第5章循环结构程序设计

第5章循环结构程序设计

通过本章实验作业应达目标

1．熟悉while、for、do_while、break、continue语句的作用与使用规范，能使用while语句、for 语句、do_while语句实现循环结构；

2．掌握循环结构和选择结构之间嵌套、多重循环间嵌套的设计方法。

3．进行算法设计训练，能综合所学控制结构语句解决一般问题。

本章必须上交作业

程序5_1.c、5_2.c、5_3.c、5_5.c、5_6.c、5_7.c、5_8.c、5_11.c上传至http://121.251.227.27:8080/c

1．循环设计

循环是在循环条件为真时重复执行一组循环体语句的控制结构，是计算机解题的一个基本结构。循环控制有两种基本方法：计数法和标志法。

（1）计数器控制的循环

事先准确地知道循环次数，因此设计一个循环控制变量，由变量值来控制循环次数。每循环一次，循环变量的值会递增（增值通常为1或-1），当其值达到终值时结束循环。

（2）标志控制的循环

事先不知道准确的循环次数，由某一目标值标记循环的结束。如，例3-23中以变量sum的值达到标记值1000作为循环的结束，例3-24中就是以键盘输入一个负数为标记结束循环。

2．基本算法

程序设计的首要工作是算法设计，离开了算法也就没有了程序。算法，是指完成某一项工作而采取的方法和步骤，具体到程序设计，是对解题过程的准确而完整的描述，并用一种程序设计语言的来实现。

循环主要用来解决程序设计中两类基本的算法：穷举和迭代。

1. 穷举算法

穷举的基本思想是对问题的所有可能状态一一测试，直到找到解或将全部可能状态都测试过为止。穷举是一种重复型算法，其核心是设计循环，在循环体中依次测试。

例1 输入两个正整数x和y，求其最大公约数。

#include

void main()

{

int x,y,i,flag;

flag=1; /*flag是标志变量，当其值为0时表示已找到公约数*/

printf("Please input two numbers:");

scanf("%d%d",&x,&y);

for(i=x

if(x%i==0&&y%i==0) flag=0; /*条件满足，就改变标志变量的值*/

else i--;

printf("greatest common divisor=%d\n",i);

}

两个数中的小者到1之间任何一个数都有可能是公约数，因此用变量i 从大到小一一穷举，直到找到为止。若两数互质，当i==1时也能使条件满足。

2. 迭代算法

按照特定规律和方法，重复地由旧值递推出新值，并由新值代替旧值，直至问题解决为止，这种解决问题的方法为迭代。迭代的关键因素是：迭代初值、迭代公式和迭代次数（精度要求）。

例2 使用辗转相除法求两数的最大公约数。

辗转相除法：如果x 除以y 的余数为0，则除数y 就是最大公约数，或余数不为0，则被除数x 被除数y 取代，除数y 被余数取代，再用新的x 除以新的y ，判断余数是否为0，如果不为0，则重复此迭代过程，直至余数为0，此时的除数y 即为最大公约数。

#include

void main()

{

int x,y,temp;

printf("Please input two numbers:");

scanf("%d%d",&x,&y);

temp=x%y;

while(temp!=0)

{

x=y; /*迭代*/

y=temp; /*迭代*/

temp=x%y;

}

printf("greatest common divisor=%d\n",y);

}

运行时输入：66 121

输出：greatest common divisor=11 各值的变化如下：

x y temp=x%y

66 121 66

121 66 11

66 11 0

实验一 简单的循环设计

【实验目的】

学习设计一个循环，能进行循环变量的初始化，循环条件的设计与循环变量值的修正。

【实验内容】

编写程序，输入一个整数x ，按下式输出对应的y 值。程序以5_1.c 命名并上交。

⎩⎨⎧++++++++=为偶数为奇数x x x x

y 642531

【指导】

简单循环结构，通常方法是设计一个循环变量i ，让其在初值与终值之间变化控制控制循环实现，循环条件通常是：i ≤终值。如：

for(i=初值;i ≤终值;i=i+步长)

循环体语句;

实验二整数按位折分求和

【实验目的】

学习设计与控制循环，并熟练%（求余）运算。

【实验内容】

输入一个不大于2×109（用long型数据）的正整数x，求这个数每位数字之和。例如，若输入33456781，输出37。程序以5_2.c命名并上交。

【提示】

设计循环，每次求出x的个位数（使用求余运算）并累加到和值变量中，再迭代操作，改变x的值，使原来的十位变个位。

【讨论与思考】

long型数据的最大值是2147483647，受变量类型限制，本程序只能接收不大于2×109的正整数。如果进行扩充，要求能接收并计算一个30位整数的各位之和，那么数据类型应如何设置，程序应该如何编写？

实验三最值求解

【实验目的】

学习在多个数据中求取最大最小值，并设计用控制的循环。

【实验内容】

键盘输入一组学生成绩，输入以-1作为输入的结束。统计这批数据的最大值，最小值，平均值。程序以5_3.c命名并上交。

【提示】

这里的循环并不由循环变量的值来进行控制了，需要根据输入的数据来控制循环，并需要设计变量来统计循环执行的次数。

实验四打印数字塔图形

【实验目的】

学习使用循环语句构成的多重循环嵌套。

【实验内容】

编写程序，使用循环输出如下图所示的数字塔图形。程序以5_4.c命名。

【提示】

此图形上下对称，可将程序分为上下两部分实现。上半部输出9行，下半部输出8行。每一行包含三部分内容：开始的空格、中间的数字及最后的换行符。需要考虑的是字符个数与行号的关系。