C语言程序设计框图.ppt

第3章控制结构 返回总目录 目录 3 1程序结构框图 3 2二分支结构 3 3多分支结构 3 6习题三 3 4循环结构 3 5break与continue语句 返回总目录 基本要求 熟悉C语言的程序结构框图 熟悉C语言的二分支结构 多分支结构和循环结构 熟练掌握结构化程序设计方法 学习重点 流程图 N S图 循环结构 结构化程序设计方法 3 1程序结构框图 3 1 1自然语言描述 程序设计的关键是算法 算法是实际问题求解步骤的描述 有了正确有效的算法 就可以用任何一种计算机语言编写程序 解决各种问题 算法可采用自然语言 流程图或N S图等进行描述 自然语言描述 用人们日常所使用的语言 如英语 汉语 进行算法的描述 返回目录 3 1程序结构框图 3 1 1自然语言描述 例3 2求s 1 2 3 100之和 解题思路要将1 100累加到s变量上去 如果采用先初始化变量s 0 然后用语句序列s s 1 s s 2 则要重复写100个加法赋值语句 很显然 这种算法不可取 改用下述算法 算法步骤 1 设s 0 n 0 2 变量n值加1 即n n 1 3 将n加到变量s中 即s s n 4 如果n值小于100 返回去执行第2步 否则执行第5步 5 输出s变量的值 3 1程序结构框图 3 1 2流程图 流程图是一种传统的算法描述方法 它用几种不同的几何图来代表不同性质的操作 用流程线来指示算法的执行方向 用流程图表示的算法简单直观 容易转化成相应的语言程序 3 1程序结构框图 3 1 2流程图 表示算法的开始或结束 表示数据的输入和输出 在实际中输入输出也常用矩形框表示 用来对给定的条件进行判断 根据条件成立与否来决定其后的操作 它有一个入口和两个出口 用来表示一般的数据处理 表示算法执行流程 用来链接画在不同地点的流程图 常用流程图符号 3 1程序结构框图 3 1 2流程图 例3 4将例3 2中的算法用流程图表示 如下图所示 3 1程序结构框图 3 1 3N S图 N S图是程序算法的另一种图形表示 它是由美国人I Nassi和B Shneiderman共同提出来的 其依据是 因为任何算法都是由顺序结构 分支 选择 结构 循环结构这三种结构所组成 所以可以不需要各结构之间的流程线 全部算法写在一个矩形框内 矩形框内由顺序 选择 循环三种结构组成 3 1程序结构框图 3 1 3N S图 3种基本结构的N S图 顺序结构 它是按照语句出现的先后顺序依次执行的 如上图所示 先执行A模块 再执行B模块 分支结构 它是根据给定条件进行判断 选择其中的一个分支执行 如上图所示 P表示条件 当P成立时执行分支A模块 否则执行分支B模块 当型循环 当条件满足时 重复执行某一操作 如上图所示 当条件P为 真 时 反复执行A模块操作 直到P为 假 时才终止循环 继续执行循环后面的语句 直到型循环 它是先执行循环体操作 再判断条件 如果条件满足 则继续执行循环体操作 直到条件不满足时 才退出循环 如上图所示 首先执行A模块操作 然后再判断给定的条件P是否成立 如果成立 反复执行A模块操作 直到条件P不成立 3 1程序结构框图 3 1 3N S图 例3 6将例3 2中的算法用N S图表示 如下图所示 3 1程序结构框图 3 1 4结构化程序设计 结构化程序设计的基本思想是 任何程序都由顺序结构 分支结构和循环结构这三种基本结构组成 结构化程序 由3种基本结构经过反复组合 嵌套构成的程序 结构化程序设计方法 自顶向下 逐步细化模块化设计结构化编码 3 1程序结构框图 3 1 4结构化程序设计 结构化程序设计具有以下特点 一个程序单元由顺序 分支 循环这3种基本结构组成 3种基本结构经过反复嵌套 可以表示任何复杂的算法 一个大的程序由若干个不同功能的小模块组成 每个小模块只有一个入口和一个出口 程序中不能有无穷循环 死循环 程序中不能有在任何条件下都执行不到的语句 死语句 用结构化思想设计出来的计算机程序 具有清晰的模块界面 因此 在书写程序时 我们应根据逻辑结构和层次深度的不同 采用缩进对齐的方式 将程序模块写在不同的位置 这样可以提高程序的可读性 有助于调试程序 找出程序的逻辑错误 3 1程序结构框图 3 1 5结构化程序的语句 表达式语句 由 表达式 分号 构成 如赋值语句 函数调用语句 空语句 只由一个分号构成 空语句执行不产生任何动作 常用于循环体中 控制语句 完成一定的程序流程控制功能 如if else switch case for while do while break continue goto return 复合语句 由一对大括号括起来的一条或多条语句 被括起来的语句可以是这4类的任何一类语句 常用于函数体或循环体 3 2二分支结构 3 2 1二分支if语句 基本形式 if 表达式 语句1 else语句2 例如 if x y printf max d x elseprintf max d y 返回目录 3 2二分支结构 3 2 1二分支if语句 例3 7求两个整数x y中较大的数 并赋给变量max 解题思路x y值由输入函数输入 