第6章 循环结构

第6章循环结构第6章循环结构6.1概述6.2while语句6.3dowhile语句6.4for语句6.6循环控制语句和goto转移语句6.5循环嵌套第6章循环结构6.1概述循环结构用来描述具有规律性的重复工作。例如，求若干个数的累积；输入全班所有学生的成绩等。几乎所有实用的程序都包含循环。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。第6章循环结构6.2while语句1.while语句是当型循环控制语句，一般形式为:while表达式循环体;说明：（1）、“表达式”可以是任意表达式，用来判定循环是否终止（或者说判定循环体是否执行）。表达式的值要么为真，要么为假；如果其值为一个数值，则非0的任何数都为真，而0代表假。如果第一次执行时，“表达式”的值为假，则“循环体”中的语句一次都不执行。（2）、“循环体”中可以是单语句，也可以是空语句（只有一个;的语句）或复合语句，如果是复合语句，则必须括在{}之中。while语句的流程图见图6-1，其特点是先判断，后执行，若条件不成立，有可能一次也不执行。第6章循环结构2.举例应用例6.1求sum=1+2+3+......+100。分析：解决这类累加、累积问题，关键是要找出通用计算公式，即找到循环体中的部分。sum=sum+i是本例的通用性计算公式。公式中，sum既作为一个加数使用，也用于存放累加后的结果，其初值为0；i既作为另一个第6章循环结构加数使用，也作为循环变量，其取值范围是1到100。对于每个i值，要进行一次sum=sum+i的计算。如，当i=1时，sum=0+1=1；当i=2时，sum=1+2=3；当i=3时，sum=3+3=5；……依此类推下去，就可以得到结果sum。#includestdio.hvoidmain(){inti，sum=0;i=1;while(i=100){sum=sum+i;i++;}printf(%d，sum);}图6-2求1+2+…+100算法描述第6章循环结构例6.2将输入的一串字符显示在屏幕上，遇到字符“$”时停止。#includestdio.hvoidmain(){charc;printf(\nPleaseinputastring:\n);c=getchar();while(c!='$'){putchar(c);c=getchar();}}第6章循环结构6.3dowhile语句1.dowhile语句的语法和框图dowhile循环语句的语法是：do{循环体语句；}while(表达式)；（1）、说明：1）“表达式”可以是任意表达式，用来判定循环是否终止（或者说判定循环体是否执行）。表达式的值要么为真，要么为假；如果其值为一个数值，则非0的任何数都为真，而0代表假。即使第一次执行时“表达式”的值为假，“循环体”中的语句最少会被执行一次。2）“循环体”中可以是单语句，也可以是空语句（只有一第6章循环结构个;的语句）或复合语句，如果是复合语句，则必须括在{}之中。3）do-while作为一个语句，必须以分号（；）结束，所以在while(表达式)后一定要有分号。（2）、执行顺序：执行“循环体语句”，计算表达式的值，如果表达式的值非零（真），继续执行“循环体语句”，直到表达式的值为零（假），循环结束。程序结构流程图如图：第6章循环结构例6.3用dowhile语句求s=1+2+3+....+100#includestdio.hvoidmain(){inti，sum=0;i=1;do{sum=sum+i;i++;}while(i=100);printf(%d，sum)；}第6章循环结构例6.4计算sin(x)=，直到最后一项的绝对值小10-7。n！x！x！x！xxn753753编程思路：这道题使用递推方法来做。让多项式的每一项与一个变量n对应，n的值依次为1，3，5，7，...，从多项式的前一项算后一项，只需将前一项乘一个因子：(-x2)/((n-1)*n)用s表示多项式的值，用t表示每一项的值。#includemath.h#includestdio.hvoidmain(){doubles，t，x;intn;printf(pleaseinputx:);第6章循环结构scanf(%lf，&x);t=x;n=1;s=x;do{n=n+2;t=t*(-x*x)/((n-1)*n);s=s+t;}while(fabs(t)=1e-7);printf(sin(%lf)=%lf，x，s);}运行结果如下：pleaseinputx:1.5753sin(1.575300)=0.999990第6章循环结构2.dowhile与while语句的区别dowhile总是要先做一遍循环体，再做表达式的判断，因此循环体中的语句肯定要做一次。在设计程序时，如果不知道重复执行的次数，而且第一次必须执行时，常采用dowhile语句。(1)为了避免编译系统把dowhile的while当做while语句的开始，dowhile的循环体即使是一句，也需要用括号括起。#includestdio.hvoidmain(){charc;do{第6章循环结构putchar(c=getchar());}while(c!='$');}但是，若将上例的dowhile语句写成：doputchar(c=getchar());while(c!='$');容易产生歧义和误解。(2)由于dowhile语句是先做循环体，再判断表达式，所以有些程序不能用dowhile语句编写。例如：输入某门功课的若干个同学的成绩，以-1作为终止的特殊成绩，计算平均成绩。也就是说，不能将-1计算在内。第6章循环结构例6.5求平均值的错误程序。#includestdio.hvoidmain(){intsum,i,a;sum=0;i=0;do{scanf(%d,&a);sum=sum+a;i++;}while(a!