C语言程序设计教程(第4版)_第5章_循环结构

5.1 for语句
程序流程图： 程序：example5_2.c 思考： ①该算法的缺点； ②设计更好的算法。 ③假如输入的数可以为任意整数， 如果a≤b，计算 i ； 如果a＞b，则计算 i 。 请设计算法并编写程序验证。
i b ia ia i b
5.1 for语句
例3：编写程序，从键盘输入m和n的值，用符号“*”在屏幕 上打印出如下所示具有m行n列的矩形图案。 ******* ******* ******* ******* ******* ******* ******* ******* 分析： ①图案有规律，共有m行，每行有n个*号。 ②可采用循环嵌套的方式： 第1层(外层)控制行数，用i来表示，输出m行“*” ； 第2层(内层)控制列数，用j来表示，输出n列“*” 。
100
5.1 for语句
for语句所具有的特性。 1．<初始表达式>可以省略，但须保留分号（;），同时在for之 前必须给循环控制变量赋值，形式为： <初始表达式>; for（;<条件表达式>;<循环表达式>） <循环体语句> 2．<条件表达式>一般不可省略，否则为无限循环。 例如： for（i=1;; i++） sum =sum+i; 相当于条件总为真，程序会一直不停地执行直到“数据溢出”。
5.2 while语句
例7：编写程序，统计从键盘输入的字 符个数（回车换行符也是一个字符） ，当遇到结束标志时程序结束。 分析：关键是循环计数。
开始 count=0
(ch=getchar())!=EOF
F
设置一个累加器count（初值为0），
每次从键盘输入一个字符，只要该字 符的值不等于结束标志，累加器的值 就增1：count=count+1； 算法流程图如图所示。 程序： example5_7.c
5.1 for语句
for (<初始表达式>;<条件表达式>;<循环表达式>) { <循环体语句> }
for语句的语法功能： 1．计算<初始表达式>的值。该表达式是对循环控制变 量进行初始化。 2．判断<条件表达式>的值。该表达式就是循环条件， 若该表达式的值为“真”，则执行<循环体语句>； 若该表达式的值为“假”，则退出循环，执行循环结 构外的语句。 3．计算<循环表达式>的值。该表达式更新循环控制变 量的值。 4．转第2步。
5.3 do-while语句
集中循环的特点比较：
① do_while与while和for循环的区别： do_while循环中的<循环体语句>至少会执行一次； 而while和for循环中的<循环体语句>有可能一次也不 被执行。 ② for循环和while循环的算法流程图描述是一致的。 ③ for循环适合于循环次数确定的情况。 ④ 对大多数问题，do_while、while和for循环是可以互 换的。
算法流程图如图所示。
i≤100 F 输出 sum
程序：exam5_9.c
结束
5.3 do-while语句
例10：编写程序，从键盘输入x的值，求 分析：关键是对多项式进行分解计算。 ① 第1项为x； ②从第2项开始，每一项都是前一项乘以一个因子： (n=3,5,7,9„„)
x2 n ( n 1)
5.2 while语句
例5：改写程序，将例5-1所示的简单几何级数 求和问题用while语句来实现。 (阅读、思考、比较)
5.2 while语句
例6：编写程序，从键盘输入一个正整 数n，求n!。 分析：n!=n*(n−1)*(n−2)*„*2*1 （约定：n≥0，0!=1） 计算机在计算阶乘时，是从1开始 计算直到n为止。 用i代表循环变量，s代表n!的结果 值，则循环计算表达式：s=s*i，即 可求得n！。 算法流程图如图所示。 程序： example5_6.c 思考：能否用for循环实现？
2
④循环计算表达式：s=s+t；直到t的值满足精度要求为止。
开始
5.3 do-while语句
算法流程图如图所示。 程序： example5_10.c 思考： ① 程序怎样控制计算的精度？ ② 可否用while和for循环来实现？
double s, t, x; int n=1
输入 x 的值
s=0; t=x;
5.1 for语句
5．条件表达式可以是关系表达式、数值表达式。只要表达 式的值不等于零，就执行循环体语句。 如： for( i=0; (c=getchar())!='\n';i+=c); 6．初始表达式、循环表达式可以是逗号表达式，用来完成 逗号表达式中各表达式的功能。 例如： for (sum=0, i=1; i<=100; i++, i++) 相当于： sum=0; for(i=1; i<=100; i=i+2) 7．for循环也可以嵌套，执行时是先执行最里层的循环，再 执行其外一层的循环。
5.1 for语句
程序算法流程图如图所示： 程序：example5_4.c 程序特别处理：如果(a>b)， 计算(a−b)；否则计算(b−a)。 思考： 1．如果每次测试的题目不止10个， 需要怎样修改算法和程序？ 2．如果要求程序在结束了一组测 试之后，可以继续进行测试，需 要怎样修改算法和程序？ 3．如果要加入两位数的除法计算， 需要怎样修改算法和程序？
5.3 do-while语句
例9：求几何级数的和： i
i 1 100
开始
用do_while语句的形式实现。 分析：循环变量i的值从1～100递增，i 的初值为1、终值为100， 累加器sum的初值为0
T
初始化循环变量 i=1 级数的和 sum=0
sum=sum+i; i++;
循环计算：sum=sum+i。
第5章 循环结构
李丽娟 2013年2月
第5章 循环结构
本章主要内容
1. for循环语句结构 2. while循环语句结构 3. do-while循环结构 4. break和continue语句的作用 5. 循环结构的嵌套 6. 案例分析
第5章 循环结构
循环就是重复地执行某些语句。 程序中的循环次数是有限的，由循环条件决定可以确 定循环次数。 C语言提供了3种循环结构语句： ① for语句 ② while语句 ③ do_while语句
5.1 for语句
例2：编写程序，从键盘输入两个不等于零的正整数a、
b（a＜b），求它们之间的几何级数的和，数学表达式
为 ： i
ia i b
分析： ①所求级数和的初值和终值由键盘任意输入； ②题目要求初值a＜b，并且a>0，b＞0； ③如果a＞b，或者输入的值为负数，则程序提示输 入错误，不进行任何计算，直接退出程序。
x3 x5 x7 sin x x ，直 3! 5! 7!
