《C语言程序设计与数据结构》课件第05章.ppt

C语言程序设计与数据结构,第五章 循环结构,学习重点： l 掌握 while语句及for语句的执行流程； l 学会white语句及for语句的灵活运用。,C语言程序设计与数据结构,循环结构，是程序设计三种基本结构之一。其特点是，在给定条件成立时，反复执行某程序段，直到条件不成立为止。给定的条件称为循环条件，反复执行的程序段称为循环体。利用循环结构进行程序设计，一方面降低了问题的复杂性，减少了程序设计的难度：另一方面也充分发挥了计算机自动执行、运算速度快的特点。 C语言提供了多种循环语句： （1） while语句； （2） do-while语句 （3） for语句。 上述多种循环语句，可以组成各种不同形式的循环结构。在程序设计时应根据实际需要，合理地选择实现循环的语句 。,C语言程序设计与数据结构,5.1 while语句,while语句用来实现“当型”循环结构。 一般形式为： while (表达式) 语句体 其中，while后面用圆括号括起来的表达式是循环条件，通常是可以判断真假的条件表达式，用来控制循环体是否执行。后面的语句称为循环体，可以是单条语句或多条语句，若有多条语句，则需要用花括号括起来构成复合语句。 while语句的具体执行过程：如图5.1所示。 (1) 先计算表达式的值。当值非0时，执行步骤（2）；当值为0时，执行骤（4）。 (2) 执行循环体中语句。 (3) 转去执行步骤 (1 ) 。 (4) 退出while循环。 由上所述，“当型”循环结构的特点是： 先判断表达式，后执行语句。,C语言程序设计与数据结构,【例5.1】用while语句求 1+2+3+4+99+100的和。 # include main( ) int i,sum=0; i=1; while(i100时，循环条件为假，循环结束。如果没有这一语句，则i的值始终不变，循环将无限地进行下去。 (4) 语句的先后位置可根据需要进行调整，变量的初值也不是一成不变的。例如，上述程序可进行如下改编： i=0; while(i100) i+； sum=sum+i； ,C语言程序设计与数据结构,【例5.2】统计从键盘输入一行字符中大写字母的个数。 #include main( ) int count=0; char c; printf(“input a string:n“); while(c=getchar()!='n') if (c=A 上述程序中的循环条件为getchar()!='n'，其含义是，只要从键盘输入的字符不是回车就继续循环，直到按回车键停止。循环体中嵌套if单分支语句，coun+完成对输入的大写字母的个数计数。,C语言程序设计与数据结构,通过以上两个例子我们可以看出，使用while语句应注意以下几点： while语句中的表达式一般是关系表达式或逻辑表达式，只要表达式的值为真(非0)即可继续循环，执行循环体中的语句。因此说，如果表达式的值一开始就为“假”，则循环体将一次也不执行。 (2) 循环体中若包括有一个以上的多条语句时，则必须用 括起来，组成复合语句。如果不加 ，while语句的范围只到while后面的第一个分号处。 (3) 避免出现死循环现象。循环体中一定要有使循环趋向结束的语句；若循环条件的值永远为真，而循环体中又没有其他中止循环的语句，该循环将无休止地进行下去，形成死循环。,C语言程序设计与数据结构,5.2 do-while语句,do-while语句用来实现“直到型”循环结构。 一般形式为： do 语句体 while(表达式)； /*注意最后有个分号*/ 这个循环与while循环的不同在于：它先执行循环中的语句，然后再判断表达式是否为真，如果为真则继续循环；如果为假，则终止循环执行。因此，do-while循环至少要执行一次循环体中的语句。 do-while语句的具体执行过程如图5.2所示：,C语言程序设计与数据结构,【例5.3】用do-while语句求 1+2+3+4+99+100的和。 # include main( ) int i,sum=0; i=1; do sum=sum+i; i+; while(i=100)； printf(“sum=%dn“,sum); 和while语句一样，用do-while语句编程时，应注意对循环控制变量进行值的修改。当循环体包含一个以上多条语句时，应用括起来组成复合语句。