第 3 章 C++ 中的条件与循环

1. 第3章 C++中的条件与循环 第3次见面！ acm.nefu.edu.cn/C++_03.ppt

2. 这2天你们C++吗？ • 一夜北风寒，万里彤云厚； • 长空雪乱飘，改尽江山旧。 • 仰面观太虚，疑是玉龙斗； • 纷纷鳞甲飞，顷刻遍宇宙。 • 骑驴过小桥，独叹梅花瘦！ • 谁知道出自------？ • 是李白吗？

3. 上次实验课总结 • 1、注意汉字和英文的输入法； • 2、endl 不是 end1; • 3、时时刻刻使用 C++的基本框架

4. 上机调试的心得（授之以渔） • 1、哪行出错了 • 2、提示的字符是啥 • 3、是不是自己敲错了 • 4、缺头文件吗？was not declared in this scope • 5、结构，大括号，大小写 • 6、然后才是真的逻辑出错了

5. 先学习C++实验的在线评测系统 • 记住网址： • acm.nefu.edu.cn

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7. 注册 register

8. Problem 题目

9. 如何做题 • 先看题，如 “寻找吕布”这题； • description • 三国里面吕布第一，赵云第二，典韦、关羽和马超分别是第3、第4和第5名，这是按武将的勇猛值和必杀技值的和来排名的，即武术值=勇猛值+必杀技值，下面给出这5人的勇猛值和必杀值，请你找出吕布的武术值。

10. 寻找吕布 • input • 输入数据有多组，每组数据2行，第一行是5人的勇猛值，第二行是5人的必杀技值。勇猛值和必杀值是整数哦（32位） output • 输出吕布的武术值。

11. sample_input • 1 2 3 4 5 • 1 2 3 4 5 • 20 21 22 45 87 • 1 100 8 99000 23 • sample_output • 10 • 99087 • hint • 吕布的勇猛值和必杀技值都是第一的！

12. #include <iostream> • using namespace std; • int main() • { • int data[6],inp[6];//定义变量 • int ym,bs;//勇猛值 必杀值的变量 • while(cin>>data[1]>>data[2]>>data[3]>>data[4]>>data[5])// 注意 • { • ym=0,bs=0; //这句很重要，必须先清0 • for(int i=1;i<=5;i++) if (ym<data[i]) ym=data[i]; • cin>>inp[1]>>inp[2]>>inp[3]>>inp[4]>>inp[5]; • for(int i=1;i<=5;i++) if (bs<inp[i]) bs=inp[i]; • cout<<ym+bs<<endl; • } • //cout << “Hello world!” << endl; 记得要注视掉啊 • return 0; • }

13. 再看服务器里的数据 • data.in 输入文件 data.out 输出文件 • 1 2 3 4 5 10 • 1 2 3 4 5 99087 • 20 21 22 45 87 16 • 1 100 8 99000 23 • 1 2 6 8 9 • 7 4 3 2 1 你不知道服务器的数据是啥！

14. 提交答案 :题目下面submit

15. 看评判结果

16. 欢迎有敏感的人加入ACM • 数学好 • 算法好（可以培养） • 能吃苦就行

17. 条件语句 • if • switch • 和C 语言一样，基本知识不变 • 通过实例来讲解

18. 条件表达式 • ？：运算符 ：问号冒号运算符 • 作用：更加简练的用来表达条件执行的方式 • 形式 ： (条件) ? 表达式1 : 表达式2 • 执行过程：首先计算条件值。如果条件结果为true，则计算表达式1的值，并将它作为整个表达式的值。如果条件结果为false，则整个表达式的值为表达式2的值。

19. 实例 • 例如将x和y中值较大的一个赋值给max，可以用下列语句： max = (x > y) ? x : y; • ？：运算符用于输出。例如，想输出一个布尔变量flag的值，如果直接用 cout << flag; 那么当flag为“真”时，输出为1；当flag为“假”时，输出为0。 如果我们想让flag为“真”时输出true，为“假”时输出false，可以用if 语句 if (flag) cout << “true”; else cout << “false”; 看上去太罗嗦。但如果用？：运算符只需要一行 cout << ( flag ? "true" : "false" ) << endl;

