第 6 章 循环结构的程序设计

1. 第6章 循环结构的程序设计 • while 语句 • do-while 语句 • for 语句 • 其他控制语句break, continue

2. 循环型程序设计 sum=1+2+…+100; 问题：编程序求1+2+…+100之和 分析： 1、设一个变量sum存放和，并初始化为0； 2、设置变量i, 让其从1～100，将这100个数一个一个加到sum中，加100次，而且每次都做同样的操作： sum=sum+i；i++;（i从1增加到100） 3、当i增加到101时，停止计算；最后sum中的值就为所求的值 顺序结构和选择结构程序是每条语句最多执行一次，不能解决这个问题，因此要用到循环结构 循环结构是用于处理大量的有规律的重复操作 分析：sum=0 i=1 sum=sum+1=1 sum=sum+2=1+2=3 sum=sum+3=3+3=6 sum=sum+4=6+4=10 …… sum=sum+100=4950+100=5050

3. 当P为真 A 假 P 真 A A A 直到P为假 真 P 假 6.1 概述（p103） • 循环结构： • 特点：在给定条件成立时，反复执行某程序段（循环体语句），直到条件不成立时，结束循环，继续执行循环体下面的语句 • 当型循环结构 while • 直到型循环结构 do while 注：A可以是一个简单语句，也可以是一个复合语句

4. C语言可实现循环结构的语句： while 语句 do ~ while 语句 for 语句 6.1 概述（p106）

5. while 假(0) 表达式 真(非0) 循环体 6.3 while语句 • 一般形式： while (表达式) 循环体语句 • 特点：先判断表达式，后执行循环体（当型） 此处无分号 ; • 执行流程：当表达式为真（非0值）时，执行while语句中的内嵌语句。 sum=0; i=1; while(i<=100) { sum=sum+i; i++; }

6. 6.3 while语句 • 一般形式： while(表达式) 循环体语句 • 特点：先判断表达式，后执行循环体（当型） • 说明： • 循环体有可能一次也不执行（一开始条件就不成立） • 当表达式为真（非0值）时，即可继续执行循环 • 循环体包括一个以上语句的用{ }组成复合语句 • 有使循环趋向结束的语句，如 i++ • 无限循环: 也即无循环结束条件 while(1) 循环体; • 下列情况，退出while循环： • 条件表达式不成立（为零） • 循环体内遇 break,return,goto sum=0; i=1; while(i<=100) { sum=sum+i; i++; }

7. 例6.2 用while循环求 循环条件 i=1 sum=0 当i<=100 sum=sum+i i++ 循环初值 输出sum 循环终值 循环变量增值 循环体 /*ch6-2.c*/ #include <stdio.h> void main() { int i,sum=0; i=1; while(i<=100) { sum=sum+i; i++; } printf("%d",sum); } 循环结构的五要素：循环初值，循环条件，循环终值，循环变量增值，循环体

8. 例6.2 用while循环求 /*ch6-2.c*/ #include <stdio.h> void main() { int i,sum=0,n; i=1; scanf(“%d”,&n); while(i<=n) { sum=sum+i; i++; } printf("%d",sum); } /*ch6-2.c*/ #include <stdio.h> void main() { int i,sum=0; i=1; while(i<=100) { sum=sum+i; i++; } printf("%d",sum); } 求前n项的和 可用scanf读入n

9. 例6-banjicj某班有10名学生，输入每个学生某门课程的成绩，并求出该班该门课程的平均分以及成绩为优秀(大于等于90分)的学生人数。 #include<stdio.h> void main() { int score,i=1,sum=0,count=0; printf("请输入学生10个成绩：\n"); while(i<=10) { scanf("%d",&score); sum=sum+score; if(score>=90) count=count+1; i=i+1; } printf("平均分为：%d\n",sum/10); printf("优秀人数为：%d\n",count); }

10. do 循环体语句 循环体 while 当表达式值为真 真(非0) 表达式 N-S图表示 假(0) 6.4 do-while语句 • 一般形式： 此处有分号; do 循环体语句 while(表达式); • 执行流程：执行do-while语句中的内嵌语句，直到表达式为假（0）才跳出循环。

11. 循环体 While循环 do 假(0) 表达式 真(非0) 循环体 循环体 while 真(非0) 表达式 假(0) • 特点：先执行循环体，后判断表达式（直到型） • 说明： • 至少执行一次循环体 • 循环体如果包含一个以上的语句，必须使用复合语句形式 • 在循环体中，必须有使循环条件趋向于不满足（假）的语句 • do-while可转化成while结构

