(11级)实验三 循环结构程序设计

实验三循环结构程序设计
一、实验目的
(1) 掌握while、do~while、for语句的使用。

(2) 掌握循环体内使用break、continue语句的作用。

(3) 掌握循环及嵌套循环结构的程序设计方法。

二、实验准备
1．C语言实现循环的方法
①goto 和if 构成的循环：由于goto是无条件转向，不符合结构化程序设计思想，所以不建议使用。

②while循环：实现“当型”循环，首先判断循环条件，当条件为真，执行循环体，再判断循环条件……此种循环有可能一次也不执行循环体。

③do~while循环：实现“直到型”循环，与while循环的区别是先执行循环体，再判断循环条件，当循环条件为真，再执行循环体……此种循环至少执行一次循环体。

④for循环：与while循环类似，一般用于知道循环变量初值、终值及步长值的循环。

2．break 和continue 语句
①break 语句：可用在循环体或switch语句中，作用是跳出其所在的控制结构。

若是在循环体中，则是跳出其所在的循环，使得循环不止一个出口。

②continue语句：只能用在循环体中，其作用是结束本层本次循环，注意不是退出循环。

3．阅读以下程序，并分析其功能，调试运行程序后再分析其运行结果。

①掌握三种方法求1到100的累加和。

文件名为ex3-1-1.c，内容如下：
# include <stdio.h>
main()
{ int sum=0,i=1;
while(i<=100)
sum+=i++; // 等价于：{ sum=sum+i; i++; }
printf("sum is %d\n",sum);
}
文件名为ex3-1-2.c，内容如下：
# include <stdio.h>
main()
{ int sum=0,i=1;
do
sum+=i++;
while(i<=100);
printf("sum is %d\n",sum);
}
文件名为ex3-1-3.c，内容如下：
# include <stdio.h>
main()
{ int sum=0,i;
for(i=1;i<=100;i++)
sum+=i;
printf("sum is %d\n",sum);
}
②程序二，程序文件名为ex3-2.c。

（掌握递推算法（求 值））
# include <stdio.h>
# include <math.h>
void main()
{ int s=1;
float n=1,t=1,pi=0;
while(fabs(t)>1e-6) //当前项实数t的绝对值大于1*10-6则执行循环体
{ pi=pi+t; //累加当前项
n=n+2; //推算下一项的分母
s=-s; //推算下一项的符号
t=s/n; //计算下一项的值
}
pi=pi*4;
printf("pi= %f\n",pi);
}
③程序三，程序文件名为ex3-3.c。

（掌握迭代算法（处理fibonacci数列前40项））
# include <stdio.h>
void main()
{ long f1=1,f2=1;
int i;
for(i=1;i<=20;i++)
{ printf("%12ld %12ld",f1,f2); //输出当前的两项
if(i%2==0) //循环2次后输出回车换行，即一行输出4个数
printf("\n");
f1=f1+f2; //推算之后的第一项
f2=f1+f2; //推算之后的第二项
}
}
④程序四，程序文件名为ex3-4.c 。

（掌握穷举算法（判素数））
# include <stdio.h>
# include <math.h>
void main()
{ int m,i,k;
printf("Input m: ");
scanf("%d",&m);
k=sqrt(m); //可以改为：k=m-1; 或k=m/2;
for(i=2;i<=k;i++) //穷举2~k之间的数作为除数判断和m能否整除
if(m%i==0) //若其中之一能够整除，则确定m不是素数，不再循环，此时i<=k
break;
if(i>k) //若i>k则说明以上循环中m不能被所有的i整除则确定m是素数
printf("%d 是素数!\n",m);
else
printf("%d 不是素数!\n",m);
}
三、实验内容（按要求设计以下程序，并调试分析运行结果，此部分完成在实验报告上）
(1) 设计程序sy3-1.c，要求打印小学九九乘法表。

