《C语言程序设计》第4章控制结构.ppt

第4章 控制结构,本章要求：,掌握选择控制语句if语句、switch语句以及他们的嵌套应用; 掌握循环控制语句for语句、while语句、dowhile语句以及他们的嵌套应用; 掌握break语句、continue语句的应用; 能够运用3种结构进行综合程序设计。,4.1 关系运算与逻辑运算,例子： 三个数中找最大 判断是否是闰年 判断密码的正确与否 关键点：判断的条件如何确立？,选择结构,4.1.1 关系运算符与关系表达式,比较两个量的运算符称为关系运算符： ，= ， = ，!= 关系运算符的优先级： “、=、 关系运算符 赋值运算符 一般形式为：表达式 关系运算符 表达式其值: 关系成立为“真”，不成立则为“假” C语言中用 “1” 表示 “真” ; “0” 表示 “假”,如 56 x=3 xc)a!=(c=b) (a=3)(b=5),又如：当 a=5, b=4 时 a+=3b,-False（0）,-True（1）,-False（0）,-6,4. 1. 2 逻辑运算符与逻辑表达式,1、逻辑运算符 ! 非运算 执行过程：若表达式的值为真（非0）则执行其后的语句， （0）否则不执行该语句。,判断0或非0可以是： 关系表达式 逻辑表达式 数学表达式 等等,只能是一个语句，若要执行多个语句，可以使用 ,例：输入任意两个整数x , y，比较后，确保x要大于等于y，再输出。 void main() int x, y, t; printf(Enter x and y:n); scanf(%d%d, ,2双分支结构ifelse.语句 使用格式： if (表达式) ; else ; 语句的执行过程: 当表达式的值为非0（条件成立）时执行， 否则执行else后面。,例：输入三个数，然后输出其中最大的数。 void main() int a, b, c, max; scanf(“%d%d%d”, ,3ifelse if语句（多分支结构） 语句形式： if (表达式1) 语句1; else if (表达式2) 语句2; . else if (表达式n) 语句n; else 语句块n+1;,例：简单计算器,例：已知百分制成绩x，显示对应的五级制成绩，下列哪些正确。,4. 使用if语句中应注意以下问题,if(a=5) 语句； if(b) 语句； 都是允许的。,if(xy) t=x; x=y; y=t; ,if(ab) max=a;,5if语句的嵌套,当if语句中的执行语句又是if语句时，则构成了if 语句嵌套的情形。如：,if(表达式1) if (表达式2) 语句；,if (表达式1) if (表达式2) 语句1； else 语句2； else if (表达式3) 语句3；,要特别注意if和else的配对问题。例如： 其中的else究竟是与哪一个if配对呢？ if(表达式1) if(表达式1) if(表达式2) if(表达式2) 语句1; 语句1; else else 语句2; 语句2;,语言规定:else 总是与它前面最近的if配对,4.2.2 条件运算符和条件表达式,条件运算符为 ? ： 它是一个三目运算符。 条件表达式的一般形式为： 表达式1 ? 表达式2 :表达式3 其求值规则为：如果表达式1的值为真，则以表达式2 的值作为条件表达式的值，否则以表达式3的值作为整个条件表达式的值。 条件表达式通常用于赋值语句之中。例如:,if(ab) max=a; else max=b;,max=(ab)?a:b;,条件运算符的说明：,运算优先级：低于关系运算符和算术运算符，高于赋值符。如：max=ab?a:b 条件运算符? ：是一对运算符，不能分开单独使用。 结合方向：自右至左。例如：,ab?a:cd?c:d,cd?c:d,例：若输入的大写字母转换成相应的小写字母，否则原样输出。,void main() char ch; scanf(%c, ,if (ch=A ,4.2.3 switch语句（开关语句）,switch语句使用的一般形式为： switch(表达式) case 常量表达式1: 语句1; case 常量表达式2: 语句2; case 常量表达式n: 语句n; default : 语句n+1; ,计算表达式的值k,若k等于常量表达式的值，则执行对应语句,若k与上诉常量均不相同，执行该语句,例：使用switch语句实现百分制成绩化五级制成绩。,switch(x/10) case 10: case 9: printf(A); case 8: printf(B); case 7: printf(C); case 6: printf(D); default:printf(E); ,break; break; break; break;,使用switch语句的通常形式为：,switch(表达式) case 常量表达式1: 语句1; break; case 常量表达式2: 语句2; break; case 常量表达式n: 语句n; break; default : 语句n+1; ,添加break;后：,例：输入17（分别代表星期一到星期天），输出相应的内容。