do-while循环与while循环

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Байду номын сангаас
选择结构的关键在于正确描述条件，考虑不同条件下 应做的动作。
关系运算符，逻辑运算符
掌握if语句三种基本结构的语法，场景，注意事项
嵌套if结构是在主if块中还包含另一个if 语句
C语言规定，嵌套if结构中每个else部分总是属于前面 最近的那个缺少对应的else部分的if语句
例如，很多计算机初学者都曾使用过的打字小程序，用户 每次完成一个单词的输入，系统就会检查，并根据拼写正 确与否进行计数，这一过程会一直重复，直到用户完成了 所有当前给定的单词输入为止。
这种在一定条件下重复执行一些动作的程序，就可通过本 章介绍的循环结构实现。
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通过对下面三个问题自问自答的方式，可以帮助编程者确定解决问题 的方法中是否需要引入循环。
解决问题过程中，是否有一些步骤是重复的？如果有，是哪些？
如果第一个答案是肯定的，那么进一步询问自己是否能够明确这 些步骤被重复了多少次？
如果第二个答案是否定的，那么这些步骤是无限重复，还是在一 定的条件下停止？如果会停止，那么停止条件是什么？
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常见循环结构介绍（一）
依上所述，根据重复操作的次 数是否已知可以将循环大体划 分两大类：重复次数固定的循 环和重复次数不固定的循环。
对于重复次数固定的循环，可 通过设置一个计数器来记录重 复执行的次数，并在重复次数 达到设定值后结束循环，适合 采用for循环语句进行编写。示 例如下：
循环体：当循环条件成立时重复执行的操作。
当发现解决问题的算法中存在大量的重复类似语句，需要 引入循环结构时，只要准确把握上述的要素，就能够正确 的写出相关语句了。下面，结合前面提到的铁路售票和猜 数两个问题对构成循环的要素进行分析。
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循环构成要素分析示例
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构成循环结构的要素
我们通常将循环条件、循环变量和循环体称为构成循环的 三个要素。
循环条件：也称循环控制条件，指循环得以继续或终 止的条件，通常用逻辑表达式或关系表达式表示。
循环变量：也称循环控制变量，通常出现在循环条件 表达式中，该变量的值影响循环条件表达式的取值， 进而影响循环的执行情况。执行循环条件判断前必须 对循环变量进行初始化，循环执行过程中根据需要修 改循环变量的值。
循环条件通常表现为一个表达式（关系表达式或逻辑表达 式），根据表达式的取值来控制循环的执行。每执行一次 循环，条件表达式的取值都可能发生变化，从而影响循环 的执行。影响循环条件表达式取值的变量，通常称为循环 变量。循环开始前，循环变量根据其代表的含义要有一定 的初始值，并产生循环条件的初始状态。
其中，控制重复操作的条件判断可能出现在整 个重复操作的开头，也可能出现在中部或结尾
售票开始
当控制条件的判断出现在整个重复操作的开头 时，意味着我们每次都是先判断控制条件是否 成立，如果成立，就去执行一次后面的重复部 分，如果不成立，则退出循环。有些教材上也 将这种先进行控制条件的判断的循环结构称之 为当型循环，可翻译为“当控制条件成立时重 复执行”，适合采用while循环语句来实现。
例1、应用中我们经常会使用一行“-”或“*”，作为项目间的分割线 或者对输出进行布局，程序是如何编写这样的输出呢？
方案（一）：通过一条printf语句一次性输出指定数量的字符 方案（二）：连续写n条printf语句，每个printf语句输出一个字符。 例子2、数学中常见的累加问题，计算从终端键盘输入的所有整数的 立方和，输入整数的数量不确定，以-1作为输入结束标识。 分析：计算一个数的立方可以使用数学函数库中的pow函数实现。解 决此题，需要针对每个输入数据进行判断，如果输入数据不是-1，则 调用pow函数来分别计算当前数据的立方，并将其累加到和数上。部 分程序代码可编写如下：
提示终端猜数 猜数次数加1
猜中？
