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1、,C语言程序设计（第2版）,第五章,循环结构程序设计,本章要点,循环的基本概念 不同形式的循环控制 多重循环问题,5.1 程序中需要用循环结构 5.2 用while语句和do-while语句实现循环 5.3 用for 语句实现循环 5.4 循环的嵌套 5.5 用break语句和continue语句改变循环状态 5.6 几种循环的比较 5.7 程序举例 5.8 提高部分,主要内容,5.1 程序中需要用循环结构,什么是循环？ 为什么要使用循环？,问题1：,问题2:求学生平均成绩 分数相加后除以课数,在许多问题中需要用到循环控制。循环结构就是用来处理需要重复处理的问题的，所以又称重复结构。它和顺序结
2、构、选择结构共同作为各种复杂程序的基本构造单元。 循环分为两种：无休止循环和有终止循环 构成有效循环的条件：循环体和循环结束条件,5.2 用while语句和do-while语句实现循环 5.2.1 用while语句实现循环,while语句用来实现“当型”循环结构 一般形式： while (表达式) 语句 当表达式为非0值时，执行while语句中的内嵌语句。其特点是:先判断表达式，后执行循环体，即内嵌语句。,例题 5.1,求1+2+3+100的和,解题思路,(1)开始时使sum的值为0，被加数i第一次取值为1。开始进入循环结构。 (2)判别“i100”条件是否满足，由于i小于100，因此“i10
3、0”的值为真。所以应当执行其下面矩形框中的操作。 (3)执行sum=sum+i，此时sum的值变为1了，然后使i的值加1，i的值变为2了，这是为下一次加2作准备。流程返回菱形框。 (4)再次检查“i100”条件是否满足，由于i的值为2，小于100，因此“i100”的值仍为真，所以应执行其下面矩形框中的操作。 (5)执行sum=sum+i，由于sum的值已变为1,i的值已变为2，因此执行sum=sum+i后sum的值变为3。再使i的值加1，i的值变为3。流程再返回菱形框。 (6)再次检查“i100”条件是否满足，如此反复执行矩形框中的操作，直到i的值变成了100，把i加到sum中，然后i又加1变
4、成101了。当再次返回菱形框检查“i100”条件时，由于I已是101，大于100，“i100” 的值为假，不再执行矩形框中的操作，循环结构结束。,5.2 用while语句和do-while语句实现循环,#include void main() int i，sum=0; /* sum是用来存放累加和的变量 */ /* 初值为0 */ i=1; while (i=100) /* 当I小于或等于100时 */ /* 执行下面花括号中的复合语句 */ sum=sum+i; /* 将i的当前值累加到变量sum中 */ i+; /* 使i的值加1 */ printf(%dn，sum); ,说明： (1)循
5、环体如果包含一个以上的语句，应该用花括号括起来，以复合语句形式出现. (2)在循环体中应有使循环趋向于结束的语句。,运行结果： 5050,编写程序,5.2 用while语句和do-while语句实现循环,5.2 用while语句和do-while语句实现循环 5.2.2 用do-while语句实现循环,do-while语句的特点:先执行循环体，然后判断循环条件是否成立。,执行过程：先执行一次指定的循环体语句，然后判别“表达式”，当表达式的值为非0(“真”) 时，返回重新执行循环体语句，如此反复，直到表达式的值等于0 (“假”)为止，此时循环结束。 while语句和do-while语句的关系：同
6、一个问题既可 以用while循环处理，也可以用do-while循环来处理。 二者是可以互相转换的。,一般形式: do 循环体语句 while(表达式)；,例题 5.2 求1+2+3+100的和 #include void main() int i，sum=0; i=1; do /* 在循环开始时不检查条件，先执行一次循环体 */ sum=sum+i; i+; while(i=100); printf(“%dn，sum)； ,运行结果： 5050,说明：可以看到，结果和例5.1完全相同。,编写程序,5.2 用while语句和do-while语句实现循环,例题 5.3,募集慈善基金10000元，有
7、若干人捐款，每输 入一个人的捐款数后，计算机就输出当时的捐款总 和。当某一次输入捐款数后，总和达到或超过10000 元时，即宣告结束，输出最后的累加值。,解题思路,解此题的思路是设计一个循环结构，在其中输入捐 款数，求出累加值，然后检查此时的累加值是否达 到或超过预定值，如果达到了，就结束循环操作。,5.2 用while语句和do-while语句实现循环,#include void main() float amount,sum=0; /*变量sum用来存放累加和*/ do scanf(“%f“, ,运行结果： 1000 (输入捐款额) 1850 1500 2600 2500 1200 sun
8、= 10650.00,说明：设计循环结构，要考虑两个问题：一是循环体，二是循环结束条件。注意while循环中判断的条件是循环继续的条件，而不是结束条件。,5.2 用while语句和do-while语句实现循环,编写程序,5.3 用for语句实现循环 5.3.1 for语句的一般形式和执行过程,C语言中的for语句使用最为灵活，不仅可以用于循环次数已经确定的情况，而且可以用于循环次数不确定而只给出循环结束条件的情况，它完全可以代替while语句。 一般形式: for(表达式1；表达式2；表达式3) 语句,5.3 用for语句实现循环 5.3.1 for语句的一般形式和执行过程,for语句的执行过