,void main() int a; printf(input integer number: ); scanf(%d, ,说明：,在case后的各常量表达式的值不能相同，否则会出现错误。 在case后，允许有多个语句，可以不用括起来。 各case和default子句的先后顺序可以变动，而不会影响程序执行结果。但需要配合“break；”使用。 default子句可以省略不用。,4.2.3 选择结构的嵌套,if (表达式1) 语句1; else if (表达式2) 语句2; . else if (表达式n) 语句n; else 语句n+1;,switch(表达式) case 常量表达式1: 语句1; break; case 常量表达式2: 语句2; break; case 常量表达式n: 语句n; break; default : 语句n+1; ,这些语句部分，都可以包含另一个完整的if语句或switch语句,例：输入三个数，从小到大排列,if(ab) t=a; a=b; b=t; if(bc) t=b; b=c; c=t; if(ab) t=a; a=b; b=t; ,说明：,嵌套只能在一个分支内嵌套，不出现交叉。其嵌套的形式将有很多种，嵌套层次也可以任意多。 在swicth结构中，每一个case分支可以完整包含另一个ifelse结构，也可完整包含另一个swicth结构。 提示：为了便于阅读和维护，建议在写含有多层嵌套的程序时，使用缩进对齐方式。,4.2.5 选择结构程序举例,例：小学数学题，要求： 随机产生两道数学题（参加运算的数在110之间），一道加法，一道减法。 产生一道题后，让用户输入答案；判断答案的正确性，并给出提示。 记录用户答对的题数，并对最终的成绩作出评价。 可以使用if语句，或switch语句。,4.3 循环结构,循环结构的特点： 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。 注意两个概念： 给定的条件称为循环条件 反复执行的程序段称为循环体 在C语言中，实现循环结构的语句主要有3种： while doWhile for语句,4.3.1 while语句,while语句的一般形式为： while(表达式) 语句；表达式是循环条件，语句为循环体 执行过程：计算表达式的值，当值为真(非0)时， 执行循环体语句。否则，退出,例：在屏幕上打印110,说明：,计算的值，若表达式的值为真(非0)时，则执行循环体语句；不断反复，直到表达式的值为假(0)，则不执行循环体语句，而直接转向循环体外的第一条语句。 是循环反复执行的程序，称为“循环体”，当需要执行多条语句时，应使用“ ”括起来组成一个复合语句。 while语句是先判断条件，后执行循环体，为“当型”循环，因此若条件不成立，有可能一次也不执行循环体。,例： 编程序求：s=1+2+3+100,main() int s=0,n=1; while (n=100) s=s+n; n+; printf(S=%d,s); ,4.3.2 do.while语句,一般形式为： do 语句； while (表达式)； 执行过程：先执行循环体语句一次，再判别表达式的值，若为真(非0)则继续循环，否则终止循环。,例： 编程序求：s=1+2+3+100,void main() int s=0,n=1; do s=s+n; n+; while (n=100); printf(S=%d,s); ,while (n=100) s=s+n; n+; ,用辗转相除法求两自然数m，n的最大公约数和最小公倍数。 例 求 m=28 ,n=20 的最大公约数. if (mn) t=m; m=n; n=t; r=m%n; while (r!= 0) m=n; n=r; r= m%n; ,循环 m n r 赋好初值时：28 20 8 第一次结束：20 8 4 第二次结束： 8 4 0,注意以下几点：,在if语句，while语句中，表达式后面都不能加分号，而在 do-while语句的表达式后面则必须加分号。 当循环体由多个语句组成时，也必须用括起来组成一个复合语句。 如果循环至少要执行一次， while和do-while语句可以相互替换。,4.3.3 for循环语句,一般形式为： for(表达式1；表达式2；表达式3) 语句； 表达式1（控制变量的初始化）：用来给循环变量赋初值,也允许在for语句外给循环变量赋初值，此时可以省略该表达式。 表达式2（循环的条件）：循环条件，一般为关系表达式或逻辑表达式。 表达式3（循环控制变量的更新 ）：用来修改循环变量的值，一般是赋值语句。,当循环体由多个语句组成时，也必须用 ,for语句的执行过程：,注意：在整个for循环过程中，表达式1只计算一次，表达式2和表达式3则可能计算多次。,例： 编程序求：s=1+2+3+100,void main() int n,s=0; for(n=1;n=100;n+) s=s+n; printf(s=%dn,s); getch(); ,void main() int s=0,n=1; while (n=100) s=s+n; n+; printf(“s=%d,s); ,例：打印20个1020的随机数在屏幕上。