谭浩强C程序设计(第三版)课件-第6章-循环.ppt

第六章 循环控制 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 主要内容 6 1概述6 2goto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 8break语句continue和语句6 9程序举例 6 1概述 什么是循环 为什么要使用循环 问题1 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 2goto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 语句标号用标识符表示 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 gotolabel 1 合法 goto123 不合法 6 2goto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语句将使程序流程无规律 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voidmain inti sum 0 i 1 loop if i 100 sum sum i i gotoloop 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 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 includevoidmain inti 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 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 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 includevoidmain inti 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 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 4while和do while循环的比较 1 include 2 includevoidmain voidmain intsum 0 i intsum 0 i scanf d 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 说明 7 表达式一般是关系表达式 如i 100 或逻辑表达式 如a b x y 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 6 5用for语句实现循环 说明 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 换行符 如果不等于 n 就执行循环体 注意 此for语句的循环体为空语句 把本来要在循环体内处理的内容放在表达式3中 作用是一样的 可见for语句功能强 可以在表达式中完成本来应在循环体内完成的操作 6 5用for语句实现循环 说明 for c getchar n printf c c for语句中只有表达式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 请注意 从终端键盘向计算机输入时 是在按Enter键以后才将一批数据一起送到内存缓冲区中去的 运行情况 Computer 输入 Computer 输出 而不是Ccoommppuutteerr 6 5用for语句实现循环 注意 C语言中的for语句比其他语言 如BASIC PASCAL 中的FOR语句功能强得多 可以把循环体和一些与循环控制无关的操作也作为表达式1或表达式3出现 这样程序可以短小简洁 但过分地利用这一特点会使for语句显得杂乱 可读性降低 最好不要把与循环控制无关的内容放到for语句中 6 6循环的嵌套 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 内嵌的循环中还可以嵌套循环 这就是多层循环 三种循环 while循环 do while循环和for循环 可以互相嵌套 6 6循环的嵌套 下面几种都是合法的形式 1 while 2 do 3 for while dofor while while 6 6循环的嵌套 4 while 5 for 6 do do while for while while 6 7几种循环的比较 1 四种循环都可以用来处理同一问题 一般情况下它们可以互相代替 但一般不提倡用goto型循环 2 在while循环和do while循环中 只在while后面的括号内指定循环条件 因此为了使循环能正常结束 应在循环体中包含使循环趋于结束的语句 如i 或i i 1等 6 7几种循环的比较 for循环可以在表达式3中包含使循环趋于结束的操作 甚至可以将循环体中的操作全部放到表达式3中 因此for语句的功能更强 凡用while循环能完成的 用for循环都能实现 3 用while和do while循环时 循环变量初始化的操作应在while和do while语句之前完成 而for语句可以在表达式1中实现循环变量的初始化 6 7几种循环的比较 4 while循环 do while循环和for循环 可以用break语句跳出循环 用continue语句结束本次循环 break语句和continue语句见下节 而对用goto语句和if语句构成的循环 不能用break语句和continue语句进行控制 6 8break语句和continue语句 6 8 1break语句break语句可以用来从循环体内跳出循环体 即提前结束循环 接着执行循环下面的语句一般形式 break 注意 break语句不能用于循环语句和switch语句之外的任何其他语句中 6 8break语句和continue语句 例 floatpi 3 14159 for r 1 r100 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 8break语句和continue语句 6 8 2continue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 8break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 8break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 includevoidmain intn 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 例6 6用 4 1 1 3 1 5 1 7 公式求 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 includevoidmain ints floatn 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 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 includevoidmain longintf1 f2 inti 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 11235813213455891442333776109871597258441816765109461771128657463687502512139319641831781151422983204013462692178309352457857022887922746514930352241578173908816963245986102334155 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 例6 8判断m是否素数 include includevoidmain intm i k scanf d 运行结果 17 17isaprimenumber 例6 9求100 200间的全部素数 include includevoidmain intm k i n 0 for m 101 m k 1 printf d m n n 1 if n 10 0 printf n printf n 运行结果 101103107109113127131137139149151157163167173179181191193197199 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includevoidmain charc while c getchar n if c a 运行结果 China Glmre