12. 例6.3 用do~while循环求 i=1 sum=0 sum=sum+i i++ 当i<=100 (直到i>100) 输出sum /*ch6-2.c*/ #include <stdio.h> void main() { int i,sum=0; i=1; while(i<=100) { sum=sum+i; i++; } printf("%d",sum); } /*ch6-3.c*/ #include <stdio.h> void main() { int i,sum=0; i=1; do { sum+=i; i++; } while(i<=100); printf("%d",sum); } 此处有分号; 与while语句得出的结果一样

13. 例6.4 while和do~while比较 /*ch6-4.c*/ #include <stdio.h> void main() { int i,sum=0; scanf("%d",&i); do { sum+=i; i++; }while(i<=10); printf("%d",sum); } /*ch6-4-1.c*/ #include <stdio.h> void main() { int i,sum=0; scanf("%d",&i); while(i<=10) { sum+=i; i++; } printf("%d",sum); } 结论：当 while后的表达式第一次的值为“真”时，两种结果相同，否则不同 输入：10 输出：sum=10 输出：sum=10 输入：11 输出：sum=11 输出：sum=0

14. for 表达式1 假(0) 表达式2 真(非0) 循环体 表达式3 此处无分号; 6.5 for语句 • 一般形式： for (表达式1; 表达式2; 表达式3 ) 循环体语句 sum=0; for (i=1;i<=100;i++) sum=sum+i; 1.先求解表达式1； 2.求解表达式2，若其值为真(非0)，则执行循环体的内容，然后执行第3步。若为假(0)，则结束循环，执行for语句下面一条语句。 3.若表达式为真，执行指定的语句后，求解表达式3。 4.返回第2步执行。 5.循环结束，执行for语句下面的一个语句。 • 执行流程： sum=0; i=1; while(i<=100) { sum=sum+i; i++; }

15. for (表达式1；表达式2；表达式3) • for语句一般应用形式： for( 循环变量赋初值;循环条件;循环变量增值) { 循环体语句 } • 说明： • for语句中表达式1、表达式2、表达式3类型任意，都可省略，但分号；不可省。如：for( ; ; ) #include <stdio.h> void main() { int i,sum=0; for(i=1;i<=100;i++) sum+=i; printf("%d",sum); }

16. 例：#include<stdio.h> void main( ) { int i; for(i=0;i<10;i++) putchar(‘a’+i); } 例：#include<stdio.h> void main( ) { int i=0; for(;i<10;i++) putchar(‘a’+i); } 省略表达式 1 如何分析循环程序的运行结果? 将i值带入 运行结果：abcdefghij 例: #include<stdio.h> void main( ) { int i=0; for(;i<10;) putchar(‘a’+(i++)); } 例: #include<stdio.h> void main( ) { int i=0; for(;i<10;putchar(‘a’+i),i++) ; } 省略循环体 省略表达式1、3

17. /*ch6-for-1.c*/ void main() { int i,j,k; for(i=0,j=100;i<=j;i++,j--) { k=i+j; printf("%d+%d=%d\n",i,j,k); } } 结论：for语句的功能强大 表达式 1、3为逗号表达式 此循环执行几次 i+j=0+100=100i+j=1+99=100i+j=2+98=100……i+j=50+50=100 /*ch6-for-2.c*/ #include<stdio.h> void main() { char c; for(;(c=getchar())!='\n';) printf("%c ",c); } /*ch6-for-3.c*/ #include <stdio.h> void main() { int i,c; for(i=0;(c=getchar())!='\n';i+=3) printf("%c ",i+c); } 打印一串字符，遇回车结束 输入：abc  输出：a e i

18. 6.7 几种循环的比较 1、三种循环语句在处理循环问题时,一般可以相互替代 2、对于循环次数不确定的问题，可以用while或do-while语句来实现。 while语句为先判断后执行，do-while语句则先执行后判断。 3、对于循环次数确定的问题，用for语句更方便。for语句也为先判断后执行。

19. 三种循环结构：求1～100的和 sum=0; i=1; while(i<=100) { sum=sum+i; i++; } printf("%d",sum); sum=0; i=1; do { sum+=i; i++; } while(i<=100); printf("%d",sum); sum=0; for(i=1; i<=100; i++) sum+=i; printf("%d",sum);