do-while语句是以do开始，以while条件后的分号结束的。 由do-while构成的循环与while循环的重要区别是： while循环的控制出现在循环体之前，只有当while后面表达式的值为真时，才执行循环体；在do-while构成的循环体中，总是先执行一次循环体，然后判断循环条件是否成立。因此说，在do-while构成的循环中无论循环条件是否成立，循环体都将会至少执行一次。,C语言程序设计与数据结构,【例5.4】while 和do-while循环的比较：求1+2+3+n的和,n的值从键盘上输入。 main( ) main( ) int i=1,s=0,n; int i=0,s=0,n; scanf(%d,n); scanf(“%d”, 程序运行如下： 程序运行如下： 10 1 sum=55 sum=55 -1 -1 sum=0 s= -1 从上述例题可以看出：对于同一个问题，可以用while处理，也可以用do-while来处理。这两种结果是可以互相转换的。在一般情况下，用while语句和do-while语句处理同一问题时，若二者的循环体部分一样，它们的结果也是一样。但当while语句的条件（表达式）一开始就不成立（为假）时，两种循环的结果是不同的。,C语言程序设计与数据结构,5.3 for 语句,for语句是C语言所提供的功能更强、使用更广泛、且最为灵活的一种循环语句，它不仅可以用在循环次数已知的情况，也可以用于循环次数不确定而只给出循环结束条件的情况。 5.3.1 for语句的一般形式 一般形式为： for(表达式1；表达式2；表达3) 语句 其中，“for“是C语言的关键字，其后的一对圆括号中通常含有三个表达式，各表达式之间用“；”隔开，这三个表达式可以是任意形式的表达式，通常主要用于for循环的控制。紧跟在for()之后的循环体，可以是一条语句或多条语句；若是多条语句，则应该用大括号括起来组成复合语句。,C语言程序设计与数据结构,5.3.2 for语句的执行过程 for语句的执行过程如下： 1) 先求表达式1的值；。 2)求表达式2的值，若其值为真（非0）， 则执行for循环体中的语句，然后转向3）； 若其值为假（0），则结束循环，转到第5）步； 3) 求表达式3的值； 4) 转回上面第2）步继续执行。 5) 循环结束，执行for语句下面的一个语句。,C语言程序设计与数据结构,说明： 1） 在for语句中，表达式1通常是用来给循环变量赋初值的，一般是一个赋值语句;；表达式2是用来对循环条件进行判断的，通常是逻辑表达式，它决定什么时候退出循环；表达式3通常用来修改循环变量的值。因此说，for语句也可以写成下述最容易理解的形式： for（循环变量赋初值；循环条件；循环变量增值） 语句； 如：for(j=1; j10时，结束循环。 相当于： j=1; while（j=10） s=s+j; j+; 所以说，for语句完全可以替代while语句。,C语言程序设计与数据结构,2）for循环中的“表达式1（循环变量赋初值）”、“表达式2 (循环条件)”和“表达式3 (循环变量增量)”都是可选项，即可以缺省，但“；”不能缺省。表达式1可以省略，此时应在for语句之前给循环变量赋初值。注意：省略表达式1时，后面的分号不能省略。如： j=1; for( ; j=10; j+) s=s+j; 3) 如表达式2省略，则认为表达式2始终为真，不做其它处理时便成为死循环。因此表达式2最好不省略。 例如： for(j=1; ; j+) s=s+j; 相当于： j=1; while(1) s=s+j; j+; 4) 表达式3也可以省略，但此时程序设计者要另外设法保证循环能正常结束。 例如： for(j=1;j=10; ) s=s+j; j+; ,C语言程序设计与数据结构,5) 表达式1和表达式3可以是一个简单表达式，也可以是一个逗号表达式。它可以与循环变量有关，也可以与循环变量无关。 例如： for（i=0,j=0; i+j main( ) int i,sum=0; for(i=1;i=100;i+) sum=sum+i; printf(“sum=%dn“,sum); 将上述例题和例5.1、例题5.3进行比较可以看出，用for语句来处理问题时语句是很简洁的。,C语言程序设计与数据结构,三种循环语句的比较： 1）三种循环都可以对同一个问题进行处理，通常三者可以互换。 2） while和for属于“当型循环”，do-while属于“直到型”循环。 