Fortran程序设计(第六章-循环结构(上))

第六章循环结构（上）§6.1引言§6.2无循环变量的DO结构§6.3带循环变量的DO结构§6.4DOWHILE结构6.1引言循环的定义计算处理方法和处理过程完全一样，只是数值变化，重复地运行某个语句块。这个语句体被重复执行的情形，称为循环。由于Fortran90中不提倡语句带有标号，也不提倡使用Goto语句，因而排除了用IF语句和goto语句构成循环的情况。这样在循环程序段中均由Do结构实现，其Do结构共有三种形式：1．不带循环变量的DO结构2．带循环变量的DO结构3．DoWHILE结构例1：求S=1+2+3+…+N的值（N由键盘输入N2）。INTEGER::S，N，IS=05READ（*，*）NIF（N=2）GOTO5I=110IF（IN）THENS=S+I;I=I+1GOTO10ENDIFWRITE（*，*）‘S=‘，SEND此种循环fortran90不提倡使用。例2：读入某战士打靶的成绩，计算其平均成绩。INTERGER::S，MARK，IREAL::AVES=0DOI=1，10READ*，MARKS=S+MARKENDDOAVE=S/10.0WRITE（*，*）‘AVE=‘，AVEEND带循环变量的循环结构2．循环结构组成。循环体：需重复处理的语句序列；循环控制机制：根据已知条件判断循环是否继续执行。3．循环的分类：（1）循环次数未知如例1所示（2）循环次数已知如例2所示6.2不带循环变量的DO循环1.无循环变量DO结构的一般形式[结构名:]DO循环体ENDDO[结构名]其中方括号内的内容是可选的。DO语句为入口语句；ENDDO表示DO结构的出口；循环体可以是一条或多条简单可执行语句。也可是IF结构、CASE结构或另一个DO结构。DOREAD*，XSUM=SUM+XPRINT*，SUMENDDO执行过程：从DO语句进入循环，执行读语句、累加、输出；然后遇到ENDDO语句，然后返回循环体的第一条语句，继续执行循环体语句，一直进行下去。该DO结构是一个无休止的的循环，称为死循环要终止该循环必须添加一个EXIT语句。1.EXIT语句：格式：EXIT[DO结构名]作用：停止循环，将控制转移到当前循环或指定结构之外。单独使用将无条件终止循环，一般的用法是有条件的控制循环出口。格式为：IF（逻辑表达式）EXIT[DO结构名]功能：当条件为真时，停止正在进行的循环，将控制转移到EXIT后指定的结构之外，若没有指定结构名，则跳出当前循环。EXIT语句应用举例例6-1求1+1/2+1/3+……+1/N的值。例6-2求一批数中负数的个数及负数的总和。要求数据一个一个地由键盘输入，输入的数据为0时终止循环。带循环变量DO结构的一般形式[DO结构名：]DO,V=E1，E2[，E3]循环体ENDDO[DO结构名]V是循环控制变量，可以是整型或实型。E1是循环控制变量的初始值；E2是循环变量的终止值；E3是循环变量的增量。E1、E2、E3可以是整型、实型的常数、变量或表达式，当为表达式时，其中涉及的变量应具有具体的值。符号可正可负。6.3带循环变量的DO结构执行过程（1）对表达式E1，E2，E3分别求值。默认E3的值为1（2）令V变量被赋值为E1。（3）测试循环次数R，若R=0则跳过循环体，转去执行终端语句后面的第一条语句，若R0，则执行循环体直到循环终端语句。（4）执行终端语句后，V增加一个步长E3，循环次数减1，（5）返回（3）重复执行（3）（4）（1）E2不允许为最大整数值（2）E3不允许为零，否则循环不能终止注意：是判断一个DO语句是否成立的条件（3）DO循环变量在循环体内不能再次定义DOI=3，6I=5！！错误J=J+IENDDO（4）循环变量的初值E1、终值E2和步长E3只是在循环入口有效，进入循环后，它的值与循环次数无关。注意事项注意事项：（5）在带循环变量DO结构中仍可使用EXIT语句。