6f＼n″，pi); }例6.6 求pi的近似值 #include #include void main() { int s;float n，t，pi; t=1；pi=0;n=1.0;s=1; while(fabs(t)>1e-6) {pi=pi+t;n=n+2;s=-s;t=s/n;} pi=pi*4; printf(″pi=%10.6f＼n″，pi); }运行结果： pi= 3.141594 6.9 程序举例 6.9 程序举例 例6.7 求Fibonacci数列前40个数。这个数列有如下特点：第1，2两个数为1，1。从第3个数开始，该数是其前面两个数之和。即: F(1)=1 (n=1) F(2)=1 (n=2) F(n)=F(n-1)+F(n-2) (n≥3) 算法如图所示:例6.7求Fibonacci数列前40个数。 #include void main() { long int f1，f2; int i; f1=1;f2=1; for(i=1; i<=20; i++) { printf(″%12ld %12ld ″，f1，f2); if(i%2==0) printf(″＼n″); f1=f1+f2; f2=f2+f1;} } 例6.7求Fibonacci数列前40个数。 #include void main() { long int f1，f2; int i; f1=1;f2=1; for(i=1; i<=20; i++) { printf(″%12ld %12ld ″，f1，f2); if(i%2==0) printf(″＼n″); f1=f1+f2; f2=f2+f1;} } 运行结果： 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987 1597 2584 4181 6765 10946 17711 28657 46368 75025 121393 196418 317811 514229 832040 1346269 2178309 3524578 57022887 9227465 14930352 24157817 39088169 63245986 102334155 6.9 程序举例 6.9 程序举例 例6.8 判断m是否素数。 算法思想:让m被2到除，如果m能被2～之中任何一个整数整除，则提前结束循环，此时i必然小于或等于k(即)；如果m不能被2～k(即)之间的任一整数整除，则在完成最后一次循环后，i还要加1，因此i=k+1，然后才终止循环。在循环之后判别i的值是否大于或等于k+1，若是，则表明未曾被2～k之间任一整数整除过，因此输出“是素数”。 null例6.8 判断m是否素数。 #include #include void main() {int m，i，k; scanf(″%d″，&m);k=sqrt(m); for (i=2;i<=k;i++) if(m%i==0) break; if(i>k) printf("%d is a prime number＼n″，m); else printf("%d is not a prime number＼n″，m); } 例6.8 判断m是否素数。 #include #include void main() {int m，i，k; scanf(″%d″，&m);k=sqrt(m); for (i=2;i<=k;i++) if(m%i==0) break; if(i>k) printf("%d is a prime number＼n″，m); else printf("%d is not a prime number＼n″，m); } 运行结果： 17↙ 17 is a prime number 例6.9 求100～200间的全部素数。 #include # include void main() {int m，k，i，n=0; for(m=101;m<=200;m=m+2) { k=sqrt(m); for (i=2;i<=k;i++) if (m%i==0) break; if (i>=k+1){printf("%d ″，m);n=n+1;} if(n%10==0) printf(″＼n″); } printf ("＼n");}例6.9 求100～200间的全部素数。 #include # include void main() {int m，k，i，n=0; for(m=101;m<=200;m=m+2) { k=sqrt(m); for (i=2;i<=k;i++) if (m%i==0) break; if (i>=k+1){printf("%d ″，m);n=n+1;} if(n%10==0) printf(″＼n″); } printf ("＼n");}运行结果： 101 103 107 109 113 127 131 137 139 149 151 157 163 167 173 179 181 191 193 197 199 6.9 程序举例 6.9 程序举例 例6.10 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。 思路：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。 例6.10输入一行字符，要求输出其相应的密码 include void main() {char c; 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\n″，c); } }例6.10输入一行字符，要求输出其相应的密码 include void main() {char c; 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\n″，c); } }运行结果： China!↙  Glmre! null