第6章循環(huán)結構程序設計

C

語言程序設計2023/2/2126.1本章主要內容while循環(huán)控制do-while循環(huán)控制for循環(huán)控制用goto語句實現(xiàn)循環(huán)控制循環(huán)結構中的跳轉語句循環(huán)的嵌套循環(huán)結構程序設計舉例2023/2/2136.2用goto語句實現(xiàn)循環(huán)有興趣的同學自學不提倡使用goto語句注意：goto語句能實現(xiàn)程序無條件轉移，為編程提供了便利。但是無限制地使用，會破壞程序的結構化程度。因此應限制使用。2023/2/2146.3while循環(huán)控制語句一般格式while（表達式）

語句

一般為關系表達式或邏輯表達式，也可以是C語言其他類型的合法表達式

用來控制循環(huán)體是否執(zhí)行稱為內嵌語句，可以是基本語句、控制語句，也可以是復合語句是循環(huán)重復執(zhí)行的部分2023/2/215功能：計算表達式的值，為非0（邏輯真）時，重復執(zhí)行內嵌語句，每執(zhí)行一次，就判斷一次表達式的值，直到表達式的值為0時結束循環(huán)，轉去執(zhí)行while后面的語句。

當表達式為真語句N-S結構圖NY流程圖表達式非0?語句循環(huán)控制條件循環(huán)體2023/2/216例如：【例6.1】編寫程序，求100個自然數(shù)的和即：

s=1+2+3+…+100

思路：尋找加數(shù)與求和的規(guī)律

加數(shù)i——從1變到100，每循環(huán)一次，使i增1，直到i的值超過100。i的初值設為1。求和——設變量

sum存放和，循環(huán)求sum=sum+i，直至i超過100。

2023/2/217算法和程序：main(){inti,sum;i=1;sum=0;while(i<=100)

{sum=sum+i;i++;

}printf("sum=%d\n",sum);}運行jc5_1程序輸出結果：sum=5050i:循環(huán)控制變量sum:累加器

i=1，sum=0當i<=100sum=sum+ii++輸出sum2023/2/218注意：如果while的(表達式)值為0，則循環(huán)體一次也不執(zhí)行

(例如當i的初值=101)。在循環(huán)體中必須有使循環(huán)趨向結束的操作，否則循環(huán)將無限進行（死循環(huán)）。在循環(huán)體中，語句的先后位置必須符合邏輯，否則會影響運算結果。思考程序段的輸出？

……while(i<=100){i++;sum=sum+i;}運行后，輸出：sum=5150原因是什么？

運行j2023/2/219注意（續(xù)）：為了保證循環(huán)正常運行，應該特別注意：循環(huán)控制條件的描述

控制條件的初始狀態(tài)（初始值）

循環(huán)體內部對控制條件的影響2023/2/21106.4do-while語句語句一般格式do語句

while（表達式）；

功能：先執(zhí)行內嵌語句（循環(huán)體），之后計算表達式的值，不為0（邏輯真）時，再執(zhí)行循環(huán)體并判斷條件，直到表達式的值為0結束循環(huán)，轉去執(zhí)行while下面的語句。2023/2/2111

do-while循環(huán)的算法循環(huán)體當表達式為真N-S結構圖NY循環(huán)體表達式非0？流程圖main(){inti=1,sum=0;do{sum=sum+i;i++;}while(i<=100);printf("%d\n",sum);}用do-while語句求100個自然數(shù)的和運行j2023/2/2112說明：while和do-while都能實現(xiàn)循環(huán)控制，while結構程序通常都可以轉換成do-while結構區(qū)別：do-while語句先執(zhí)行循環(huán)體再判斷條件，循環(huán)體至少執(zhí)行一次；while語句先判斷條件再執(zhí)行循環(huán)體，循環(huán)體有可能一次也不執(zhí)行do—while循環(huán)體中一定要有能使表達式值趨于0的操作(如i++)，否則會出現(xiàn)死循環(huán)。

2023/2/2113do-while語句的簡單應用【例6.2】用輾轉相除法求m和n的最大公約數(shù)定義m、n、rm<nTFm和n交換r=m%nm=nn=r當r!=0時輸出最大公約數(shù)m2023/2/2114算法和程序：main(){intm,n,r;scanf("%d,%d",&m,&n);if(m<n){r=m;m=n;n=r;}

do{r=m%n;m=n;n=r;}while(r!=0);printf("%d\n",m);}程序運行情況如下：24,60122023/2/21156.5for語句語句一般格式for(表達式1;表達式2;表達式3)語句功能：計算表達式1的值，再判斷表達式2，如果其值為非0（邏輯真），則執(zhí)行內嵌語句(循環(huán)體)，并計算表達式3；之后再去判斷表達式2，一直到其值為0時結束循環(huán)，執(zhí)行后續(xù)語句。循環(huán)初始條件循環(huán)控制條件循環(huán)體2023/2/2116for語句的算法N-S結構圖for(表達式1;表達式2;表達式3)語句NY流程圖計算表達式1語句計算表達式3表達式2為真?例如：main(){inti,sum;sum=0;

for(i=1;i<=100;i++)sum=sum+i;

printf("sum=%d\n",sum);}可部分或全部省略，但“;”不可省略2023/2/2117省略for語句的表達式⑴表達式1、2、3全省略，即：for(;;)

