第六章 循环控制

第六章 循环控制教学目的及要求：1） 熟练掌握三种循环语句的运用；2） 掌握break和continue语句的运用。3）教学重难点：1） 循环语句； 2）循环的嵌套； 3）break和continue语句。主要教学环节的组织：结合习题、上机掌握循环语句的用法教学内容：6.1 概述循环结构是程序中一种很重要的结构。其特点是，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。 给定的条件称为循环条件，反复执行的程序段称为循环体。 语言提供了多种循环语句，可以组成各种不同形式的循环结构。6.2 goto语句以及用goto 语句构成循环程序中的语句通常总是按顺序方向，或按语句功能所定义的方向执行的。如果需要改变程序的正常流向，可以使用转移语句。在语言中提供了4种转移语句：goto,break, continue和return。其中的return语句只能出现在被调函数中， 用于返回主调函数，我们将在函数一章中具体学习。goto语句也称为无条件转移语句，其一般格式如下： goto 语句标号； 其中语句标号是按标识符规定书写的符号， 放在某一语句行的前面，标号后加冒号(：)。语句标号起标识语句的作用，与goto 语句配合使用。如：label: i+； loop: while(x7)； 语言不限制程序中使用标号的次数，但各标号不得重名。goto语句的语义是改变程序流向， 转去执行语句标号所标识的语句。goto语句通常与条件语句配合使用。可用来实现条件转移，构成循环，跳出循环体等功能。但是，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。 例:#includestdio.h /*统计从键盘输入一行字符的个数 */void main() int n=0； printf(input a stringn)； loop: if(getchar()!=n) n+；goto loop； printf(%d,n)； 本例用if语句和goto语句构成循环结构。当输入字符不为n时即执行n+进行计数，然后转移至if语句循环执行。直至输入字符为n才停止循环。6.3 语句while语句的一般形式为： while(表达式)语句； 其中表达式是循环条件，语句为循环体。 while语句的语义是：计算表达式的值，当值为真(非0)时， 执行循环体语句。 例:#include /*统计从键盘输入一行字符的个数 */void main() int n=0； printf(input a string:n)； while(getchar()!=n) n+； printf(%d,n)； 本例程序中的循环条件为getchar()!=n,其意义是， 只要从键盘输入的字符不是回车就继续循环。循环体n+完成对输入字符个数计数。从而程序实现了对输入一行字符的字符个数计数。使用while语句应注意以下几点：1.while语句中的表达式一般是关系或逻辑表达式，只要表达式的值为真(非0)即可继续循环。void main() int a=0,n； printf(n input n: )； scanf(%d,&n)； while (n-) printf(%d ,a+*2)； 本例程序将执行n次循环，每执行一次，n值减1。循环体输出表达式a+*2的值。该表达式等效于(a*2；a+)2.循环体如包括有一个以上的语句，则必须用括起来， 组成复合语句。3.应注意循环条件的选择以避免死循环。void main() int a,n=0； while(a=5) printf(%d ,n+)； 本例中while语句的循环条件为赋值表达式a=5， 因此该表达式的值永远为真，而循环体中又没有其它中止循环的手段， 因此该循环将无休止地进行下去，形成死循环。4.允许while语句的循环体又是while语句，从而形成双重循环。6.4 语句do-while语句的一般形式为： do语句； while(表达式)； 其中语句是循环体，表达式是循环条件。do-while语句的语义是：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。其执行过程如课本中图所示。do-while语句和while语句的区别在于do-while是先执行后判断，因此do-while至少要执行一次循环体。而while是先判断后执行，如果条件不满足，则一次循环体语句也不执行。while语句和do-while语句一般都可以相互改写。void main() int a=0,n； printf(n input n: )； scanf(%d,&n)； do printf(%d ,a+*2)； while (-n)； 在本例中，循环条件改为-n，否则将多执行一次循环。这是由于先执行后判断而造成的。对于do-while语句还应注意以下几点：1.if和while语句中， 表达式后面都不能加分号，而 do -while语句的表达式后面则必须加分号。