20. 6.8.1 break语句 一般形式：break； 功能：放在循环语句和switch语句中，用于终止并跳出循环体或开关体(switch语句)，接着执行循环语句(或switch语句)后面的语句。 说明： break只能终止并跳出最近一层的循环(嵌套循环时)。如果要跳出多层循环，需用goto语句 break不能用于循环语句和switch语句之外的任何其它语句之中 6.8 break语句和continue语句(p122) for(i=1; i<=100; i++) { if(i>50) break; sum+=i; } printf("%d",sum);

21. while do 假(0) 表达式 …… break; …... 真(非0) …… break; …… 循环体 循环体 while 真(非0) 表达式 假(0)

22. for 表达式1 switch 假(0) 表达式2 表达式 真(非0) case …… break; …... const 1 const 2 const n default 语句组1 break; 语句组2 break; 语句组n break; 语句组 break; …... 表达式3 循环体

23. 例1 break举例：按不同的半径，输出圆面积，面积大于100时停止 #include <stdio.h> #define PI 3.14159 void main() { int r; float area; for(r=1;r<=10;r++) { area=PI*r*r; if(area>100) break; printf("r=%d,area=%.2f\n",r,area); } } 运行lt6-area.c 通常break语句总是和if语句连在一起 if(area<=100) printf("r=%d,area=%.2f\n",r,area); else break;

24. 运行 lt6-14.c , lt6-14-1.c • 例2 break举例： • 小写字母转换成大写字母，直至输入非小写字母字符。 #include <stdio.h> void main() { char c; while(1) { c=getchar(); if(c>='a' && c<='z') putchar(c-'a'+'A'); else break; } putchar(‘\n’); } #include <stdio.h> void main() { char c; while(1) { c=getchar(); if(c>='a' && c<='z') putchar(c-'a'+'A'); else if(c>=‘A' && c<=‘Z') putchar(c); elsebreak; } putchar(‘\n’); } 只将小写字母转成大写字母输出 将小写字母转成大写字母输出如果是大写字母，则直接输出

25. 例6.5 输出1到100之间能被9整除的数 #include<stdio.h> void main() { int i; for(i=1; i<=100; i++) { if(i%9!=0) continue; printf("%d\n",i); } } • 6.8.2 continue语句 • 一般形式：continue； • 功能：结束本次循环，跳过循环体中尚未执行的语句，进行下一次是否执行循环体的判断，如果条件成立，继续执行循环。 • 说明： • 仅用于循环语句中 • continue 语句仅结束本次循环，但break语句则是结束整个循环过程。 运行 lt6-5.c

26. for 表达式1 while do 假(0) 表达式2 假(0) 表达式 真(非0) …… continue; …... 真(非0) …… continue; …... …… continue; …… while 真(非0) 表达式 表达式3 假(0)

27. 例3 求输入的十个整数中正整数的个数及其和与平均值 运行lt6-15.c 分析：i为循环变量，从1～10 十个整数n, 用scanf读入 正数的个数放入num中 正数的和放入sum中 正数的平均值为aver= sum/num #include <stdio.h> void main() { int i, n, num=0; float sum=0,aver; for(i=0;i<10;i++) { scanf("%d",&n); if(n<=0) continue; num++; sum=sum+n; } aver=sum/num; printf("%d plus integer's sum :%.2f\n",num,sum); printf("Mean value:%.2f\n",aver); } if(n>0) { num++; sum+=n; } else continue; if(n>0) { num++; sum+=n; } 行不？ for循环中scanf的输入格式要用空格或回车 注意：scanf的输入格式是用12 45 69还是用12,45,69

28. break语句与continue语句的比较 结束整个循环 while (表达式1) {… if (表达式2) break； … } 格式 while (表达式1) {… if (表达式2) conitue； … } 结束本次循环 … ... sum=0; for (i=1;i<=8;i++) { if (i==5) continue; sum=sum+i; } printf(“sum=%5d\n”,sum); … ... … ... sum=0; for (i=1;i<=8;i++) { if (i==5) break; sum=sum+i; } printf(“sum=%5d\n”,sum); … ... 举例 sum=1+2+3+4=10 sum=1+2+3+4+6+7+8=31

