《《C语言程序设计实用教程》-唐新国-电子教案 第五章 循环结构》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《C语言程序设计实用教程》-唐新国-电子教案 第五章 循环结构（81页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第5章 循环结构,本章学习目标 在程序设计中对a于那些需要重复执行的操作应该采用循环结构完成。利用循环结构处理各类重复操作既简单又方便，循环结构又称重复结构。在C语言中有三种可以构成循环的循环语句，本章将一一进行介绍。通过本章的学习，读者应该掌握以下内容： while语句和用while语句构成的循环结构 do-while语句和用do-while语句构成的循环结构 for 语句和用for语句构成的循环结构 循环结构的嵌套 break和continue语句在循环体中的作用,5.1 while语句和用while语句构成的循环结构,5.1.1 相关知识 循环是一种对同一程序段有规律的重复，被重复执行的
2、部分叫循环体。循环的执行要满足一定的条件（循环条件），循环的终止要达到一定的条件（终止条件）。在程序设计中要注意循环不能永远运行，必须能退出循环。循环结构的特点是：循环体执行与否及其执行次数必须视其类型与条件而定，且必须能在适当的时机退出循环。 C语言提供了while 、do-while、for三种语句实现循环，其中while循环是当型循环，先判断循环条件，再根据条件决定是否执行循环体，执行循环体的最少次数为0。,5.1.2 程序范例 1范例一 程序5-1：求1+2+3+100的值。 这是一个求100个数的累加和问题。加数从1变化到100，可以看到加数是有规律变化的，后一个加数比前一个加数增1
3、，第一个加数为1，最后一个加数为100；因此可以在循环体中使用一个整型变量i，每循环一次使i增1，一直循环到i的值超过100，用这个办法就解决了所需的加数问题；但是要特别注意的是变量i需要有一个正确的初值，这里初值应当设为0。 下一个要解决的是求累加和。设用一个变量sum存放这100个数的和值，可以先求0+1,的和并将其放在sum 中，然后把sum中的数加上2再存放在sum中，依次类推，这和人们的心算过程没有什么区别，sum代表着人们脑中累加的那个和数，不同的是心算过程由人们自己控制。在这里，sum累加的过程要放在循环中，由计算机判断所加的数是否已经超过100，加数则放在变量i中，并在循环过程
4、中每一次增1。 以下就是求累加和的典型算法。,main( ) int i,sum ; i=1; sum=0; /*sum的初值为0*/ while(i=100) /*当i小于或等于100时执行循环体*/ sum=sum+i; i+； /*在循环体中累加一次，i增1*/ printf(“sum=%dn“,sum); ,程序运行后的输出结果： sum =5050 注意： （1）如果在第一次进入循环时，while后圆括号内表达式的值为0，循环一次也不执行。在本程序中，如果i的初值大于100，将使表达式i100时，循环结束。如果没有i+这条语句，则i的值始终不变，循环将无限进行。,（3）在循环体中，语
5、句的先后位置必须符合逻辑，否则将会影响运算结果，例如，若将上例中的while循环体改写成： while (i=100) i+ ; /*先计算i+,后计算sum的值*/ sum=sum+i; 运行后，将输出： sum=5150 运行的过程中，少加了第一项的值1，而多加了最后一项的值101。,2范例二 程序5-2：用/4=1-1/3+1/5-1/7+1/9 -公式求的近似值，直到最后一项的绝对值小于10-4为止。 本题的基本算法也是求累加和，但比例5-1稍为复杂。与例5-1比较，不同的是： （1）用分母来控制循环次数，若用n存放分母的值，则每累加一次n应当增2，每次累加的数不是整数，而是一个实数，
6、因此n应当定义成float类型。 （2）可以看成隔一项的加数是负数，若用t来表示相加的每一项，因此，每加一项之后，t的符号应当改变，这可用交替乘1和-1来实现。,3）从以上求的公式来看，不能决定n的最终值应该是多少；但可以用最后一项t（1/n）的绝对值小于10-4来作为循环的结束条件。 程序如下： #include “math.h“ /*调用fabs函数时要求包含 math.h文件*/ main( ) int s;,float n, t, pi; t=1.0; /*t中存放每项的值，初值为1 */ pi=0; /* pi中存放所求的的值，初值为0*/ n=1.0; /*n中存放每项分母*/ s
7、=1.0; /*s中存放每项分子，其值按公式在1和-1之间变化*/ while ( fabs(t)=1e-4) pi=pi+t;,n+=2.0; s= -s; /*改变符号*/ t=s/n; pi=pi*4; printf(“pi=%fn“,pi); 程序执行后输出以下结果： pi=3.141397,5.1.3 知识归纳 1while循环的一般形式 由while语句构成的循环也称“当”循环，while循环的一般形式如下： while (表达式) 循环体 例如： while (i0)printf(“*“) ; i+ 说明： （1）while是C语言的关键字。 （2）while后一对圆括号中的表达
8、式，可以是C语,言中任意合法的表达式，由它来控制循环体是否执行。 3）在语法上，要求循环体可以是一条简单可执行语句；若循环体内需要多个语句，应该用大括号括起来，组成复合语句。 2while循环的执行过程 （1）计算while后一对圆括号中表达式的值。当值为非零时，执行步骤（2）；当值为零时，执行步骤（4）。 （2）执行循环体中语句。 （3）转去执行步骤（1）。 （4）退出while循环。,由以上叙述可知，while后一对圆括号中表达式的值决定了循环体是否执行，因此，进入while循环后，一定要有能使此表达式的值变为0的操作，否则，循环将会无限制地进行下去。 请注意，不要把由if语句构成的选择结