,for(表达式1；表达式2；表达式3) 语句；,表达式1； while(表达式2) 语句； 表达式3； ,有关for语句的几点说明：,for语句中的“表达式1”、“表达式2”和“表达式3”都可以省略，但两个分号不能省略。 若 “表达式2”省略了，则判定循环控制条件为真（非0） “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。 注意：三个表达式都可以是任何表达式。,4.3.4 循环的嵌套多重循环结构,一个循环内完整地包含另一个循环结构，则称为多重循环 嵌套一层称为二重循环，嵌套二层称为三重循环 例子： 打印九九乘法表 打印由数字组成的如下所示金字塔图案,4.3.5 三种循环语句比较,4.4 其它控制语句,4.4.1 break语句 作用范围：switch 语句或循环语句 功能：跳出switch语句或跳出本层循环， 转去执行后面的程序。 break语句的一般形式为： break; 注意：break语句用于循环体中，一般与if语句联合使用,例：车牌抽取程序，要求,用户可以有5次机会选择。 若选到中意的号码，可以使用键盘中的Y键来确定 若已确定选中号码，则无需再继续选择了。 若5次都没有选中，进行提示，表示选中失败。,4.4.2 continue语句,作用范围：只能用在循环体中 功能：结束本次循环，转入下一次循环条件的判断与执行。 其一般格式是： continue; 注意：本语句只结束本层本次的循环，并不跳出循环。,例，计算半径为1到15的圆的面积，仅打印出超过50的圆面积。,void main() int r; float area; for(r=1;r=15;r+) area=3.141593*r*r; if(area50.0) continue; printf( square=%fn,area); ,break与continue的区别,continue：结束本次循环，即不再执行循环体中continue 语句之后的语句，转入下一次循环条件的判断与执行。应注意的是， 本语句只结束本层本次的循环，并不跳出循环。,break：语句只能用在switch 语句或循环语句中， 其作用是跳出switch语句或跳出本层循环，转去执行后面的程序。,4.4.3 goto语句（无条件转移语句）,一般格式： goto 语句标号； 如： label: i+; goto label1; 注意：语言不限制程序中使用标号的次数，但不得重名。 注意：在结构化程序设计中一般不主张使用goto语句， 以免造成程序流程的混乱，使理解和调试程序都产生困难。,4.5 应用程序举例 4.5.1 素数与哥德巴赫猜想,例：判断一个给定的整数是否为素数 基本思想： 把m作为被除数，将2Int(Sqrt(m)作为除数，如果都除不尽，m就是素数，否则就不是。可用以下程序段实现,k=sqrt(m); for(i=2;i=k) printf(Yesn); else printf(Non);,例：编一程序验证哥德巴赫猜想,for(n1=3;n1k) printf(%d=%d+%dn,n,n1,n2); ,发现n1不是素数后无需判断n2了，执行continue;后，当前次循环的后半部分无需执行,4.5.2 穷举法,基本思想：一一列举各种可能的情况，并判断哪一种可能是符合要求 例：将一张面值为100元的人民币等值换成100张5元、1元和0.5元的零钞，要求每种零钞不少于1张，问有哪几种组合？ 分析：5元的最少1张，最多100张 1元的最少1张，最多100张 0.5元的最少1张，最多100张列出所有的情况，把真正符合要求的情况打印出来。,void main() int x, y, z, n; printf( 5yuan 1yuan 0.5yuann); n=0; for(x=1; x=100;x+) for(y=1;y=100;y+) for(z=1;z=100;z+) if(x+y+z=100 ,4.5.3 迭代法,递推法：有一只猴子，捡到了一框桃子。它每天吃现存桃子的一半再多一个。到了第7天，它只有一个桃子了，问它第一天捡到了几个桃子？ 解：注意后一天和前一天的桃子数的关系。 x=(x+1)*2;,例，用迭代法求平方根,已知迭代公式为： 编程分析： 可假定一个初值x0=a/2(估计值)， 根据迭代公式得到一个新的值x1，这个新值x1比初值x0更接近要求的值x； 再以新值作为初值，即：x1x0，重新按原来的方法求x1， 重复这一过程直到|x1-x0|(某一给定的精度)。此时可将x1作为问题的解。,x0 = a / 2; /* 取迭代初值 */ x1 = 0.5 * (x0 + a / x0); while (fabs(x1 - x0) 0.00001) x0 = x1; /* 为下一次迭代作准备 */ x1 = 0.5 * (x0 + a / x0); printf(%f s sqrt is:%fn, a, x1);,迭代法求平方根部分代码,