20. 判断闰年的程序 #include <iostream> using namespace std; int main() { int year; bool result; cout << "请输入所要验证的年份："; cin >> year; result = (year % 4 == 0 && year % 100 !=0)|| year % 400 == 0; if (result) cout << year << "是闰年" << endl; else cout << year << "不是闰年" << endl; return 0; }

21. 计算机自动出四则运算计算题 要求自动出0 - 9之间的四则运算题，并批改结果 生成题目 Switch(题目类型) { case 加法：显示题目，输入和的值，判断正确与否 case 减法：显示题目，输入差的值，判断正确与否 case 乘法：显示题目，输入积的值，判断正确与否 case 除法：显示题目，输入商和余数的值，判断正确与否 }

22. 关键问题 • 如何让程序每次执行的时候都出不同的题目？ • 随机数生成器rand()：能随机生成0到RAND_MAX之间的整型数 • 将生成的随机数映射到0 - 9之间： • Rand() % 10 • rand() * 10 / (RAND_MAX + 1)。 • 运算符的生成：用编码0 - 3表示四个运算符。因此题目的生成就是生成0 - 3之间的随机数。

23. 12348 rand() 种子 12348 随机数的种子 • 计算机产生的随机数称为伪随机数，它是根据一个算法计算出来的。 • 系统为每个程序、每次执行指定的随机数的种子都是相同的，因此程序每次执行生成的随机数序列都是相同的。

24. 改变随机数的种子 • 设置种子的函数srand ： srand （种子） • 如何让程序每次执行时选择的种子都不一样呢? • 选择系统时间为种子：time(NULL) 取当前的系统时间。

25. 自动出题程序 #include <cstdlib> //包含伪随机数生成函数 #include <ctime> //包含取系统时间的函数 #include <iostream> using namespace std; int main() { int num1, num2, op, result1, result2; //num1,num2:操作数，op:运算符，result1,result2: 结果 srand(time(NULL)); //随机数种子初始化 num1=rand() * 10 / (RAND_MAX + 1); // 生成运算数 RAND_MAX=32767 num2=rand() * 10 / (RAND_MAX + 1); //生成运算数 op=rand() * 4 / (RAND_MAX + 1); // 生成运算符 0--+， 1-- -， 2--*，3-- /

26. switch (op) {case 0: cout << num1 << "+" << num2 << "= ?" ; cin >> result1; if (num1 + num2 == result1) cout << "you are right\n"; else cout << "you are wrong\n"; break; case 1: cout << num1 << "-" << num2 << "= ?" ; cin >> result1; if (num1 - num2 == result1) cout << "you are right\n"; else cout << "you are wrong\n"; break; case 2: cout << num1 << "*" << num2 << "= ?" ; cin >> result1; if (num1 * num2 == result1) cout << "you are right\n"; else cout << "you are wrong\n"; break;

27. case 3: cout << num1 << "/" << num2 << "= ?" ; cin >> result1; cout << “余数为 = ?"; cin >> result2; if ((num1 / num2 == result1) && (num1 % num2 == result2)) cout << "you are right\n"; else cout << "you are wrong\n"; break; } return 0; }

28. 该程序的缺陷 • 每次执行只能出一道题 • 减法可能出现负值 • 除法可能出现除0 • 结果太单调

29. 再看循环结构 • For 基本的习惯 • While 用处 • Do while

30. For循环实例 • 某班级有100个学生，设计一程序统计该班级某门考试成绩中的最高分、最低分和平均分。 • 方案一：先输入100个整型数，保存在各自的变量中。然后依次检查这100个数，找出最大的和最小的。在找的过程中顺便可以把所有的数都加起来。最后将总和除100就得到了平均值。