9、程： (1) 先求解表达式1。 (2) 求解表达式2，若其值为真(值为非0)，则执 行for语句中指定的内嵌语句，然后执行下 面第(3)步。若为假(值为0)，则结束循环， 转到第(5)步。 (3) 求解表达式3。 (4) 转回上面第(2)步骤继续执行。 (5) 循环结束，执行for语句下面的一个语句。,for语句最简单的形式： for(循环变量赋初值；循环条件；循环变量增值),例如: for(i=1;i=100;i+) sum=sum+i;,相当于： i=1; while(i=100) sum=sum+i; i+; ,5.3 用for语句实现循环 5.3.1 for语句的一般形式和执行过程,5
10、.3 用for语句实现循环 5.3.2 for循环程序举例,国王的小麦。相传古代印度国王舍罕要褒赏他的 聪明能干的宰相达依尔(国际象棋的发明者)，国王 问他要什么？达依尔回答说：“国王只要在国际象棋 的棋盘第1个格子中放1粒麦子，第2个格子中放2粒 麦子，第3个格子中放4粒麦子，以后按此比例每一 格加一倍，一直放到第64格(国际象棋的棋盘8*8=64 格)，我感恩不尽，其他什么都不要了。”国王想， 这有多少！还不容易！让人扛来一袋小麦，但不到 一会儿全用没了，再来一袋很快又用完了。结果全 印度的粮食全部用完还不够。国王纳闷，怎样也算 不清这笔账。现在我们用计算机来算一下。,例题 5.4,解题思
11、路,麦子的总粒数是： 分别计算出每一格的麦子粒数，把它们加起来，就 得到总粒数。据估算，1 小麦约有1.42 粒，可以 计算出小麦的体积。 可以用for语句实现循环。,5.3 用for语句实现循环,#include void main() double p=1, t=1, v; int i; for(i=1; i64; i+) /* 执行63次循环 */ p = p * 2; /* p是当前一个格子中的麦子粒数 */ t = t + p; /* t是当前麦子总粒数 */ v = t / 1.42e8; /* v是总体积 */ printf(“total=%en“,t); /* 用指数形式输出麦
12、子总粒数 */ printf(“volume=%en“,v);/* 用指数形式输出麦子总体积 */ ,运行结果： total=1.844674e+019 volnme=1.299066e+011,编写程序,5.3 用for语句实现循环,说明： 变量i用来控制循环的次数，开始时i=1，在完成第1次循环后，i的值加1变为2，由于264，所以执行第2次循环，依此类推，当i变到63时，执行最后一次循环，i再变为64，由于i不再小于64了，不再执行循环。接着计算体积，输出结果。,5.3 用for语句实现循环,5.3 用for语句实现循环,人口增长预测。据2005年末统计，我国人口为 130756万人，如
13、果人口的年增长率为1%，请计算到 哪一年中国总人口超过15亿。,例题 5.5,解题思路,计算人口增长和计算存款利息的公式是相同的。假 设原来人口为 ，则一年后的人口： 其中r是年增长率。用此公式依次计算出每年的人 口，每算出一年的人口后就检查一下是否达到或超 过15亿？如果未达到或超过15亿，就再计算下一年 的人口，直到某一年的人口达到或超过15亿为止。,编写程序,5.3 用for语句实现循环,#include void main() double p=1.30756e9,r=0.01; int y; for(y=2006; p1.5e9; y+) /* 赋值号两侧的变量p代表不同含义 */
14、p=p*(1+r); printf(“year=%d,p=%en“,y-1,p); ,运行结果： year=2019,p=1.503007e+009,说明： 注意区分变量p在不同阶段中的不同含义。 y代表年份。循环体中只有一个语句，用来计算从2006年开始的各年的人口数。在for语句中设定的循环条件是p15亿，当某一年的p达到或超过15亿，就停止循环，输出年份和当年的人口数。由于在最后结束循环前y又加了1，因此在输出年份时应输出y-1的值而不是y的值。,5.3 用for语句实现循环,5.3 用for语句实现循环 5.3.2 for循环程序举例,一个变量开始时有一初值，通过一定的运算， 可以推算
15、出一个新的值，再从这个新值又推出下一 个新值，即不断用计算出的新值去取代原有的值， 这种方法称为迭代。上面的计算公式p*(1+r)称为迭 代公式。迭代算法一般是用循环来实现的。迭代是 一种常用的算法，用人工实现很麻烦，而用计算机 实现却十分方便。,5.4 循环的嵌套,一个循环体内又包含另一个完整的循环结构称为循环的嵌套。内嵌的循环中还可以嵌套循环，这就是多层循环。 三种循环(while循环、do-while循环和for循环)可以互相嵌套。,5.4 循环的嵌套,下面几种都是合法的形式： (1) while( ) (2) do (3) for(;) while( ) do for(;) while( ); while( );,5.4 循环的嵌套,(4) while( ) (5) for(;) (6) do do while( ) for(;) while( )
