实验四_循环结构程序设计

如何来确定循环条件表达式呢？
当题中没有明确给定时，以字符输入函数getchar()接收回车符（'\n'）作为循环结束条件。
#include "stdio.h"
void main()
{ char c;
while((c=getchar())!='\n' )
{ if(c>='a'&&c<='z')
c=c-32;
假设变量t表示项，t的初始值为1，则第n项的表达式为：t=t*n。
递推算法，采用循环语句。
#include <stdio.h>
void main()
{
long i,n,sum=0,t=1;
for(i=1;i<=10;i++)
{
t=t*i;
sum=sum+t;
}
printf("1!+2!+...+l0!=%ld",n,sum);
do
循环体语句
while(条件表达式)；
do-while循环语句的执行过程：
S1：执行循环体语句；
S2：计算条件表达式的值，并判断其值是真值（非0值）,还是假值（0值），若为真值，返回执行步骤S1，否则执行步骤S3；
S3：退出循环，执行do-while语句的后继语句。
循环结构在程序设计时，需清楚四个部分，循环控制变量的初值、循环条件的判断、循环体语句（需要重复操作的语句）和改变循环控制变量的变化值。
判断一个数是否是素数，可分两步实现：
第1步，逐一验证除1和它本身之外数能否整除该数。若该数为m，则验证从2开始至m-1为止的所有数能否整除该数。
第2步，得出结论。由第1步可知若其中有一个数能整除该数，则该数不是素数，否则是素数。
将问题的所有可能的情况逐一验证，直到找到解或将全部可能的情况都测试为止的算法，称为穷举法。穷举法是程序设计中常用的算法之一。穷举算法特点是算法简单，但运行时所花费的时间量大。
{
scanf("%d",&a);
if (max<a) max=a;
i++; /*i为循环控制变量，统计输入数的个数*/
}
printf("The max value is:%d\n",max);
}
编写源程序三，程序文件名ex4_12.c：
#include<stdio.h>
void main()
{
int a,max,i;
scanf("%d",&m);
for(i=2;i<=m-1;i++)
if(m%i==0) break;
if(i<m) printf("NO\n");
else printf("YES\n");
}
第一次运行程序：
输入测试数据：23
程序运行结果：YES
第二次运行程序：
输入测试数据：145
程序运行结果：NO
在实际生活中常说重复执行某项工作多次，或重复执行某项工作，达到某种要求为止。如果需要重复执行某些操作，在程序设计就要用到循环结构。
C语言中提供了三种循环语句：for语句、while语句和do-while语句。
1.for语句是常用的一种循环语句，它的一般格式：
for（表达式1；表达式2；表达式3）
循环体语句
编写源程序二，程序文件名ex4_11.c。
#include<stdio.h>
void main()
{
int a,max,i;
scanf("%d",&a);
max=a; /*将输入的第一个数作为最大数*/
i=2; /*前面已经输入过一个数，因此i的初值从2开始*/
while (i<=10) /*循环9次*/
printf("%f ",sum);
}
输入测试数据：20
程序运行结果：s=0.583333
小结：
1.求满足能被5或9整除的所有自然数的条件表达式：i%5==0||i%9==0
2.求分数之和时，一定要考虑整型除整型的情况。源程序中变量i为整型，所以倒数1/i，在具体编程时可处理为1.0/i或1/(float)i的形式。
elseprintf("NO\n");
【4.3】编程实现：计算并输出n（包括n）以内能被5或9整除的所有自然数的倒数之和。程序文件名ex4_3.c。
分析：本程序的关键问题求和，则采用累加算法，该算法采用循环结构。
算法思想，引入一个和变量sum，一个加数变量b，求和表达式为，sum=sum+b;累加算法就是重复执行求和表达式sum=sum+b的过程。细化问题，该求和表达式要执行多少次，或满足何条件就不再执行；每次执行时b如何变化。
}
printf("The max value is:%d\n",max);
}
输入测试数据：21 765 78 9 456 89 76 32 90 76
程序运行结果：The max value is:765
循环结构的三种循环语句可以相互转换，也就是说选择任意一种循环语句能实现的循环结构，同样可以用其余两种循环语句实现。即用for语句可以实现的循环，用while或do-while同样可以实现。当给定了循环次数，首选for循环语句，若循环次数不明确，需要通过某条件控制循环时，首选while或do-while循环语句。while语句与do-while语句的区别是，while是先判断，后执行，而do-while是先执行，后判断。
【4.4】编程实现，计算 的值。程序文件名：ex4_4.c。
分析：原题为求1+2!+…+10!。程序设计的核心是累加。观察第n-1项与第n项，可知第n-1项与第n项的关系为：n!=(n-1)!*n。由此该程序设计，可采用递推算法。
递推算法是计算机数值计算中的一个重要算法，算法思想是给定一个已知条件，根据前后项的关系，由前项推后项。
穷举法在程序设计中，主要采用循环语句和选择语句，循环语句用于控制穷举所有可能的情况，也可以说是对所有可能进行验证的范围，而选择语句判断当前设定的条件是否满足的状态解。
采用穷举法编程实现判断整数m是否是素数。程序设计的循环语句控制验证范围，1到m-1。选择语句的条件就是判断该数能否被1到m-1的数整除，若验证有一个数能整除该数，就立刻中断循环退出验证过程。
由此循环语句退出，一种可能是所有的可能都验证完退出，即从2到m-1的所有数都验证完，没有一个数能整除数m，其结论是数m是素数；另一种可能是其中一个数能整除该数，则循环语句中断退出，其结论是数m不是素数。
#include <stdio.h>
void main( )
{
int m,i;