=-1);printf(aver=%f\n,1.0*sum/i);}但程序的逻辑是错误的，因为-1也被累加到sum中了，并且不能解决输入的第一个数就是-1的问题。第6章循环结构6.4for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循环语句的语法是：for(表达式1；表达式2；表达式3)循环体语句；执行过程：（1）执行表达式1；（2）计算表达式2的值；（3）如果表达式2的值为真，则执行循环体，再执行表达式3，转到（2）步执行；（4）如果表达式2的值为假，则结束循环的执行，转而去执行for语句后的语句。第6章循环结构例6.6用for语句求s=1+2+3+....+n#includestdio.hvoidmain(){inti,sum,n;printf(\nPleaseinputainteger:);scanf(%d,&n);for(i=1,sum=0;i=n;i++)sum=sum+i;printf(sum=%d\n,sum);}第6章循环结构for循环使用说明：（1）for语句的表达式使用比较灵活，表达式1，表达式2，表达式3都可以省略，但是即使是三个表达式都省略了，二个“；”也不可省略。如下几种情形：①i=1；for(；i=100;i++)sum=sum+i;/*省略表达式1*/②for(i=1;;i++){sum=sum+i;if(i==100)break;}/*省略表达式2*/③i=1;for(;i=100;){sum=sum+i;i++;}/*省略表达式1和表达式3*/④i=1;for(;;){sum=sum+i;if(i==100)break;i++;}/*三个表达式均省略*/(2)在表达式１和表达式３中可以使用逗号运算符把执行语句并列在一起，并且循环体可以为空。第6章循环结构如：for(i=1,sum=0;i=100;sum+=i,i++);（3）表达式2一般是关系表达式(如i=100)或逻辑表达式(如ab&&xy)，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。如：for(i=0;(c=getchar())!='\n';i+=c);在表达式2中先从终端接收一个字符赋给c，然后判断此赋值表达式的值是否不等于‘＼n’(回车换行符)，如果不等于‘＼n’，就执行循环体。又如：for(;(c=getchar())!='＼n';)printf(%c，c);只有表达式2，而无表达式1和表达式3。其作用是每读入一个字符后立即输出该字符，直到输入一个“换行”为止。第6章循环结构例6.8求Fibonacci数列的前40个数。该数列的生成方法为：F1=1，F2=1，Fn=Fn-1+Fn-2（n=3），即从第3个数开始，每个数等于前2个数之和。这是一个有趣的古典数学问题：有一对兔子，从出生后第3个月起每个月都生一对兔子。小兔子长到第3个月后每个月又生一对兔子。假设所有兔子都不死，问每个月的兔子总数为多少？编程思路：由题意可知，该数列的变化规律是第一项和第二项为1，从第三项起为前二项之和，令f1,f2分别为第一项和第二项，然后进入循环，首先输出f1,f2，接着执行语句“f1=f1+f2;”将二项所得和的值存入f1中，这就是数列的第三项，再执行语句“f2=f2+f1”（此时的f1代表第三项），将第二项和第三项所得和的值存入f2中，得到数列的第四项，重复以上步骤，每重复一次，变量f1、f2依次得到后面新的两项值，这是一个典型的递推法，第6章循环结构程序流程如图：#includestdio.hvoidmain(){longintf1=1,f2=1，i;for(i=1;i=20;i++){printf(“%-15ld%-15ld”,f1,f2);if(i%2==0)printf(“\n”);f1+=f2;f2+=f1;}}……………..第6章循环结构例6.9求s=aa…aa-a…a-…-aa-a，即第一项由n个a组成，第二项由n-1个a组成，依次类推，最后一项为a，a为1～9的任一数。例如：当n=4,a=2，则表达式：s=2222-222-22-2。编程思路：由表达式可知，该序列的规律是：前一项的数据比后一项大10倍，如果把前一项的数据对10进行整除，则商数即为后一项数据的值。所以程序的设计过程分为两步：第一步运用for循环求出序列的第一项；第二步还是运用循环实现取数和求和的功能，流程图如图:第6章循环结构源代码如下：#includestdio.hvoidmain(){inta,n,i;longs=0,t=a;scanf(a=%d,n=%d,&a,&n);for(i=1;in;i++)t=t*10+a;s=t;for(i=1;in;i++){t=t/10;s=s-t;}printf(s=%ld,s);}第6章循环结构6.5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。一个循环外面仅包围一层循环叫二重循环；一个循环外面包围两层循环叫三重循环；一个循环外面包围多层循环叫多重循环。三种循环语句for、while、do...while可以互相嵌套自由组合。如下形式：第6章循环结构例6.10输出10～100之间的全部素数。编程思路：（1）显然，只要设计出判断某数n是否是素数的算法，外面再套一个for循环即可。（2）判断某数n是否是素数的算法：根据素数的定义，用2～（n-1）之间的每一个数去整除n，如果都不能被整除，则表示该数是一个素数。实际上用不到将n除至n-1，只要将n除以2～即可，这是因为任一整数n若能被另一整数a整除，其商为b，则a和b中有一个必然大于或等于，而另一个小于或等于，故只需将n依次除以2～即可。程序流程如图：第6章循环结构源程序如下：#includestdio.h#includemath.hvoidmain(){inti=11,j,counter=0，k，