9、构与由while语句构成的循环结构混同起来。若if后条件表达式的值为非零时，其后的if子句只执行一次；而while语句后条件表达式的值为非零时，其后的循环体中的语句将重复执行，而且在设计循环时，通常应在循环体内改变条件表达式中有关变量的值，使条件表达式的值最终变成0，以便能及时退出循环。,5.1.4 实例验证 程序5-3：求输入的某个数是否为素数。若是，输出YES，若不是，输出NO。 素数是指那些大于1，且除了1和它本身以外不能被其他任何数整除的数。如2、3、5、7、11、都是素数；4、6、8、9、则不是素数。 为了判断某数x是否为素数，最简单的方法是用2、3、4、x-1，这些数逐个去除x，看
10、能否除尽，只要能被其中某一个数除尽，x就不是素数；否则，若不能被任何一个数除尽，x就是素数。,实际上只要试除到，就已经可以说明x是否为素数了。这是因为如果小于等于的数都不能除尽x，则大于的数也不可能除尽x。试除到，可以减少循环次数，提高程序的运行效率。 程序代码如下： #include “math.h“ main( ) int i, x, yes, a; printf(“Enter integer number : “); scanf (“%d“,yes=1; i=2; a=(int)sqrt ( (double) x); while( yes ,当x=2时，因i的初值2大于a，while循环
11、根本不执行，yes仍保持为1，输出的素数2；当x2时，进入循环，若x为素数，yes的值不变，仍为1，若x能被2的某个数整除，则x不是素数，使yes的值变为0，并且立即退出循环。退出循环后，if的语句判断yes的值为1时，输出YES，否则输出NO。,3）利用迭代公式再求出一个新的x1值，也就是用新的x0又求出了一个新的平方根值x1，此值将更趋近真正的平方根值。 （4）比较前后两次所求的平方根值x0和x1，若它们之间的误差小于或等于指定的10-5，则认为x1就是a的平方根值，去执行步骤（5）；若它们之间的误差大于10-5，则再转去执行步骤（2），即继续循环进行迭代。 （5）输出a的平方根值,程序如
12、下： #include “math.h“ main( ) float a, x0,x1 ; printf(“Input a : “); scanf(“%f“,x1=(x0+a/x0)/2; do x0=x1; x1=(x0+a/x0)/2; while(fabs(x0-x1)1e-5); printf(“sqrt(%f)=%fn“,a,x1); 执行以上程序，给a输入2时，将输出以下结果： sqrt(2.000000)= 1.414214,5.2.3 知识归纳 1do-while语句构成的循环结构 do-while循环结构的形式如下： do 循环体 while（表达式）； 例如： do i+;
13、 s+=i; while (i10);,说明： （1）do是C语言的关键字，必须和while联合使用。 （2）do-while循环由do开始，至while结束；必须注意的是：while(表达式)后的“；”不可丢，它表示do-while语句的结束。 （3）while后一对圆括号中的表达式可以是C语言中任意合法的表达式，由它控制循环是否执行。 （4）按语法，在do和while之间的循环体只能是一条可执行语句；若循环体内需要多个语句，应该用大括号括起来，组成复合语句。,2do-while循环的执行过程 （1）执行do后面循环体中的语句。 （2）计算while后一对圆括号中表达式的值。当值为非零时，转
14、去执行步骤（1）；当值为零时，执行步骤（3）。 （3）退出do-while循环。 由do-while构成的循环与while循环十分相似，它们之间的重要区别是：while循环控制出现在循环体之前，只有当while后面表达式的值为非零时，才可能执行循环体；在do-while构成的循环中，总是先执行一次循环体，然后再求表达式的值，因此，无论表达式的值是零还是非零，循环体至少执行一次。,和while循环一样，在do-while循环体中，一定要有能使while后表达式的值变为0的操作，否则，循环将会无限制地进行下去。,5.2.4 实例验证 程序5-5：从输入的若干个大于零的正整数中选出最大值。用-1结束
15、输入。 在程序的第一个 do-while循环中，要求输入一个大于零的数或输入一个-1放入x中，不满足此条件时，循环继续不断要求输入一个数，直到满足条件为止。退出do-while循环后，若x中的数为-1，不进入下面的while循环，程序运行结束。若x中的数不是-1，进入下面的while循环。程序中用变量max存放最大值。在while循环中每给变量x读入一个值，就去,断它是否大于0并且大于max，若是，则用新的x值替换max原来的值，否则什么也不做；如此循环，直到读入结束标志（-1）为止。最后输出所求得的最大数。 程序代码如下： main( ) int x , max , i ; printf(“Enter x (-1 to end): “); do scanf(“%d“,while(x0 当输入以下数据时： 4 6 8 12 -9 56 1 2 -1 输出结果如下： max=56,5.3 for语句和用for语句构成的循环结构,5.3.1 相关知识 for语句结构简洁，使用方便，由for语句构成的循环按指定的次数执行循环体，它在循环体中使用一个循环变量，每重复一次后，循环变量的值会自动增加或减少。 5.3.2 程序范例 1范例一 程序5-6：请编写一个程序，计算半径为0.5、1.5、2.5、3.5、4.5、5.5mm时的圆面积。 本例要求计算6个不同半径的圆面