2.do-while语句也可以组成多重循环，而且也可以和while语句相互嵌套。3.在do和while之间的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。4.do-while和while语句相互替换时，要注意修改循环控制条件。6.5 语句for语句是语言所提供的功能更强，使用更广泛的一种循环语句。其一般形式为： for(表达式1；表达式2；表达3) 语句； 表达式1通常用来给循环变量赋初值，一般是赋值表达式。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通常是循环条件，一般为关系表达式或逻辑表达式。表达式3通常可用来修改循环变量的值，一般是赋值语句。这三个表达式都可以是逗号表达式， 即每个表达式都可由多个表达式组成。三个表达式都是任选项，都可以省略。一般形式中的“语句”即为循环体语句。for语句的语义是：1.首先计算表达式1的值； 2.再计算表达式2的值，若值为真(非0)则执行循环体一次， 否则跳出循环； 3.然后再计算表达式3的值，转回第2步重复执行。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。循环体可能多次执行，也可能一次都不执行。void main() /*用for语句计算s=1+2+3+.+99+100 */ int n,s=0； for(n=1；n0；a+,n-) printf(%d ,a*2)； 本例的for语句中，表达式1已省去，循环变量的初值在for语句之前由scanf语句取得，表达式3是一个逗号表达式，由a+，n- - 两个表达式组成。每循环一次a自增1，n自减1。a的变化使输出的偶数递增，n的变化控制循次数。在使用for语句中要注意以下几点：1.for语句中的各表达式都可省略，但分号间隔符不能少。 如：for(；表达式；表达式)省去了表达式1。 for(表达式；表达式)省去了表达式2。 for(表达式；表达式；)省去了表达式3。 for(；)省去了全部表达式。2.在循环变量已赋初值时，可省去表达式1。如省去表达式2或表达式3则将造成无限循环， 这时应在循环体内设法结束循环。void main() int a=0,n； printf(n input n: )； scanf(%d,&n)； for(；n0；) a+；n-； printf(%d ,a*2)； 本例中省略了表达式1和表达式3，由循环体内的n-语句进行循环变量n的递减，以控制循环次数。void main() int a=0,n； printf(n input n: )； scanf(%d,&n)； for(；) a+；n-； printf(%d ,a*2)； if(n=0)break； 本例中for语句的表达式全部省去。由循环体中的语句实现循环变量的递减和循环条件的判断。当n值为0时，由break语句中止循环，转去执行for以后的程序。在此情况下，for语句已等效于while( 1)语句。如在循环体中没有相应的控制手段，则造成死循环。3.循环体可以是空语句。#includestdio.hvoid main() int n=0； printf(input a string:n)； for(；getchar()!=n；n+)； printf(%d,n)； 本例中，省去了for语句的表达式1，表达式3也不是用来修改循环变量，而是用作输入字符的计数。这样，就把本应在循环体中完成的计数放在表达式中完成了。因此循环体是空语句。应注意的是，空语句后的分号不可少，如缺少此分号，则把后面的printf 语句当成循环体来执行。反过来说，如循环体不为空语句时， 决不能在表达式的括号后加分号， 这样又会认为循环体是空语句而不能反复执行。这些都是编程中常见的错误，要十分注意。5. for语句也可与while,do-while语句相互嵌套，构成多重循环。以下形成都合法的嵌套。(1)for() while() (2)dofor() while()；(3)while() for() (4)for() for() 例:void main() int i,j,k； for(i=1；i=3；i+) for(j=1；j=3-i+5；j+) printf( )； for(k=1；k=2*i-1+5；k+) if(k=5) printf( )；else printf(*)； printf(n)； 6.8 break语句和continue 语句1. break语句 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。由于break语句的转移方向是明确的，所以不需要语句标号与之配合。break语句的一般形式为： break；本章前面的例题中分别在switch语句和for语句中使用了break 语句作为跳转。使用break语句可以使循环语句有多个出口，在一些场合下使编程更加灵活、方便。2. 