根据其大小判断 大的赋给max变量 其N S图如图3 8所示 可以编写如下程序 includemain intx y max printf Inputx y scanf d d 3 2二分支结构 3 2 2不平衡if语句 基本形式 if 表达式 语句 例如 if x y printf max d x 3 2二分支结构 3 2 2不平衡if语句 例3 8设计一个程序 从键盘输入3个整数 按由小到大的顺序输出 解题思路三个整数x y z 两两比较 始终保持x的值最小 z的值最大 不满足此条件 则其值进行交换 基N S图如图3 10所示 可以编写出程序如下 includemain intx y z temp printf Inputx y z scanf d d d 3 2二分支结构 3 2 3if语句的嵌套 嵌套的一般形式 3 2二分支结构 3 2 3if语句的嵌套 例3 11计算分段函数的值 3 2二分支结构 3 2 3if语句的嵌套 include includemain floatx y scanf f 例3 11计算分段函数的值 if else配对原则 缺省 时 else总是和它上面离它最近的未配对的if配对 3 2二分支结构 3 2 3if语句的嵌套 通过 if语句的嵌套 可实现 多分支结构 3 2二分支结构 3 2 3if语句的嵌套 示例 if a b if b c printf a b c elseprintf a b 修改 if a b if b c printf a b c elseprintf a b 实现if else正确配对方法 加 3 3多分支结构 3 3 1多分支switch语句 if语句的嵌套实现多分支 如果分支较多 则嵌套的if语句层数就越多 程序不但冗长而且理解也比较困难 因此 C语言又提供了一种专门用于处理多分支结构的条件选择语句 称为switch语句 又称开关语句 返回目录 3 3多分支结构 3 3 1多分支switch语句 switch语句 开关语句 一般形式 switch 表达式 case常量表达式1 语句组1 break case常量表达式2 语句组2 break case常量表达式n 语句组n break default 语句组n 1 break 3 3多分支结构 3 3 1多分支switch语句 switch语句 开关语句 执行过程 说明 switch后面的表达式的值类型可以是整型 字符型或枚举型 当表达式的值与某个case中的常量表达式的值相等时 就执行相应的case后的语句序列 直到遇到break语句或到达switch结构末尾 多个连续的case语句可以共用一个语句序列 case后的不同常量表达式的值不能相等 break的作用是改变程序在switch结构中的执行流程 将程序流程跳出switch语句 转到switch语句后的下一条语句去执行 switch语句中允许嵌套switch语句 3 3多分支结构 3 3 1多分支switch语句 例3 14从键盘输入一学生成绩 判断学生成绩等级 如果成绩在90 100分 等级为 A 成绩在80 89分 等级为 B 成绩在70 79分 等级为 C 成绩在60 69分 等级为 D 成绩小于60分 等级为 E main intscore chargrade printf Inputstudent sscore scanf d score switch score 10 case10 case9 grade A break case8 grade B break case7 grade C break case6 grade D break default grade E printf Thestudent sgradeis c n grade 3 3多分支结构 3 3 1多分支switch语句 表达式score 10的值为10和9时共用相同的语句序列 3 3多分支结构 3 3 2多分支结构综合举例 例3 15计算分段函数的值 下面使用4种不同的方法实现该程序 以展现C语言多分支结构的风格 3 3多分支结构 3 3 2多分支结构综合举例 1 使用不嵌套的if语句编程 includemain floatx y scanf f x if x 40 y 40 x printf y 5 2f n y 3 3多分支结构 3 3 2多分支结构综合举例 2 使用嵌套的if语句编程 includemain floatx y scanf f x if x 0 if x 10 if x 20 if x 40 y 40 x elsey 0 5 x 20 elsey 10 elsey x elsey 0 printf y 5 2f n y 3 3多分支结构 3 3 2多分支结构综合举例 3 使用if else形式编程 includemain floatx y scanf f x if x 0 y 0 elseif x 10 y x elseif x 20 y 10 elseif x 40 y 0 5 x 20 elsey 40 x printf y 5 2f n y 3 