探讨算法中的循环结构

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(二)直到型(until型)。在执行了一次循环体之后,对控制循环条件进行判断,当条件不满足时执行循环体,满足时则停止。直到型循环又称为“后测试型”循环。
对同一个问题,一般来说既可以用当型,又可以用直到型。当然其流程图(即程序框图)会有所不同。
例源自文库设计一个计算1+2+3+…+100的值的程序框图。其程序框图有图3,图4两种
累加变量(或称累积变量)用于输出结果。
(一)累加变量(或称累积变量)和计数变量一般是同步执行的,累加(或累积)一次,计数一次。
对于例1中“I”是计数变量,“Sum”是累加变量。如下的题中可类似地设计其计数变量与累加变量。
1.设计一个算法求12+22+…+992+1002的值,并画出程序框图。
2.某高中男子体育小组的50米跑成绩(单位:s)为:6.4,6.5,7.0,6.8,7.1,7.3,6.9,7.4,7.5设计一个算法,从这些成绩中搜索出小于6.8s的成绩,并画出程序框图。
11.画出求12-22+32-42+…+992-1002的值的算法的程序框图。(如图6)
注意,在第9题流程图是当型循环,K是计数变量,C是累加变量,循环体中有A,B的重新赋值的语句;在第11题流程图是直到型循环,i是计数变量,s是累加变量,循环体中有条件结构。
(二)有时计数变量并没有准确记录循环次数,如:
第一步,判断n是否等于2。若n=2,则n是质数;若n>2,执行第二步。
第二步,依次从2~(n-1)检验是不是n的因数,即整除n的数。若有这样的数,则n不是质数;若没有这样的数,则n是质数。
根据算法直接画出的程序框图(如图9)(但当中红色粗线部分问题还没解决)
这时要增加一个变量flag,它是判断是否为质数的一个变量,这变量的取值只有两个,“1”和“0”,若flag=1,则是质数;否则不是质数。flag并没有实质的含义,那就象一个人的姓名能代表他本人,其外号也可代表他,学号也能代表他,一般来说用学号更方便管理。这里的“flag=1”只是质数的一个代号,代号当然可以选别的,如“flag=0是质数的代号也可以”,又或者不用flag变量,而用b变量,“b=3是质数的代号,而当b≠3时则不是质数”等等都行。其正确框图如图10(是直到型循环):
作为上例有计数变量d,d与flag的取值都是用于判断循环是否终止,在这里两变量缺一不可。我们在这里就把类似于“flag”这样的变量叫做标志变量。标志变量一般用来控制循环体何时结束的,其例子有
例5用二分法设计一个求方程x2-2=0的正近似根的算法(精确到0.005)。
第一步:令f(x)= x2-2,因为f(1)<0,f(2)>0,则根在区间(1,2),所以设x1=1,x2=2,即根在区间(x1,x2)。
第二步:令m= ,判断f(m)是否为0。若是,则m为所求根;若否,则继续执行以下步骤。
第三步:若f(x1)•f(m)>0,知f(m)•f(x2)<0,根在区间(m, x2),则令x1=m;否则根在区间(x1,m)则令x2=m。
第四步:判断|x1—x2|<0.005是否成立?若是,则x1,x2之间的任意取值均满足条件的近似根;若否,则返回第二步。
例3程序框图(图8)是直到型循环,当中的i是判断循环是否终止,t是控制循环次数,可以说t是计数变量,当i>46(即t=9,i=56)时,退出循环体,此时循环次数刚好是9次。
(四)有时要退出循环,有计数变量还是无法真正退出循环结构的,如
例4任意给定一个大于1的整数n,试设计一个程序或步骤对n是否为质数做出判定。算法如下:
探讨算法中的循环结构
数学科卢丽英200508
问题一:什么叫循环结构?何时用循环结构?
在一些算法中,经常会出现从某处开始,按照一定条件,反复执行某一处步骤的情况,这就是循环结构。反复执行的处理步骤称为循环体。
问题二:循环结构有哪些类型?
根据对条件的不同处理,循环结构分为如下两种,
(一)当型(while型)。当型循环在每次执行循环体前对控制循环条件进行判断,当条件满足时执行循环体,不满足时则停止。当型循环有时也称为“前测试型”循环。
3.编写流程图,计算函数f(x)=x2-3x+5当x=1,2,3,…,20时的函数值。
4.编写流程图,输入正整数n,计算它的阶乘n!(n!=nx(n-1)x…x3x2x1)
5.编写流程图,计算下面n个数的和:2, …, .
6.对任意正整数n,设计一个算法求S=1+ …+ 的值,并画出程序框图。
7.组合数 计算,设计一个程序框图,用上述公式计算组合数。
8.写出求 (共7个3)的值的一个算法,并画出流程图。
9.已知数列{an},满足a1=a2=1,an=an-2+an-1(n≥3,n∈N),画出计算an的程序框图。(如图5)
10. 用N1表示第1个学生的学号,Ni代表第i个学生的学号,Gi代表第i个学生的成绩,利用当型循环画出打印60名学生总分在90分(或90分)以上的学生的学号和分数的流程图。
循环结构不能是永无终止的“死循环”,一定要在某个条件下终止循环,这就需要条件结构来作出判断,因此,循环结构中一定包含条件结构。
从以上例子还可看出当型循环的判断条件“I<=100?”与直到型循环的判断条件“I>100?”刚好是相反的。
问题三:如何把握和设计循环结构的退出条件?
这里就先介绍计数变量,计数变量是用于记录循环次数,同时它的取值还用于判断循环是否终止。
例2设计求1+3+5+7+…+31的流程图。
例2流程图(如图7)用的是直到型循环,当中的p是累加变量,当中的i是计数变量,i>31(即i=33)时要退出循环体,但循环次数却只有15次;
(三)有时计数变量有两个,一个用来准确记录循环次数,另一个用来判断循环是否结束,如:
例3 设计求1+2+4+7+…+46的程序框图。
其框图如图11(是直到型),这里用来判断循环是否终止的标志变量a。
问题四:循环结构与其他结构有何联系?
任何一个流程图都有顺序结构,其次有
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