printf("Please enter a integer\n");
【4.1】编程实现，从键盘输入10个整数，求出它们的最大数。程序文件名ex4_1.c。
分析：在上次实验，编程实现了求两个整数的最大数，现将问题扩展到20个数，算法思想是一样的。
求任意n个整数的最大（小）数的常用算法：
定义两个变量，一个变量max（min）存放最大（小）数，另一个变量a存放输入的一个整数。
S1：首先对max赋初值。通常将输入的第一个数赋给最大（小）数，即max=a(min=a)；
S2：输入下一个数，并赋给a；
S3：max与a进行比较，若a大于max的值，将a的值赋给max；
S4：返回S2。
依次循环（重复执行），直到20个数都一一进行了比较，max变量中最后存储的数就是最大值。
而重复进行的“工作”，就是循环结构的循环体。
scanf("%d",&a);
max=a;
i=2;
do
{
scanf("%d",&a);
if (max<a) max=a;
i++;
}
while (i<=10);
printf("The max value is:%d\n",max);
}
小结：
1.无论选择哪种循环语句，循环体若由两条以上的语句，必须用花括号括起来，组成一条复合语句。C程序约定，循环体默认只有一条语句。
解决的两个关键问题：
1.max的初值如何给定？常采用的方法是，把输入的第一个数赋给max变量。
2.采用循环结构时，如何控制循环次数？因要从10个数中求最大值，但第一数已赋给max，因此max与剩下的9个数进行比较，所以循环9次。
本题已确定了循环次数，通常采用for循环语句。
编写源程序一，程序文件名ex4_1.c。
while (条件表达式)
循环体语句
while循环语句的执行过程：
S1：计算条件表达式的值，并判断其值是真值（非0值）,还是假值（0值），若为真值，执行步骤S2，否则执行步骤S4。
S2：执行循环体；
S3：返回S1；
S4：退出循环，执行while语句的后继语句。
3.do-while循环语句，它的一般格式：
实验四程序设计-循环结构程序设计
4.1
1.理解循环条件、循环体以及循环的执行过程
2.掌握及正确使用for、while和do-while语句实现循环程序设计
3.掌握break,continue语句正确使用
4.掌握双循环结构的程序设计
5.掌握相关算法（累加、素数、最值、穷举法等）
4.2
结构化程序设计的三大结构：顺序结构、选择结构和循环结构。
2.无论何种循环语句，其执行特点是：循环条件为真，继续执行循环体，循环条件为假，退出循环。
【4.2】编程实现，判断一个正整数是否是素数，若是输出“YES”，否则输出“No”。程序文件名ex4_2.c。
分析：所谓素数（质数）就是除1和它本身之外没有其他因子的数。换句话说只能被1和它本身整除的数就是素数（质数）。
else
if(c>='A'&&c<='Z')
c=c+32;
putchar (c);
}
}
输入测试数据：ABCd#$GTabc23
程序运行结果：abcD#$பைடு நூலகம்tABC23
小结：
1.循环条件表达式(c=getchar())!='\n'，依据运算符的优先级，圆括号最优先，先运算c=getchar()，从键盘上接收一个字符，赋予变量c，然后再判断变量c的值是否不等于'\n'，若是条件为真，执行循环体，否则退出循环。
for循环语句的执行过程：
S1：计算表达式1的值；
S2：计算表达式2的值，并判断其值是真值（非0值）,还是假值（0值）。若为真值，执行步骤S3,反之执行步骤S5；
S3：执行循环体语句；
S4：计算表达式3的值；返回步骤S2；
S5：结束循环（退出循环）；继续执行for语句之后的后继语句。
2.while循环语句，它的一般格式：
#include<stdio.h>
void main()
{
int a,max,i;
scanf("%d",&a);
max=a; /*将输入的第一个数作为最大数*/
for(i=1;i<10;i++) /*循环9次*/
{
scanf("%d",&a);/*输入待比较的数*/
if (max<a) max=a;/*输入的数与max的值进行比较*/
分析：本题的关键问题之一，如何判断一个字符是小写字母还是大写字母，或者是数值字符等。
关键问题之二，如何实现大小写字母的转换。
关键问题之三，如何用getchar()实现从键盘输入任意一串字符。
前两个问题在实验三中已谈过，本次实验解决问题三。字符输入函数getchar()每次只能输入一个字符，换句话，每次只能从键盘接收一个字符，若要接收一串字符，需采用循环语句。
具体问题具体分析。由题意，求自然数的倒数之和，倒数可考虑为1/i。循环次数为n。
#include <stdio.h>
voidmain( )
{
int i,n;
float sum=0.0;
scanf("%d",&n);
for(i=1;i<=n;i++)
if(i%5==0||i%9==0)
sum+=1.0/i;
小结：
1.验证m是否是素数的范围：2到m-1或2到m/2或2到 。
2.在验证过程中，当有一个数能整除数m，则其后的数就不必验证，可由break语句中断该循环。
3.break语句只能用在switch语句和循环语句，在循环语句中使用break语句时，通常和if语句连用，其含义是满足某个条件时，退出循环。
4.当循环退出时，循环控制变量i的值，决定了数m到底是不是素数。当i<m时，说明执行循环体时由break语句中断而退出循环，即m能被i整除，m不是素数，反之，当i>=m时，m是素数。
5.选择结构if-else可以有多种变数，程序并非唯一的。
如，if-else也可修改为：
if(i>=m)printf("YES\n");
}
程序运行结果：1!+2!+...+10!=4037913
小结：
1. 由于求阶乘的整数值比较大，所以数据类型常用长整型。
2. 采用递推算法时，一定有注意初始值的给定。
【4.5】编程实现，从键盘输入任意一串字符，以回车键结束。该字符串中的字符若是小写字母转换为大写字母，若是大写字母转换为小写字母，其它字符原样输出。程序文件名ex4_5.c。