3多分支结构 3 3 2多分支结构综合举例 4 使用switch语句编程 includemain floatx y intz scanf f x z int x 10 if x 0 z 1 switch z case 1 y 0 break case0 y x break case1 y 10 break case2 case3 y 0 5 x 20 break default y 40 x printf y 5 2f n y 返回目录 3 4循环结构 3 4 0引例 例3 16求s 1 2 3 100之和 解题思路设变量s存储累加和 其初值为0 变量n作为循环变量 其值由1变化到100 将n的每一个值累加到s变量 则可以实现上述算法 利用目前所学知识能编写如下程序 includemain ints 0 n 0 n n 1 s s n n n 1 s s n printf s d n s 在上例中 n n 1 和s s n 两语句会在程序中反复出现100次 使程序变得很长 为解决这一问题 C语言引入了循环结构 C语言中实现循环结构的语句有for语句 while语句和do while语句 3 4循环结构 3 4 1for语句 for语句的一般形式for 表达式1 表达式2 表达式3 循环体 例如 for s 0 n 1 n 100 n s s n for语句的执行过程 1 计算表达式1 2 计算表达式2 若其值为非0 则执行第3步 若为0 则转向第6步执行 3 执行循环体 4 计算表达式3 5 跳转到第2步继续执行 6 终止循环 执行for语句后的下一条语句 3 4循环结构 3 4 1for语句 例3 17例3 16用for语句实现 程序如下 includemain ints n for s 0 n 1 n 100 n s s n printf s d n s 3 4循环结构 3 4 1for语句 for语句的说明 3 4循环结构 1 在for语句中 若表达式1缺省 则必须将表达式1作为语句安排在for语句之前 例3 17例3 16用for语句实现 可以编写如下程序 includemain ints n s 0 n 1 for n 100 n s s n printf s d n s 3 4 1for语句 for语句的说明 3 4循环结构 2 在for语句中 若表达式2缺省 则系统默认循环控制条件为真 非0值 此时 如果不在循环体中加其它语句进行控制 循环将无限制进行下去 即出现死循环 例3 17例3 16用for语句实现 可以编写如下程序 includemain ints n for s 0 n 1 n if n 100 break s s n printf s d n s 3 4 1for语句 for语句的说明 3 4循环结构 3 在for语句中 若表达式3缺省 可将它的语句放在循环体的最后 例3 17例3 16用for语句实现 可以编写如下程序 includemain ints n for s 0 n 1 n 100 s s n n printf s d n s 3 4 1for语句 for语句的说明 3 4循环结构 4 在for语句中三个表达式都可以缺省 但其中的两个分号不可省 例3 17例3 16用for语句实现 可以编写如下程序 includemain ints 0 n 1 for s s n n n 1 if n 100 break printf s d n s 3 4 1for语句 for语句的说明 3 4循环结构 5 循环体可以为空语句 但必须有分号 即循环为空语句 例3 17例3 16用for语句实现 可以编写如下程序 includemain ints n for s 0 n 1 n 100 s s n n printf s d n s 3 4 1for语句 思考与练习 例3 16用for语句实现 相应的程序在前面已经例举了多种方法 请同学们试用其他可能的方法编写程序 另外 例3 16还可以用while语句 do while语句 if goto等方法实现 这说明 对于某个实际的编程问题 可以编写出很多种程序来解决同一问题 所以 对我们初学者来说 关键是要多学习 勤练习 熟则能生巧 到时 编写起程序来就游刃有余了 加油吧 3 4循环结构 3 4 1for语句 3 4循环结构 3 4 2while语句 while语句的一般形式while 表达式 循环体 例如 intn s n 1 s 0 while n 100 s s n n 3 4循环结构 3 4 2while语句 while语句的执行过程首先计算和判断表达式的值 如果表达式的值为 真 非0 则执行循环体 然后程序转回去再计算和判断表达式的值 直到表达式的值为 假 0 终止while循环 继续执行while语句后的下一语句 3 4循环结构 3 4 2while语句 示例例3 16用while语句实现 可以编写如下程序 includemain ints n s 0 n 1 while n 100 s s n n printf s d n s 3 4循环结构 3 4 3do