是
否 提示大了还是小了
游戏结束
图5-5 猜数游戏流程图（二）
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循环结构的构成要素
从发现重复类似的操作到采用循环结构实现，需要考虑和 解决很多具体问题。首先是确定哪些是要重复处理的动作， 这是实现循环的基础；再有就是循环的控制条件，需要确 定循环操作在何种条件下开始，以及在何种条件下停止。 控制循环执行的条件通常称为循环控制条件，简称循环条 件。当条件成立时重复执行的操作称为循环体。
否
猜中？
是 游戏结束 图5-4 猜数游戏流程图（一）
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常见循环结构介绍（五）
也有些特殊情况，依据问题的流程， 控制条件的判断出现在整个重复操 作的中间。例如，我们对前面猜数 游戏稍加调整，要求在未猜中的情 况下对用户进行提示，告知用户当 前猜测的数据与目标数相比较是大 了还是小了，以便于用户后续猜数 操作。上述程序流程可修改如下：
循环变量：ticket_count。循环条件表达式“ticket_count > 0”中只有 一个变量ticket_count ，其取值直接影响条件表达式的取值。 ticket_count 代表的是当前剩余的票数，初始状态时，ticket_count = 火车的总共可售座位数 = N。
循环体：包括两个操作，售票给旅客和剩余票的数量减去1。每售出 一张车票后，需要同步修改剩余票数的值，即对存储剩余票数的变量 ticket_count进行减1操作（修改循环变量），这样能够保证在售出N 张票后，ticket_count 的值变为0，循环会因表达式“ticket_count > 0”不成立，而退出，从而结束循环
第一个问题的答案指出了解决方案中是否需要引入重复控制，以及哪 些步骤是重复执行的。后两个问题则是帮助我们根据重复的特点选择 合适的循环结构进行描述。C语言里提供了多种用于描述重复操作的 循环结构语句，例如，重复次数已知的情况、在一定条件下重复执行 的情况、无限次重复执行等。找到了上述三个问题的答案，程序里的 循环结构也就随之确定了。
本章目标
掌握循环结构的使用时机 掌握循环的三种结构 牢记构成循环的要素 掌握使用continue和break提前结束循环的用法 掌握嵌套循环 理解三种循环结构各自的特点和适用情况
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循环结构的使用时机
在实际应用中，经常需要对不同的数据进行具有规律性的 重复操作（如累加求和），如果仅采用顺序结构和选择结 构进行描述，有多少组数据需要处理，就必须重复编写多 少组相同的计算代码，程序会变得臃肿不堪。循环结构是 在一定条件下反复执行某段程序的流程结构。循环结构的 引入可以简化类似操作的描述，通过重复执行一段相同的 程序代码，处理多组不同数据。
int cub=0, num, sum=0;
scanf(“%d”, &num);
if (num != -1)
{
cub = pow(num, 3);
sum += cub;
}
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循环结构的使用时机
上面两个程序很明显无法令人满意，里面有太多重复的类似的语句， 尤其是当重复次数大到一定程度时，其程序书写的繁琐已经使得其失 去了计算机辅助计算的优越性。通过观察可以发现，这两个程序共同 的特点就是有很多重复类似的操作语句，如果能够将其合并或者简化 将会使程序变得更为简洁，也更有效率。
【示例】猜数游戏。系统自动产生一个 1-100的随机数，用户通过终端输入设 备进行猜数，猜测的次数没有限制，直 到猜中为止。
分析：系统产生随机数后，用户至少需 要猜测1次，才知道是否猜中，即用户 需要不断重复“猜数”这一动作，直到 猜中为止。程序流程图描述如下：
产生随机数[1,100]
提示终端猜数 猜数次数加1
告知旅客车票已售完
而言是有条件重复的，当“车票有剩余”这一 条件成立时，售票这一动作才能被执行。程序
售票结束
流程可用流程图描述如下：
图5-3 售票系统流程图
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常见循环结构介绍（四）
