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1、第六章循环控制通过本章实验作业应达目标1熟悉while、for、do_while、break、continue语句的作用与使用规范。2学习并掌握利用while语句、for语句、do_while语句实现循环结构。3掌握循环结构和选择结构之间嵌套、多重循环间嵌套的设计方法。4进行算法设计训练，能综合所学控制结构语句解决一般问题。本章上交作业程序6_1.c、6_2.c、6_5.c、6_6.c上传至211.64.135.121/casp。循环程序设计计算机解决问题都是按指定的顺序执行一系列的动作。按照特定的顺序执行相应的动作来求解问题的过程称为算法。程序中的语句是算法的体现，而算法要解决的是“做什么”
2、和“怎么做”的问题。计算机程序中指定语句的执行顺序称为“程序控制”。结构化的程序控制包含三种基本结构：顺序结构，选择结构和循环结构。1. 循环设计循环是在循环条件为真时反复执行的一组计算机指令，是计算机解题的一个重要结构。循环控制有两种基本方法：计数法和标志法。1）计数器控制的循环事先准确地知道循环次数，因此设计一个循环控制变量，由变量值来控制循环次数。每循环一次，循环变量的值会递增（增值通常为1或-1），当其值达到终值时结束循环。教材例6.2、6.3、6.7都是典型的计数器控制的固定次数次数循环。2）标志控制的循环事先不知道准确的循环次数，由某一目标值标记循环的结束。如，教材例6.6中以|t
3、|的值达到标记下限值1e-6作为循环的结束。循环设计时要注意合理设计循环条件，使得循环不会成为死循环。2. 算法程序设计的首要工作是算法设计，离开了算法也就没有了程序。算法，是指完成某一项工作而采取的方法和步骤，具体到程序设计，是对解题过程的准确而完整的描述，并用一种程序设计语言的来实现。循环主要用来解决程序设计中两类基本的算法：穷举和迭代。1）穷举穷举的基本思想是对问题的所有可能状态一一测试，直到找到解或将全部可能状态都测试过为止。穷举是一种重复型算法，其核心是设计循环，在循环体中依次测试。例：输入两个正整数x和y，求其最大公约数。main()int x,y,i,flag;printf(Pl
4、ease input two numbers:); scanf(%d%d,&x,&y); for(i=x=1;i-) /* 使用i进行穷举 */if(x%i=0&y%i=0) break; /* 条件满足，就结束循环 */1 / 11printf(greatest common divisor=%dn,i); 两个数中的小者到2之间任何一个数都有可能是公约数，因此用变量i从大到小一一穷举，直到找到为止。若两数互质，当i=1时也能使条件满足。2）迭代按照特定规律和方法，不断用新值取代变量的旧值，或由旧值递推出变量新值，直至问题解决为止，这种解决问题的方法为迭代。迭代的关键因素是：迭代初值、迭代公
5、式和迭代次数（精度要求）。例：使用辗转相除法求两数的最大公约数。辗转相除法：如果x除以y的余数为0，则除数y就是最大公约数，或余数不为0，则被除数x被除数y取代，除数y被余数取代，再用新的x除以新的y，判断余数是否为0，如果不为0，则重复此迭代过程，直至余数为0，此时的除数y即为最大公约数。main()int x,y,temp; printf(Please input two numbers:); scanf(%d%d,&x,&y); temp=x%y; while(temp!=0)/* 辗转相除，直到temp为0 */x=y;/*迭代*/ y=temp;/*迭代*/ temp=x%y; pr
6、intf(greatest common divisor=%dn,y); 运行时输入：66 121输出：greatest common divisor=11 各值的变化如下：x y temp=x%y 66 121 66 121 66 1166 11 0实验一固定次数的循环设计【实验目的】学习设计固定次数的循环。【实验内容】编写程序，计算x的y次方。这里x为double型，y为int型。x、y通过键盘输入，要考虑y为负数的情况。例：当输入2.5 3时，输出15.625000；当输入2.5 -3时则输出0.064000。程序以6_1.c命名并上交。输入输出屏幕示例【指导】本实验中，假设y为正数时，
7、可定义结果变量sum，想办法使sum*=x语句执行y次。对固定次数的循环，通常方法是设计一个循环变量i，让其在初值与终值之间变化控制控制循环次数，循环条件通常是：i终值。如：for(i=初值;i终值;i+)循环体语句;实验二整数按位折分求和【实验目的】学习设计与控制循环，并熟练%（求余）运算。【实验内容】输入一个不大于2109（用long型数据）的正整数x，求这个数每位数字之和。例如，若输入33456781，输出37。程序以6_2.c命名并上交。【提示】设计循环，每次求出x的个位数（使用求余运算）并累加到和值变量中，再迭代操作，改变x的值，使原来的十位变个位。【讨论与思考】 long型数据的最