while语句 do while语句的一般形式do 循环体 while 表达式 例如 intn 1 s 0 do s s n n while n 100 3 4循环结构 3 4 3do while语句 do while语句的执行过程do while语句的作用是无条件地先执行循环体一次 无论表达式的值是否为0或非0 所以又称为 直到型循环 循环体执行一次后 计算和判断表达式的值 若表达式的值为 真 非0 则程序转回去反复执行循环体 直到表达式的值为 假 0 终止do while语句 继续执行do while语句后的下一条语句 3 4循环结构 3 4 3do while语句 示例例3 16用do while语句实现 可以编写如下程序 includemain ints n s 0 n 1 do s s n n while n 100 printf s d n s 3 4循环结构 3 4 4循环嵌套 循环嵌套 指一个循环完全包含在另一个循环的循环体中 while循环 do while循环和for循环都可以互相嵌套 二重循环的执行过程是外循环执行一次 内循环执行一遍 直至内循环结束后 才能再进行一次外循环 如此反复 直到外循环结束 内 外循环控制变量一般不能相同 示例下面是for语句的二重循环嵌套程序 试分析其功能 includemain inti j for i 1 i 9 i for j 1 j i j printf d d d t i j i j printf n 3 4循环结构 3 4 4循环嵌套 3 4循环结构 3 4 4循环嵌套 上例二重循环嵌套程序的执行结果如下 3 5 1break语句 break语句的一般形式break break语句经常放在循环语句的循环体中 且通常和if语句一起使用 作用 在满足一定条件时 提前退出本层循环 不管循环控制条件是否成立 使程序流程转向该循环结构后的下一条语句执行 3 5break continue及goto语句 返回目录 3 5 1break语句 break语句的示例 例3 28求s 1 2 3 100之和 程序如下 includemain ints 0 n 1 while 1 s s n n if n 100 break printf s d n s 在程序中 while循环的循环条件为1 是一死循环 退出该循环的办法是在循环体中加一条件和break语句 满足n 100时 即退出循环 3 5break continue及goto语句 3 5 2continue语句 continue语句的一般形式continue continue语句经常放在循环语句的循环体中 作用 是结束本次循环 即跳过循环体中某些还没有被执行的语句 开始新的一次循环 与break比较 continue仅结束本次循环 而break是结束整个循环语句的执行 3 5break continue及goto语句 3 5 2continue语句 continue语句的示例 例3 30从键盘输入10个不为0的整数 统计其中负数的个数 并求所有正数的平均值 解题思路程序中count用于统计负数个数 avg在循环结构中用于统计正数和 循环结束后用于计算平均值 includemain intn count 0 x floatavg 0 for n 0 n0 avg avg x continue count if count 10 avg 10 count printf Count d average f n count avg 3 5break continue及goto语句 3 5break continue及goto语句 3 5 3goto语句 goto语句的一般形式goto语句标号 作用 使程序的流程无条件转移到相应语句标号处 goto语句一般和if语句一起使用 构成循环 语句标号是对语句的标识 应是合法的标识符 即只能由字母 数字和下划线组成 且第一字符必须是字母或下划线 注意 不能用一个整数作为语句标号 goto语句是非结构化语句 大量使用会造成程序流向混乱 可读性差 因此结构化程序设计一般不用goto语句 3 5break continue及goto语句 3 5 3goto语句 goto语句的示例 构造当型循环 先判断循环控制条件 程序如下 includemain intn 1 s 0 loop if n 100 s s n n gotoloop printf s d n s 例3 31求s 1 2 3 100之和 构造直到型循环 先执行循环体1次 后判断循环体控制条件 程序如下 includemain intn 1 s 0 loop s s n n if n 100 gotoloop printf s d n s 3 6习题三 单项选择题 结构化程序模块不具有的特征是 A 只有一个入口和一个出口B 要尽量多使用goto语句C 一般有顺序 选择和循环三种基本结构D 程序中不能有死循环C语言中 逻辑 真 等价于 A 整数1B 整数0C 非0数D TRUE3 以下4条语句中 有语法错误的是 A if a b m a B if a 