（6）循环正常退出时，V的值超过循环变量的终值。循环非正常退出时，V保持当前值。（7）循环变量在循环体内不能被重新赋值，但是在循环体外则可被重新赋值。（8）在DO结构中包含的IF结构和CASE结构等必须时完整的结构，不允许出现结构的交叉。（9）循环可以不经ENDDO，但是不能从循环体外转入循环体内。DOWHILE结构的一般形式：[结构名:]DOWHILE（逻辑表达式）循环体ENDDO[结构名]循环体DOWHILE判定条件ENDDO相当于DOIF（.NOT.逻辑表达式）EXIT循环体ENDDO6.4DOWHILE结构TFDOWHILE执行过程嵌套DO结构的有关规定：1.各种DO结构都可以嵌套，但必须完整嵌套。2.对于带循环变量的DO结构，并列的DO结构可以用同一个变量名作循环变量，而嵌套的DO循环结构则不能使用相同的循环变量。3.EXIT语句强行终止当前或指定循环。4.可从循环体内跳到循环外，但不能从循环体外跳到循环体内。程序举例补充：循环控制的设计方法：1．关键：找出循环体a)求累加和S=S+Tb)求连乘积T=T*Nc)求XNT=T*Xd)求连加的循环次数S=S+1e)其他S=S+AA=…2．确定循环的初值a)求累加和初值为0或所给数据的第一项b)求连乘积初值为1或所给数据的第一项c)求最大值初值为所给数据的第一项或足够小的量d)求最小值初值为所给数据的第一项或足够大的量注意：赋值语句的位置3．循环次数的选定a)已知累加计算的项数Nb)未知计算项数N，当通项值小于一个值时停止，可取N为一个足够大的值。1．累加和计算例1：求S=2+4+6+…+200的值S=0DON=1，100S=S+2*NEnddoPRINT*，SEND累加和：S新=S原+通项2．被加数不能直接用表达式表示例2：求!100!3!2100321xxxxxes重复：!nxnssA=A*X/N注意：分母不能为零！3．一批数据的处理——顺序查找法例：从1~1000的正整数中，所有3的倍数之和及个数。算法：顺序查找程序：S=0N=0DOI=1，1000IF（MOD（I，3）==0）THENS=S+IN=N+1ENDIFENDDOPRINT*，S，NEND4．嵌套循环例：全校30个班，每班50个学生，每学生三门课程，要求统计并打印出每个班的平均成绩和全校总（平均）成绩ST=0.0A1:DOI=1，30S=0A2:DOJ=1，50READ（*,*）A1,A2,A3B=A1+A2+A3S=S+BENDDOA2A=S/50PRINT*，I，AST=ST+SENDDOA1SA=ST/（50*30）PRINT*，SAEND5．穷举法例：一个口袋中有白球3只，红球3只，黑球6只，任取8只，有多少种取法？INTEGER::X,Y,ZN=0X:DOX=0，3Y:DOY=0，3Z:DOZ=0，6IF（（X+Y+Z）==8）N=N+1ENDDOZENDDOYENDDOXPRINT*，NEND!!3!2321nxxxxnxes练习：求以下公式的值：当最后一项绝对值小于1010时停止。例：输入M、N，求最大公约数。程序：INTEGERR，TREAD*，M，NIF（M.LT.N）THENT=M;M=N;N=TENDIF10R=MOD（M，N）IF（R.NE.0）THENM=N;N=R;GOTO10ENDIFPRINT*，NEND请改写为DO循环结构练习：1、输入M、N，求最小公倍数。2、求数列1，1，2，3，5，8……的前30项。（重复：FN=FN-1+FN-2）DO的非整型增值例7：打印出所有的“水仙花数”。所谓“水仙花数”是指一个3位数，其各位数字的立方和等于该数本身。例如，153是一个“水仙花数”，因为153=13+53+33integer::i,j,k,ndon=100,999i=n/100j=n/10-i*10k=mod(n,10)if(n==i*i*i+j*j*j+k*k*k)print*,nenddoendQUESTION？？？27