就等同于：while(1)，會無限循環(huán)（死循環(huán)）注意：在省略某個表達式時，應在適當位置進行循環(huán)控制的必要操作，以保證循環(huán)的正確執(zhí)行⑵省略表達式1和表達式3，即：for（；表達式2；）

就等同于：while（

表達式2）⑶省略表達式2，即：

for（表達式1；；表達式3）

就等同于：表達式1;while(1)｛…表達式3;｝2023/2/2118例如：⑴i=1;for(;i<=100;i++)sum+=i；⑵for(i=1;;i++){…if(i>100)……}⑶for(i=1;i<=100;){…i++;…}⑷i=1;for(;;){…if(i>100)…

i++;…}2023/2/2119說明：所有用while

語句實現(xiàn)的循環(huán)都可以用for

語句實現(xiàn)。

等價于：for(表達式1；表達式2；表達式3)

語句；表達式1；while（表達式2）{

語句；

表達式3；

}2023/2/2120for語句的簡單應用【例6.3】求n!，即計算p=1×2×3×…×n的值。

思路：求階乘與求累加的運算處理過程類似，只要將“+”變?yōu)椤?”。設置：乘數(shù)i

，初值為1，終值為n（n是循環(huán)控制終值，需要從鍵盤輸入）累乘器p

，每次循環(huán)令p=p*i2023/2/2121程序：main(){inti,n;longp;

p=1;

printf("Entern:");scanf("%d",&n);for(i=1;i<=n;i++)

p=p

*

i;printf("p=%ld\n",p);}思考：如何輸出1!,2!,…,n!？如何求s=1!+2!+…+n!？2023/2/2122熟悉幾個循環(huán)語句while(!x)x++;

當x=0

時，執(zhí)行循環(huán)體x++;while((c=getchar())!='\n')n=n+1;n稱為計數(shù)器，作用是統(tǒng)計輸入字符的個數(shù)while(num++<=2);printf("%d\n",num);循環(huán)體是空語句，退出循環(huán)后輸出num的值dox=-3;while(x>5);先執(zhí)行循環(huán)體x=-3，再判斷條件(x>5)for(n=0;n<26;n++)printf("%c",n+'A');作用是輸出26個大寫字母for(sum=0,i=1;i<=100;sum=sum+i,i+=2);作用是計算100以內的奇數(shù)和

2023/2/2123幾種循環(huán)語句的比較while和do-while語句的表達式只有一個，for語句有三個。while和for先判斷循環(huán)條件后執(zhí)行循環(huán)體，do-while語句先執(zhí)行循環(huán)體后判斷循環(huán)條件。while語句多用于循環(huán)次數(shù)不定的情況do-while語句多用于至少要運行一次的情況for語句多用于要賦初值或循環(huán)次數(shù)固定的情況2023/2/21246.6、6.7循環(huán)的嵌套如果循環(huán)語句的循環(huán)體內又包含了另一條循環(huán)語句，則稱為循環(huán)的嵌套例如：

#include<stdio.h>main(){inti,j;

for(i=1;i<10;i++)for(j=1;j<=i;j++)printf((j==i)?"%4d\n":"%4d",i*j);

}外循環(huán)語句內循環(huán)語句2023/2/2125注意：while、do-while、for循環(huán)語句可以并列，也可以相互嵌套，但要層次清楚，不能出現(xiàn)交叉。多重循環(huán)程序執(zhí)行時，外層循環(huán)每執(zhí)行一次，內層循環(huán)都需要循環(huán)執(zhí)行多次。例如：for(a=1;a<=10;a++){for(b=0;b<=5;b++)

……}外循環(huán)執(zhí)行了10次，內循環(huán)執(zhí)行6次循環(huán)正常結束時，內循環(huán)執(zhí)行了10×6=60次2023/2/21266.8循環(huán)結構中的跳轉語句有如下三種語句實現(xiàn)跳轉：continue語句break語句goto語句在循環(huán)語句的循環(huán)體中使用，可以進行循環(huán)的流程控制2023/2/2127后續(xù)語句…continue;