0 m a D if a b 0 m a B C D 返回目录 3 6习题三 单项选择题 4 若i j均为整型变量 则以下循环 for i 0 j 2 j 1 i j printf 5d d n i j A 循环体只执行一次B 循环体执行二次C 是无限循环D 循环条件不合法5 以下程序段 执行结果为 a 1 do a a a while a A 循环体只执行一次B 循环体执行二次C 是无限循环D 循环条件不合法 C A 3 6习题三 单项选择题 6 C语言中while与do while语句的主要区别是 A do while的循环体至少无条件执行一次B do while允许从外部跳到循环体内C while的循环体至少无条件执行一次D while的循环控制条件比do while的严格7 语句while a 中条件等价于 A a 0B aC a 1D a 0 A D 3 6习题三 单项选择题 8 以下程序的运行结果为 includemain inti 1 sum 0 while i 100 sum i i printf 1 2 3 99 100 d sum A 5050B 1C 0D 程序陷入死循环 D 3 6习题三 单项选择题 9 以下程序的运行结果为 includemain intsum pad sum pad 5 pad sum pad pad printf d n pad A 7B 6C 5D 4 A 3 6习题三 单项选择题 10 以下程序的运行结果为 includemain inta 2 b 10 printf a d b d n a b A a 2 b 10B a 2 b 10C a d b dD a d b d D 3 6习题三 单项选择题 11 为了避免嵌套的if else语句的二义性 C语言规定else总是 A 与缩排位置相同的if组成配对关系B 与在其之前未配对的if组成配对关系C 与在其之前未配对的最近的if组成配对关系D 与同一行上的if组成配对关系12 对于for 表达式1 表达式3 可理解为 A for 表达式1 0 表达式3 B for 表达式1 1 表达式3 C for 表达式1 表达式1 表达式3 D for 表达式1 表达式3 表达式3 C B 3 6习题三 程序填空题 1 下面程序的功能是计算n includemain inti n longp printf Pleaseinputanumber n scanf d 1 p p i 或p i 3 6习题三 程序填空题 2 下面程序的功能是 从键盘上输入若干学生的成绩 统计并输出最高和最低成绩 当输入负数时结束输入 includemain floatscore max min printf Pleaseinputonescore n scanf d score 0 score min 3 6习题三 程序填空题 3 下面程序的功能是 计算y 的值 要求从键盘上输入x的值 精度控制在0 00001内 include includemain floatx y 0 fz 1 fm 1 temp 1 printf Pleaseinputthevalueofx n scanf f abs temp 0 00001 fz x 3 6习题三 程序填空题 4 下面的程序完成两个数的四则运算 用户输入一个实现两个数的四则运算的表达式 程序采用switch语句对其运算进行判定后执行相应的运算并给出结果 includemain floatx y charop printf PleaseinputExpression scanf f c f switch op x op y x y break 3 6习题三 程序填空题 case printf g c g g n x op y x y break case printf g c g g n x op y x y break case if printf DivisionError n elseprintf g c g g n x op y x y break default printf ExpressionError n y 1e 6 y 1e 6 3 6习题三 程序填空题 case printf g c g g n x op y x y break case printf g c g g n x op y x y break case if printf DivisionError n elseprintf g c g g n x op y x y break default printf ExpressionError n y 1e 6 y 1e 6 此处填y 0 0不妥原因 无论是float还是double类型的变量 都有精度限制 所以一定要避免将浮点变量用 或 与数字比较 应该设法转化成 或 EPSINON y EPSINON 其中EPSINON是允许的误差 即精度 3 6习题三 编程题 1 给出三角形的三边a b c 求三角形的面积 应先判断a b c三边是否能构成一个三角形 include includemain