(2) 设计程序sy3-2.c，要求编程计算x n，其中x和n均由键盘输入。

(3) 设计程序sy3-3.c，已知祖父年龄70岁，长孙20岁，次孙15岁，幼孙5岁，问要过多少年，三个孙子的年龄之和同祖父的年龄相等，试用单重循环结构编程实现。

(4) 设计程序sy3-4.c，有一数列：2/1，3/2，5/3，8/5，…求出这个数列的前10项之和。

(5) 设计程序sy3-5.c，一球从200米高度自由落下，每次落地后反跳回原高度的四分之一，再落下。

编程求它第10次落地时共经过的路程及第10次落地后反弹的高度。

分析：该题也是进行多次加操作、求最终和的问题。

在这里要定义一个变量（sum）记录小球反复落地总共经历的高度，还要定义一个变量（high）表示小球每次反弹起来的高度。

需要注意的一点是，小球第一次落地时经历的路程为初始高度，即sum初值为200，在第一次落地后，sum中每次累加的是两倍的high值(弹起和再落下)，这个过程只需再重复九次即可。

正确答案：共经过333.33米，第10次反弹了0.000191米
(6) 设计程序sy3-6.c ，要求求出满足“百位减去十位等于个位”的所有三位整数，并按一行5个数输出结果。

(7) 设计程序sy3-7.c ，要求从键盘上输入整数m和k，输出大于且紧靠m的k个素数。

(8) 中国古代数学家张丘建在他的《算经》中提出了著名的“百钱买百鸡问题”：鸡翁一，值钱五，鸡母一，值钱三，鸡雏三，值钱一，百钱买百鸡，问翁、母、雏各几何？请编程解决该问题。

（文件名存为sy3-8.c）
分析：设鸡翁、鸡母、鸡雏的个数分别为x,y,z，题意给定共100钱要买百鸡，若全买公鸡最多买20只，显然x的值在0~20之间；同理，y的取值范围在0~33之间，可得到下面的不定方程：5x+3y+z/3=100
x+y+z=100
所以此问题可归结为求这个不定方程的整数解。

由程序设计实现不定方程的求解与手工计算不同。

在分析确定方程中未知数变化范围的前提下，可通过对未知数可变范围的穷举，验证方程在什么情况下成立，从而得到相应的解。

(9) 编写程序sy3-9.c ，输入一个正整数，计算并显示该整数的各位数字之和，例如，整型数1987的各位数字之和是1+9+8+7，等于25。

(10) 编写程序sy3-10.c，功能是找出1至99之间的全部同构数。

所谓同构数是这样的一组数：它出现在它平方数的右边。

（例如：5是25右边的数，25是625右边的数，5和25都是同构数。

）
(11) 编写程序sy3-11.c，在1-500中找出能同时满足用3除余2，用5除余3，用7余2的所有整数输出并计数。

(12) 编写程序sy3-12.c试用单重循环结构编程实现，求出10个“韩信点兵数”。

该数除以3余2，除以5余3，除以7余4(如53,158,263)。

四、实验要求：
此次实验内容设置得比较多，请各位同学在课堂上至少选做其中5道题，其余的请在下次上课前利用课外时间完成。

五、实验报告填写要求：
1、第一页用《攀枝花学院实验报告》纸，其后用《实验报告附页》纸。

2、第一页填写项目：
实验课程：计算机基础2-C语言实验项目：[本次实验名称] 实验日期：[本次实验日期]
系：班级：姓名：学号：
指导教师：
3、实验报告正文要求：
实验目的：（抄写本次实验目的）
实验仪器设备：PC机一套
实验步骤（内容）：
（要求完成以上第三部分内容，分析结果项目要求抄录原题及程序，并在每道题的下方记录程序运行结果及分析原因；编程题要求抄写题目并写出程序源代码，并记录程序的运行结果）
实验结论：（分析通过本次实验掌握的知识或是还有什么遗留问题）
4、实验报告写好后将完成的实验报告纸订（或粘）在一起，于下一次上课前交给指导老师。