…YN表達式?后續(xù)語句…continue;…表達式?YN6.8.1continue語句及應用功能：中斷循環(huán)體的本次執(zhí)行（即跳過循環(huán)體中尚未執(zhí)行的語句），立即開始執(zhí)行下一次循環(huán)。while語句do-while語句后續(xù)語句計算表達式3計算表達式1…continue;…表達式2?YNfor語句2023/2/2128例如：⑴intx,n=0,s=0;while(n<10){scanf("%d",&x);

if(x<0)continue;

s+=x;n++;};

⑵intx,n=0,s=0;do{scanf("%d",&x);

if(x<0)continue;

s+=x;n++;}while(n<10);

⑶for(n=0,s=0;n<10;n++){scanf("%d",&x);

if(x<0)continue;

s+=x;}2023/2/2129應用舉例【例6.4】把100～200之間能被7整除的數(shù)，以十個數(shù)為一行的形式輸出，最后輸出一共有多少個這樣的數(shù)。

for(n=100;n<=200;n++)n能被7整除

TF終止本次循環(huán)輸出n

輸出10個數(shù)

TF

換行2023/2/2130算法和程序main(){intn,j=0;for(n=100;n<=200;n++){if(n%7!=0)continue; printf("%6d",n);

j++;

if(j%10==0)printf("\n");

}printf("\nj=%d\n",j);}2023/2/2131后續(xù)語句…break;…YN表達式?后續(xù)語句…break;…表達式?YN6.8.2循環(huán)中break的應用功能：利用break語句能夠強迫終止本層循環(huán)，轉到后續(xù)語句執(zhí)行。while語句do-while語句后續(xù)語句計算表達式3計算表達式1…break;…表達式2?YNfor語句2023/2/2132例如：⑴intx,n=0,s=0;while(n<10){scanf("%d",&x);

if(x<0)break;s+=x;n++;};⑵intx,n=0,s=0;do{scanf("%d",&x);

if(x<0)break;s+=x;n++;}while(n<10);⑶for(n=0,s=0;n<10;n++){scanf("%d",&x);

if(x<0)break;s+=x;}2023/2/21336.9程序舉例【例6.5】按每行輸出5個數(shù)的形式輸出Fibonacci數(shù)列的前20項

。思路：Fibonacci數(shù)列的前幾項是：1、1、2、3、5、8、13、21、34、…。此數(shù)列的變化規(guī)律是：1（n=1）1（n=2）fn-1+fn-2（n>2）fn=設變量f1、f2和f3，并為f1和f2賦初值1，令f3=f1+f2得到第3項；將f1←f2，f2←f3，再求f3=f1+f2得到第4項；依此類推求第5項、第6項…這是一種遞推算法應采用循環(huán)實現(xiàn)2023/2/2134算法和程序#defineN20main(){inti,f1,f2,f3;f1=f2=1;printf("\n%8d%8d",f1,f2);for(i=3;i<=N;i++)

{f3=f1+f2;f1=f2;f2=f3;printf("%8d",f3);

if(i%5==0)printf("\n");

}

}f1=1，f2=1并輸出for(i=3;i<=20;i++)f3=f2+f1f1=f2，f2=f3

輸出f3

輸出5個數(shù)

TF

換行2023/2/2135舉例2【例6.6】判斷輸入的某個數(shù)m是否為素數(shù)。若是素數(shù)，輸出“YES”，若不是，輸出“NO”。

思路：素數(shù)是指只能被1和它本身整除的數(shù)，如5、7、11、17、…等。

分別用2、3、…，m-1嘗試能否整除整數(shù)m。如果m能被某個數(shù)整除，則m就不是素數(shù)。這是一種窮舉算法設除數(shù)為j，從2循環(huán)到m-12023/2/2136算法和程序：#include"math.h"main(){intj,m,k;printf("Enteranintegernumber:");scanf("%d",&m);for(j=2;j<=m-1;j++)

if(m%j==0)break;printf("%d",m);if(j>=m)printf("YES\n");elseprintf("NO\n");}

輸入一個數(shù)mfor(j=2;j<=m-1;j++)m%j==0TF

退出循環(huán)

j>=mTF輸出"YES“輸出"NO"2023/2/2137程序的優(yōu)化對于窮舉法來說，為了提高程序的效率，就要減少嘗試次數(shù)。#include"math.h"main(){intj,m,k;printf("Enteranintegernumber:");scanf("%d",&m);

k=sqrt(m);for(j=2;j<=k;j++)

if(m%j==0)break;printf("%d",m);if(j>=k+1)printf("YES\n");elseprintf("NO\n");}思考：如何輸出100～200中所有的素數(shù)

2023/2/2138舉例3【例6.7】用牛頓迭代法求方程

2x3+4x2-7x-6=0在x=1.5附近的根。

思路：設xn為一個接近xa的近似根，過(xn,f(xn)