当控制条件的判断出现在重复操作的结 尾时，意味着我们要先执行一次重复部 分，才进行控制条件检查，如果条件成 立，则继续重复前面的操作，如果不成 立，则退出循环。有些教材上也将这种 先执行重复部分，后进行控制条件的判 断的循环结构称之为“直到型循环”， 可翻译为“重复执行直到控制条件不成 立为止”，适合采用do – while循环语 句来实现。 示例如下：
控制条件的判断出现在重复操作中 间的情况也称之为中途退出问题， 可以整体上将其看做是一个无限循 环，然后在循环内部增加有条件的 退出，一般可采用while循环语句进 行描述。半途退出问题还可以通过 适当的调整，转化为控制条件的判 断出现在重复操作开始的情况，进 而采用前面提出的方法进行解决。
产生随机数[1,100]
switch结构适用于条件表达式为单值的多分支选择。 条件表达式或变量结果必须是整型或字符型
条件运算符是 if–else 语句的另一种表现形式
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第五章
循环结构
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导入
我们已经讨论了程序设计三种基本结构中的两种，顺序结 构和选择结构，其中顺序结构比较简单，按照语句书写的 顺序自上而下，依次执行；选择结构则是根据条件判断的 结果，有选择的执行不同语句块。这两种结构相对都比较 容易掌握，能够用于编写简单、没有大量重复操作的程序。 然而，在日常我们接触的大多数软件中，都会多次重复执 行某些过程。
图5-1 计算累加和流程图
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常见循环结构介绍（二）
对于重复次数不固定的情况， 又可以细分为在一定条件下重 复执行的有限循环和无条件重 复的无限循环。前者是指重复 操作是在一定条件下进行的， 当这一条件被破坏时会跳出循 环，转而执行程序的其他部分。 无限循环又称死循环，主要使 用在一些特定场合，如某些需 要24小时*7不间断运行的程序 等情况。任何一种循环描述语 句都可以用于实现无限循环。 无限循环示例如下：
问题1：铁路售票系统。假设当前针对一列直达某地总共有N个可售座 位的火车进行售票。
分析：根据描述和流程图，可以找出构成循环结构的要素如下：
循环条件：“是否有票？”。如果用int型变量ticket_count 表示当前 剩余票数，可通过条件表达式“ticket_count > 0”表示循环条件，当 表达式为真时，表示有票；否则，票已售完。
系统启动
接收用户指令 完成用户指定操作
【示例】ATM取款机程序。
分析：ATM取款机是一个24小 时*7的系统，对外提供全天候 的服务，其对应的后台程序流 程可用流程图描述如下：
等待下一用户 图5-2 ATM取款机程序流程图
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常见循环结构介绍（三）
对于在一定条件下重复执行的有限循环，我们 通过指定的条件来控制重复操作的执行次数。
【示例】铁路售票系统。针对某一时刻出发到 达某地的火车进行售票。
有票？
假
真 售票给旅客
剩余票数减1
分析：售票员一直坐在售票窗口处等待，每当 有旅客要求买票时，售票员均需先确认该次火
等待下一用户
车是否还有用户需要的车票剩余。如果有剩余，
收取票款，并出票；否则，告知客户，结束该
次列车的售票工作。售票这一过程对于售票员
【示例】编写程序，用于计算 100个输入数据的累加和。
分析：要解决上述问题，需要 连续重复执行100次输入数据 和累加这两个操作，属于重复 次数固定的循环结构，可用流 程图描述如下：
计数器清零，和数清零，限定值为100；
达到
是
限定值？
否
输入一个数据
将输入的数据累加到和数
计数器加1
结束循环 输出累加和
要想写好循环，首先要能够从问题的描述和解题步骤中去 发现是否需要使用循环结构进行描述。在分析问题时，要 注意识别出解决步骤中重复执行的类似动作，这是重要的 线索，说明可能需要引入循环结构，统一处理这些重复的 动作，尤其是重复次数不确定或者过多的情况。
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循环结构的使用时机