29. 外循环 内循环 内循环 6.6 循环的嵌套 • 三种循环可互相嵌套,层数不限 • 外层循环可包含两个以上内循环,但不能相互交叉 • 嵌套循环的执行流程 (1) while() { …… while() { …… } …... } (3) while() { …… do { …… }while( ); ……. } (2) do { …… do { …… }while( ); …... }while( ); (4) for( ; ;) { …… do { …… }while(); …… while() { …… } …... } • 嵌套循环的跳转 禁止： • 从外层跳入内层 • 跳入同层的另一循环 • 向上跳转

30. 例 6-pingguo：现有100个苹果，决定将所有的苹果进行装盒出售。 现有大、小两种盒子，要求如下： 包装规格分别是：小盒每盒可装8个、大盒每盒可装12个，并且大小盒子都要用到。 输出所有可能的包装方案。 #include<stdio.h> void main() { int x,y; printf("小盒数 大盒数\n"); for(x=1;x<12;x++) for(y=1;y<8;y++) if(x*8+y*12==100) printf("%-8d%-8d\n",x,y); }

31. 例 2：根据输入的边长，输出正方形 运行lt66.c #include<stdio.h> void main() { int i,j,n; printf("input n: "); scanf("%d",&n); while(n>0&&n<=20) { for(i=1;i<=n;i++) { for (j=1;j<=n;j++) printf(“ * "); printf("\n"); } printf("input n: "); scanf("%d",&n); } }

32. 9 1 3 2 1 4 6 2 18 2 3 9 6 27 3 12 36 8 4 4 5 5 10 15 45 6 6 18 54 12 7 7 21 63 14 72 16 24 8 8 9 9 18 81 27 j j i i …………….. 例 3 循环嵌套，输出九九表 #include <stdio.h> main() { int i,j; for(i=1;i<10;i++) printf("%4d",i); printf("\n-----------------------------------\n"); for(i=1;i<10;i++) for(j=1;j<10;j++) printf((j==9)?"%4d\n":"%4d",i*j); } 变量 i 控制行，变量 j 控制列 i=1, j 从1～9循环，输出 i*j i=2, j 从1～9循环, 输出 i*j for(i=1;i<10;i++) { for(j=1;j<10;j++) printf("%4d",i*j); printf(“\n”);}

33. 1 9 18 2 27 3 36 4 45 5 6 54 7 63 72 8 9 81 j i 1 2 4 3 6 9 …………….. 例3 循环嵌套，输出九九表 运行lt6-99b.c /*ch6-ff.c*/ #include <stdio.h> void main() { int i,j; for(i=1;i<10;i++) printf("%4d",i); printf("\n-----------------------------------\n"); for(i=1;i<10;i++) for(j=1;j<=i;j++) printf((j==i)?"%4d\n":"%4d",i*j); } 变量 i 控制行，变量 j 控制列 i=1, j 从 1～i 循环，输出 i*j i=2, j 从 1～i 循环, 输出 i*j for(i=1;i<10;i++) { for(j=1;j<i;j++) printf("%4d",i*j); printf(“\n”);}

34. for(i=1;i<10;i++) for(j=1;j<10;j++) printf((j==9)?"%4d\n":"%4d",i*j); i=1 假(0) i<10 真(非0) j=1 外循环 假(0) j<=10 真(非0) 内循环 printf j++ i++

35. 例 6.6 用 公式求π的近似值，直到最后一项的绝对值小于10-6为止 … t=1,pi=0,n=1.0,s=1 当|t|>=1e-6 pi=pi+t n=n+2 s=-s t=s/n pi=pi*4 输出pi 6.9 程序举例 运行lt6-6.c /*ch6-6.c*/ #include <stdio.h> #include <math.h> void main() { int s; float n,t,pi; t=1; s=0; n=1.0; m=1; while((fabs(t))>=1e-6) { s=s+t; n=n+2; m=-m; t=m/n; } pi=s*4; printf("pi=%8.6f\n",pi); } 分析 分子：1，-1， 1，-1… s or -s 分母：1， 3， 5， 7… n+2

36. 程序举例 运行lt6-8-1.c 判断m是否为素数。 例 6-8 素数（质数）: 只能被1和它本身整除的数。 #include <stdio.h> #include <math.h> void main() { int m,i,k; scanf("%d",&m); k= m-1; for(i=2;i<=k;i++) if(m%i==0) break; if(i>k) printf("%d is ",m); else printf("%d is not ",m); printf("a prime number\n"); } 判别方法： 若数7不能被2~6之间的每一个数整除，则7为素数，否则7不是素数 设一个数为m, k=m-1， i=2~k : 如果m=7, 则k=m-1=6 , i=2~6 若m不能被每一个 i 的值整除 ,则m为素数，否则m不是素数。 flag=1; k=m-1; for (i=2;i<=k;i++) if (m%i==0) flag=0; if (flag==1) printf(“%d is a prime number\n”,m); else printf(“%d is not a prime number\n”,m); k=m-1; for (i=2;i<=k;i++) if (m%i==0) break; if (i>=k+1) printf(“yes!”); else printf(“no!”);