3） while和do-while循环时，循环变量的初始化操作是在while和dowhile语句之前完成的，对循环变量的修改是在循环体中完成的。而for语句通常是在表达式1中实现对循环变量的初始化，在表达式3中实现对循环变量的修改的。,C语言程序设计与数据结构,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，称为多层循环。 三种循环（while循环、do-while循环和for循环）可以互相嵌套，循环的嵌套可以多层，但每一层循环在逻辑上必须是完整的。以下都是合法的嵌套形式： （1）for(; ;) (2 ) do while() for(; ;) while(); (3 ) while() (4 ) for(; ;) for(; ;) for(; ;) 等等。,C语言程序设计与数据结构,【例5.7】使用双层for循环打印下面的图形。 * * * # include main( ) int i,j; for (i=1;i=3;i+) for (j=1;j=i;j+) printf(“*”); printf(“n”); 思考：若打印下面的图形，上面的程序应如何改变？ * * * *,C语言程序设计与数据结构,【例5.8】按下述形式输出九九乘法表 1*1=1 1*2=2 2*2=4 1*3=3 2*3=6 3*3=9 1*4=4 2*4=8 3*4=12 4*4=16 1*5=5 2*5=10 3*5=15 4*5=20 1*6=6 2*6=12 3*6=18 4*6=24 . 1*7=7 2*7=14 3*7=21 4*7=28 1*8=8 2*8=16 3*8=24 4*8=32 1*9=9 2*9=18 3*9=27 4*9=36 相应的程序如下： # include main( ) int i,j; for(i=1;i=9;i+) for(j=1;j=i;j+) printf (%d * %d=%2dt ,j,i,i*j); printf (n); ,C语言程序设计与数据结构,5.5 continue语句,1. break语句 前面分支结构中已讲过，break语句可控制流程跳转出switch结构，继续执行switch语句之后的语句。实际上，在for、while和do-while循环结构中，break语句还可以用来从循环体内跳出循环体，即提前结束循环，继续执行循环后面的语句。通常break语句总是与if语句联在一起，即满足一定条件时便跳出循环。 【例5.9】在循环体中使用break语句演示示例。 main( ) int j,s;s=0; for (j=1;j10) break; printf (“s=%dn”,s); 程序运行如下： s=1 s=3 s=6 s=10 s=15 注意: 1) 只能在循环体内和switch语句中使用break语句，对if-else的条件语句不起作用。 2) 在多层循环中，一个break语句只向外跳出一层。,C语言程序设计与数据结构,2. continue语句 continue语句的作用是结束本次循环，即跳过循环体中剩余的语句而转入下一次循环条件的判定与执行。continue语句只用在for、while、do-while等循环体中，常与if条件语句一起使用。 应注意的是：执行continue语句并没有使整个循环终止，而是只结束本次的循环，并不跳出循环体。 【例5.10】输出100200之间不能被9整除的数。 main( ) int n; for (n=100; n=200; n+) if (n%9= =0) continue; printf(“%dt”,n); 当n能被9整除时，执行continue语句结束本次循环(即跳过printf函数)，只有当n不能被9整除时才执行printf函数。 continue语句和break语句的区别是：continue语句只是结束本次循环，并回到循环入口处判断循环条件是否成立；而break语句则是终止循环，不再判断执行循环的条件是否成立。,C语言程序设计与数据结构,【例5.11】以下程序的输出结果是 。 main( ) int a,b; for(a=1,b=1; a=10) break; if (b%3=1) b+=3; continue; printf(“%dn”,a); A) 101 B) 6 C) 5 D) 4 正确答案为：D,