31. 方案一的缺陷 • 需要定义100个变量 • 需要输入100个变量的值 • 从100个变量中找出最大者，需要100个if 语句 • 从100个变量中找出最小者，需要100个if 语句 • 将这100个变量加起来需要一个长长的算术表达式

32. 方案二 • 每个学生的分数在处理过后就没用了，为此，可以用一个变量保存当前正在处理的分数 • 每次输入分数的同时将它们加起来：70加40等于110，110加80等于190……。并记住最低分的和最高分的值。上述过程重复100次。

33. 方案二的实现 • 定义： int value, total，max, min; • 当输入每个数值时必须执行下面的步骤，这可以用for循环实现 • 请求用户输入一个整数值，将它存储在变量value中。 • 将value加入到保存当前和的变量total中。 • 如果value大于max，将value存于max。 • 如果value小于min，将value存于min。

34. #include<iostream> using namespace std; int main() { int value, total, max, min, i;//value：当前输入数据，i为循环变量 total = 0; max = 0; min = 100; //变量的初始化 for (i=1; i<=100; ++i) { cout << "\n请输入第" << i << "个人的成绩："; cin >> value; total += value; if (value > max) max = value; if (value < min) min = value; } cout << "\n最高分：" << max << endl; cout << "最低分：" << min << endl; cout << "平均分：" << total / 100 << endl; return 0; } 注意缩进

35. a b For循环实例 • 求函数 在区间[a, b]之间的定积分 • 实现思想：函数与x轴围成的区域的面积。定积分可以通过将这块面积分解成一连串的小矩形，计算各小矩形的面积的和而得到

36. int main() { double a, b, dlt, integral = 0; cout << "请输入定积分的区间：" ; cin >> a >> b; cout << "请输入小矩形的宽度：" ; cin >> dlt; for (double x = a + dlt / 2; x < b; x += dlt) integral += (x * x + 5 * x + 1) * dlt; cout << "积分值为：" << integral << endl; return 0; }

37. eg 2.求 时结束。 ex=0; p = 1; while (p>0.000001) { ex += p; 计算新的p； } 问题： 如何计算p？计算第i个p，需要两个i次的循环。第一个循环计算xi，第二个循环计算i！ 解决方案： 从前一项计算后一项。如果p是第i项的值，则第i+1项的值为 p*x/(i+1)

38. int main() {double ex, x, p;//ex存储ex的值，p保存当前项的值 int i; cout << "请输入x："; cin >> x; ex=0; p=1; i=0; while (p > 1e-6){ ex += p; ++i; p = p * x / i; } cout << "e的" << x << "次方等于：" << ex << endl; return 0; }

39. 枚举法 • 对所有可能的情况一种一种去尝试，直到找到正确的答案。 • 枚举法的实现基础是循环。

40. 枚举法实例一 • 用50元钱买了三种水果。各种水果加起来一共100个。西瓜5元一个，苹果1元一个，桔子1元3个，设计一程序输出每种水果各买了几个 • 它有两个约束条件： • 第一是三种水果一共100个； • 第二是三种水果一共花了50元 • 可以按一个约束条件列出所有可行的情况，然后对每个可能解检查它是否满足第二个约束条件 。也可以用第二个约束条件列出所有情况，然后对每个可能解检查它是否满足第一个约束条件 。

41. #include <iostream> using namespace std; int main() { int mellon, apple, orange; //分别表示西瓜数、苹果数和桔子数 for (mellon=1; mellon<10; ++mellon) // 对每种可能的西瓜数 for ( apple=1; apple < 50 - 5 * mellon; ++apple) { //当西瓜数给定后可能的苹果数 orange = 3*(50-5*mellon-apple); // 剩下的钱全买了桔子 if (mellon+apple+orange == 100){ // 三种水果数之和是否为100 cout << "mellon:" << mellon << ' '; cout << "apple:" << apple << ' '; cout << "orange:" << orange << endl; } } return 0; }

42. 执行结果 Mellon：1 apple：18 orange：81 Mellon：2 apple：11 orange：87 Mellon：3 apple：4 orange：93