37. 读入m k=m i=2 当i≤k m被i整除 假 真 用break 结束循环 i=i+1 i≥k+1 假 真 输出:m“不是素数” 输出:m“是素数” 运行lt6-8-2.c 例 6.8 判断m是否素数 k=m-1; k=[m/2]; [(m+1)/2]; k=[sqrt(m)]; [sqrt(m+1)] /*ch6-8.c*/ #include <stdio.h> #include <math.h> void main() { int m,i,k; scanf("%d",&m); k=sqrt(m); for(i=2;i<=k;i++) if(m%i==0) break; if(i>=k+1) printf("%d is ",m); else printf("%d is not ",m); printf("a prime number\n"); } 例6.9 求100~200间的全部素数

38. 1 8 55 377 2584 17711 121393 832040 5702887 39088169 1 5 34 233 1597 10946 75025 514229 3524578 24157817 2 13 89 610 4181 28657 196418 1346269 9227465 63245986 3 21 144 987 6765 46368 317811 2178309 14930352 102334155 例6.7 求Fibonacci数列：1，1，2，3，5，8，……的前40个数。 F1=1 (n=1) F2=1 (n=2) Fn=Fn-1+Fn-2 (n≥3)

39. 例6.7 求Fibonacci数列：1，1，2，3，5，8，……的前40个数。 F1=1 (n=1) F2=1 (n=2) Fn=Fn-1+Fn-2 (n≥3) 特点：第1、2个数为1、1。从第三个数开始，该数是其前面两个数之和。 F1=1 (n=1) F2=2 (n=2) Fn=Fn-1+Fn-2 (n>=3) 分析： 第 1 项： f1=1 第 2 项： f2=1 第 3 项： f3=f1+f2 第 4 项： f4=f2+f3 第 5 项： f5=f3+f4 第 6 项： f6=f4+f5 …… 第39项： f39=f37+f38 第40项： f40=f38+f39 f1= f1 + f2 f2= f2 + f1

40. f1=1, f2=1 i=1 while( i<=20 ) 输出f1,f2 1 5 34 233 1597 10946 75025 514229 3524578 24157817 1 8 55 377 2584 17711 121393 832040 5702887 39088169 2 13 89 610 4181 28657 196418 1346269 9227465 63245986 3 21 144 987 6765 46368 317811 2178309 14930352 102334155 f1=f1+f2 f2=f2+f1 i++ 例6.7 求Fibonacci数列：1，1，2，3，5，8，……的前40个数。 #include <stdio.h> void main() { long int f1,f2; int i; f1=1; f2=1; i=1; while( i<=20) { printf("%15ld %15ld ",f1,f2); if(i%2==0) printf("\n"); f1=f1+f2; f2=f2+f1; i++; } }

41. f1=1, f2=1 for i=1 to 20 输出f1,f2 f1=f1+f2 f2=f2+f1 例6.7 求Fibonacci数列：1，1，2，3，5，8，……的前40个数。 F1=1 (n=1) F2=1 (n=2) Fn=Fn-1+Fn-2 (n≥3) 运行lt6-7.c /*ch6-7.c*/ #include <stdio.h> void main() { long int f1,f2; int i; 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; } }

42. ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ 运行lt6-10.c 例6-10 译密码 /*ch6-10.c*/ #include <stdio.h> void main() { char c; while((c=getchar())!='\n') { if((c>='a'&&c<='z')||(c>='A'&&c<='Z')) { c=c+4; if(c>'Z'&&c<='Z'+4||c>'z') c=c-26; } printf("%c",c); } } 例如： Hello,world! 译成密码：Lipps,asvph!

43. 第六章补充习题 题6-money：现有50元纸币，要求换1元、5元和10元的纸币若干，并且每种纸币的个数不能为0。 编写程序要求： 输出所有可能的换币方案。假设换1元纸币个数为x，5元纸币个数为y，10元纸币个数为z。