floata b c area p scanf f f f 3 6习题三 编程题 2 输入四个整数 要求将它们按由小到大的顺序输出 includemain inta b c d t scanf d d d d 3 某幼儿园只收2至6岁的小孩 2 3岁编入小班 4岁编入中班 5 6岁编入大班 编制程序实现每输入一个年龄 输出该编入什么班 3 6习题三 编程题 includemain intage scanf d 3 6习题三 编程题 4 输入一元二次方程的三个系数a b c 求出该方程所有可能的根 include includemain floata b c d x1 x2 scanf f f f elseif d 1e 6 x1 b sqrt d 2 a x2 b sqrt d 2 a printf Theequation srootis printf x1 f x2 f n x1 x2 else x1 b 2 a x2 sqrt d 2 a printf Theequation srootis f I f n x1 x2 printf Theequation srootis f I f n x1 x2 3 6习题三 编程题 4 输入一元二次方程的三个系数a b c 求出该方程所有可能的根 3 6习题三 编程题 5 编程求s 1 1 2 1 3 1 4 1 100 includemain intn flag 1 floats 0 for n 1 n 100 n s s 1 0 flag n flag flag printf f n s 3 6习题三 编程题 6 编程求1 2 3 10 之和 includemain longints 0 p 1 intn for n 1 n 10 n p p n s s p printf ld n s 3 6习题三 编程题 7 一个灯塔有8层 共有765盏灯 其中每一层的灯数都是其相邻上层的两倍 求最底层的灯数 includemain ints 1 n p 1 for n 1 n 7 n p p 2 s s p printf d n 765 s p 3 6习题三 编程题 8 一张10元票面的纸钞兑换成1元 2元或5元的票面 问共有多少种不同的兑换方法 includemain inta b c sum 0 for a 0 a 10 a for b 0 b 5 b for c 0 c 2 c if a 2 b 5 c 10 printf d d d n a b c sum printf d n sum 3 6习题三 编程题 9 编程打印出所有的 水仙花数 所谓水仙花数 是指一个三位数 其各位数字的立方之和等于该数 includemain intn a b c for n 100 n 1000 n a n 100 b n 10 10 c n 10 if a a a b b b c c c n printf 水仙花数有 5d n n 10 如果一个数等于其所有真因子 不包括其本身 之和 则该数为完数 例如6的因子有1 2 3 且6 1 2 3 故6为完数 求2 1000中的完数 3 6习题三 编程题 includemain ints n k for n 2 n 1000 n s 0 for k 1 k n k if n k 0 s s k if s n printf 5d n printf n 11 输出7 1000中个数位为7的所有素数 统计其个数并求出它们的和 3 6习题三 编程题 includemain intn count 0 total 0 m temp y for n 7 n 1000 n for m 2 m n m if n m 0 break if n m temp n 10 if temp 7 printf 6d n if count 5 4 printf n count total total n printf ncount d total d n count total 12 将4 100中的偶数分解成两个素数之和 每个数只取一种分解结果 如100可分解为3和97 或为11和89 或为17和83等 但我们只取第一种分解即可 3 6习题三 编程题 includemain intx n k a b count 0 for x 4 x 100 x x 2 for a 2 a x 2 a for k 2 k a k if a k 0 break if a k b x a for k 2 k b k if b k 0 break if b k printf 3d 3d 3d t x a b count break if count 3 0 printf n 3 6习题三 编程题 13 一个自然数平方的末几位与该数相同时 称该数为同构数 例如252 625 则25为同构数 编程求出1 1000中所有的同构数 includemain intx for x 1 x 1000 x if x x 10 x x x 100 x x x 1000 x printf 5d x printf n 本章完 谢谢大家的合作