语句continue语句只能用在循环体中，其一般格式是： continue； 其语义是：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。void main() /* 输出100以内能被7整除的数 */ int n； for(n=7；n=100；n+) if (n%7!=0) continue； printf(%d ,n)； 本例中，对7100的每一个数进行测试，如该数不能被7整除，即模运算不为0，则由continus语句转去下一次循环。只有模运算为0时，才能执行后面的printf语句，输出能被7整除的数。#includestdio.hvoid main() /* 检查输入的一行中有无相邻两字符相同 */ char a,b； printf(input a string:n)； b=getchar()；while(a=getchar()!=n)if(a=b) printf(same charactern)；break；b=a； 本例程序中，把第一个读入的字符送入b。然后进入循环，把下一字符读入a，比较a,b是否相等，若相等则输出提示串并中止循环，若不相等则把a中的字符赋予b，输入下一次循环。 void main() /*输出100以内的素数。素数是只能被1 和本身整除的数*/ int n,i； /*可用穷举法来判断一个数是否是素数 */ for(n=2；n=100；n+) for(i=2；i=n) printf(t%d,n)； 本例程序中，第一层循环表示对1100这100个数逐个判断是否是素数，共循环100次，在第二层循环中则对数n用2n-1逐个去除，若某次除尽则跳出该层循环，说明不是素数。 如果在所有的数都是未除尽的情况下结束循环，则为素数，此时有i=n， 故可经此判断后输出素数。然后转入下一次大循环。 实际上，2以上的所有偶数均不是素数，因此可以使循环变量的步长值改为2，即每次增加2，此外只需对数n用2n去除就可判断该数是否素数。这样将大大减少循环次数，减少程序运行时间。#includemath.hvoid main() int n,i,k； for(n=2；n=100；n+=2) k=sqrt(n)； for(i=2；i=k) printf(t%2d,n)； 本章小结1.从程序执行的流程来看,程序可分为三种最基本的结构：顺序结构，分支结构以及循环结构 2.程序中执行部分最基本的单位是语句。语言的语句可分为五类：(1)表达式语句：任何表达式末尾加上分号即可构成表达式语句，常用的表达式语句为赋值语句。(2)函数调用语句：由函数调用加上分号即组成函数调用语句。(3)控制语句： 用于控制程序流程，由专门的语句定义符及所需的表达式组成。主要有条件判断执行语句，循环执行语句，转向语句等。(4)复合语句： 由把多个语句括起来组成一个语句。 复合语句被认为是单条语句，它可出现在所有允许出现语句的地方，如循环体等。(5)空语句： 仅由分号组成，无实际功能。3.语言中没有提供专门的输入输出语句，所有的输入输出都是由调用标准库函数中的输入输出函数来实现的。scanf和getchar函数是输入函数，接收来自键盘的输入数据。scanf是格式输入函数， 可按指定的格式输入任意类型数据，getchar函数是字符输入函数，只能接收单个字符。 printf和putchar函数是输出函数，向显示器屏幕输出数据。printf是格式输出函数，可按指定的格式显示任意类型的数据。putchar是字符显示函数，只能显示单个字符。4.关系表达式和逻辑表达式是两种重要的表达式，主要用于条件执行的判断和循环执行的判断。5.语言提供了多种形式的条件语句以构成分支结构。(1)if语句主要用于单向选择；(2)if-else语句主要用于双向选择； (3)if-else-if语和switch语句用于多向选择。这几种形式的条件语句一般来说是可以互相替代的。6.语言提供了三种循环语句。(1)for语句主要用于给定循环变量初值， 步长增量以及循环次数的循环结构。(2)循环次数及控制条件要在循环过程中才能确定的循环可用 while或do-while语句。(3)三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。(4)可用转移语句把流程转出循环体外，但不能从外面转向循环体内。(5)在循环程序中应避免出现死循环，即应保证循环变量的值在运行过程中可以得到修改，并使循环条件逐步变为假，从而结束循环。7.语言语句小结： 名 称一 般 形 式简单语句表达式语句表达式；空语句； 复合语句 语句 条件语句if(表达式)语句；if(表达式)语句1； else语句2；if(表达式1)语句1； else if(表达式2) 语句2else语句 n；开关语句switch(表达式) case常量表达式: 语句default: 语句； 循环语句while语句while(表达式)语句；for语句for(表达式1； 表达式2； 表达式3)语句；break语句break；goto语句goto；continue语句continue；return 语句return(表达式)；