43. 实例二 — 四大湖问题 上地理课时，四个学生回答我国四大湖的大小时分别说： 甲：洞庭最大，洪泽最小，鄱阳第三 乙：洪泽最大，洞庭最小，鄱阳第二，太湖第三 丙：洪泽最小，洞庭第三 丁：鄱阳最大，太湖最小，洪泽第二，洞庭第三 对于每个湖的大小，每个人仅答对一个，设计一程序让计算机通过这些信息去判别四个湖的大小。

44. 解题思路 • 如果用a,b,c,d分别表示四个湖的排序。a表示洞庭湖，b表示洪泽湖，c表示鄱阳湖，d表示太湖。我们可以假设：洞庭最大，洪泽第二，鄱阳第三，太湖第四，然后检查每位同学是否都讲对了一个。如果不是，再尝试下一种情况：洞庭最大，洪泽第二，鄱阳第四，太湖第三，再检查每位同学是否都讲对了一个。尝试所有可能的情况，直到满足每位同学都讲对一个为止。

45. 枚举法—续 • 为了尝试所有情况，我们需要假设洞庭湖可能是最大，也可能是第二、第三或第四。因此，a的值可能从1变到4。同样，b, c ,d的值也都可能从1变到4。为此，我们需要一个控制结构，使a, b, c, d的值能自动从1变到4。这种结构就是循环结构。

46. 四大湖排列问题的解 问题：效率差 解决方法：一旦找到答案就应该结束 main() { int a, b, c, d; for (a=1; a<=4; ++a) for (b=1; b<=4; ++b) if ( a == b) continue; else for (c=1; c<=4; ++c) if (c==a||c==b) continue; else {d=10 – a – b - c; if (((a==1)+(b==4)+(c==3))==1 &&((b==1)+(a==4)+(c==2)+(d==3))==1 &&((b==4)+(a==3))==1 &&((c==1)+(d==4)+(b==2)+(a==3))==1) cout << a << b << c << d; } }

47. 改进版1： main() { int a, b, c, d; bool flag = false; for (a=1; a<=4; ++a) { for (b=1; b<=4; ++b) { if ( a == b) continue; else for (c=1; c<=4; ++c) if (c==a||c==b) continue; else {d=10 – a – b - c; if (((a==1)+(b==4)+(c==3))==1 //注意 &&((b==1)+(a==4)+(c==2)+(d==3))==1 &&((b==4)+(a==3))==1 &&((c==1)+(d==4)+(b==2)+(a==3))==1) { cout << a << b << c << d; flag = true; break; } } if (flag) break;} if (flag) break;} } //break 只能退出当前循环体 程序不够简练

48. 改进版2 main() { int a, b, c, d; bool flag = false; for (a=1; a<=4 && !flag; ++a) { for (b=1; b<=4 && !flag; ++b) { if ( a == b) continue; else for (c=1; c<=4 ; ++c) if (c==a||c==b) continue; else {d=10 – a – b - c; if (((a==1)+(b==4)+(c==3))==1 &&((b==1)+(a==4)+(c==2)+(d==3))==1 &&((b==4)+(a==3))==1 &&((c==1)+(d==4)+(b==2)+(a==3))==1) { cout << a << b << c << d; flag = true; break; } } } } }

49. 列出ABC三个字母的全排列 • 解题思路： • 让第一个位置的值从A依次变到C • 让第一个位置的值从A依次变到C • 让第一个位置的值从A依次变到C • 注意三个位置的值不能相同 • 可以用一个三层的嵌套循环实现，循环变量是字符类型

50. int main() { char c1, c2, c3; for (c1 = ‘A’; c1 <= ‘C’; ++c1) for (c2 = ‘A’; c2 <= ‘C’; ++c2) if (c1 == c2) continue; else for (c3 = ‘A’; c3 <= ‘C’; ++c3) if ((c3 == c1 || c3 == c2)) continue; else cout << c1 << c2 << c3 << endl; }