8、大值是2147483647，受变量类型限制，本程序只能接收不大于2109的正整数。如果进行扩充，要求能接收并计算一个30位整数的各位之和，那么数据类型应如何设置，程序应该如何编写？实验三输出九九乘法表【实验目的】学习多重循环的嵌套。【实验内容】下面程序输出九九乘法表如下图。请完善程序并以6_3.c命名。#includevoid main()int i,j; clrscr(); for(_)for(_ )printf(%d*%d=%-2d ,i,j,i*j); _; 实验四打印数字塔图形【实验目的】学习使用循环语句构成的多重循环嵌套。【实验内容】编写程序，使用循环输出如下图所示的数字塔图形。程序
9、以6_4.c命名。【提示】此图形上下对称，可将程序分为上下两部分实现。上半部输出9行，下半部输出8行。每一行包含三部分内容：开始的空格、中间的数字及最后的换行符。需要考虑的是字符个数与行号的关系。下面程序用于输出如下*字符塔，供本题参考。#includevoid main()int i,j; clrscr(); /* 清屏 */ for(i=1;i=9;i+) /* 行循环 */for(j=1;j=9-i;j+)/* 输出行左空格*/printf( ); for(j=1;j=2*i-1;j+)/* 输出若干* 字符 */printf(%c,*); printf(n);/* 换行 */ 实验五寻
10、找素数【实验目的】领会并牢固掌握素数算法，深入循环结构设计。【实验内容】从键盘输入一个大于3的正整数，输出距离该数最近的素数。根据输入的数不同，此问题可能有一个答案（或者比输入的数大或者比输入的数小），也可能需要输出两个值（一个比输入的数大，一个比输入的数小，两个距离输入的数一样近）。程序以6_5.c命名并上交。实验六不等式求解【实验目的】学习在循环中使用break控制语句。【实验内容】键盘输入一个数给m，计算并返回满足表达式：1+（1+2）+（1+2+3）+（1+2+3+4）+（1+2+3+n）=m最大的n。例如，当m=10000时，程序输出：n=38。程序以6_6.c命名并上交。【提示】参
11、考解法：for(i=1;1;i+) /* 循环条件为恒真 */计算（1+2+3+i）s; 将计算结果s累加到变量sum中; 判断sum的值是否大于m是，则终止循环否，则继续进入下一次循环输出与对应结果，其值会与i相关。实验七统计字数【实验目的】学习使用循环处理字符串相关问题。【实验内容】完善以下程序6_7.C 。程序任务：输入一串字符，以“#”作为输入结束标志，显示其中字母与数字字符的个数。#includevoid main()int ch_num,dig_num; char ch; ch_num=dig_num=0; doch=getchar();/* 完善程序，统计52个英文字母与十个数字
12、字符的个数 */ while(_); /* 给出循环条件 */ printf(The number of chars is:%dn,ch_num); printf(The number of digital is:%dn,dig_num); 实验八验证哥德巴赫猜想【实验目的】综合运用多重循环结构、标志法、穷举法解决问题。【问题描述】1742年6月，德国数学家哥德巴赫在给大数学家欧拉的信中提出一个问题：任何大于4的偶数均可以表示为两个素数之和吗？欧拉复信道：任何大于4的偶数均可以表示为两个素数之和，这一猜想我还不能证明，但我确信无疑地认为这是完全正确的定理。哥德巴赫猜想是世界著名的数学难题，至今
13、未能在理论上得到证明，自从计算机出现后，人们就开始用计算机去尝试解各种各样的数学难题，包括费马大定理、四色问题、哥德巴赫猜想等，虽然计算机无法从理论上严密地证明它们，只能在有限的范围内对其进行检验，但也不失其意义。【实验内容】程序要求：输入一个int型数据范围内的偶数x(x4)，找到两个素数a、b，满足 x=a+b。最后输出此等式。如输入98，输出98=19+79。程序以6_8.c命名。【实验提示】读入偶数x，找出一对数a、b满足x=a+b，测试a、b是否都为素数，若不满足，则找下一对a、b继续测试，直到a、b均为素数为止。算法描述如下：读入x;a=3;while(ax/2)b=x-a; 测素
14、数循环，测试a是否为素数; 测素数循环，测试b是否为素数; if(a、b同为素数)退出while循环; a+=2; /* a在奇数上穷举 */ if(ax/2) 验证成功，输出x=a+b; else 验证失败，输出失败信息;为了判断a、b是否是素数，可以设置两个二元标志变量flag_a和flag_b，其值为1时表示对应变量是素数，其值为0时表示变量是非素数。令flag_a和flag_b的初始值为0，代表开始时假设a、b都不是素数，然后进入测试循环。若测素数循环检测a是素数，则改变flag_a=1；若b是素数，则令flag_b=1。则 if(a、b同为素数)可以表示为 if(flag_a*flag