到最后一项绝对值小于le−7（即10−7）为止（注：x为弧度值）。
③用s代表sin x的值，s的初值为0；
用t代表每一项的值，t的初值为x； 从第2项开始，后面每1项的值为： t t ( n(nx1) ) (n=3,5,7,9„„)
T count=count+1
输出 count
结束
5.2 while语句
例8：阅读练习：
【例5-8】 编写程序，进行学生某门课程成绩 的分类统计。从键盘输入每位学生的成绩等 级，以大小写的A、B、C、D和E表示成绩等 级，A为最高，D为最低。统计出总人数及各 成绩段的人数，忽略回车键和空格键，以 EOF作为输入结束。
5.1 for语句
3．<循环表达式>亦可省略，但在循环语句体中必须有 语句来修改循环变量，以使条件表达式的值在某一 时刻为假，使程序能正常结束循环。 例如： for(sum=0, i=1; i<=100;) { sum = sum +i; i++; } 4．3个表达式均省略，即for(;;)，为无限循环，程序中 要避免这种情况的发生。
s=s+t; n=n+2; t=t*(–x*x)/(n*(n –1));
③ 其他算法。
T
fabs(t)≥le–7 F 输出结果：sin(x)的值
结束
5.4 用于循环中的break语句和continue语句
1．break语句 break语句可用于分支结构和循环语句结构。 break语句的作用： 跳出当前的控制结构。 在循环语句中，要谨慎使用break语句。 常用于循环语句体内某一个if条件分支的语句中，用 来表示在循环过程中满足某一条件时，结束循环。
5.1 for语句
for语句的流程图：
初始表达式
注意： ①若<循环体语句>中有多 条语句，则构成复合语 句，被包含在一对花括 号中。 ②若<循环体语句>只有一 条，可以不使用花括号。
条件表达式 T 语句体
F
循环表达式
5.1 for语句
i 例1：编写程序，求几何级数之和： i 1 分析： 该数学表达式为1＋2＋3＋…＋100。 设：sum为级数的和（初值为零）； i为循环变量； 将i从1按步长为1增加到100，循环计算： sum=sum+i； 求得该级数的和。 程序：example5_1.c
开始
定义整型变量 i, right=0, error=0 定义整型变量 a, b, op, result, input 定义字符型变量 ops
i＜N Y
N
随机生成 a, b, ops; 用 switch 生成算术表达式;
用户输入运算结果； 判断用户输入结果的对错；
i++
输出对错统计结果
结束
5.2 wห้องสมุดไป่ตู้ile语句
思考：算法流程图的其他表示方法。
5.3 do-while语句
do_while语句的一般形式为： do { <循环体语句> <循环体语句> }while(<条件表达式>); T do_while语句的语法功能： 表达式的值≠0 1．执行<循环体语句>， F 2．计算<条件表达式>； 若该表达式的值为“真”，则执行步骤1； 若该表达式的值为“假”，则退出循环语句结构。 do_while语句的流程图如图所示 注意：要避免出现无限循环而发生错误。
5.1 for语句
for语句是一种计数循环。循环次数由循环变量来控制。 for语句的一般形式为： for (<初始表达式>;<条件表达式>;<循环表达式>) { <循环体语句> } for语句的3个重要的组成部分： 1．初始表达式——初始化循环控制变量。 2．条件表达式——测试循环条件。 3．循环表达式——更新循环控制变量的值。
5.2 while语句
while（<循环表达式>） { 循环语句； 循环变量表达式； } 关于while语句的几点说明。 1．<循环变量表达式>不可缺少，其作用是更新计算循环变 量的值，使循环能正常结束。 2．若没有<循环变量表达式>，则有可能会使程序出现无限 循环而发生错误。 3．由于while循环是先判断<循环表达式>的值，后决定是否 执行<循环体语句>，因此，<循环体语句>有可能一次也没 有执行。
while语句的一般形式为： F 循环表达式≠0 while（<循环表达式>） T { 循环语句 循环语句； 循环变量表达式 循环变量表达式； } <循环语句>和<循环变量表达式>一起构成循环体语句。 while语句的语法功能： 1．计算<循环表达式>的值，若该值为“假”，则跳出循环， 执行循环体后面的语句；若该值为“真”，则执行循环体 语句。 2．重复步骤1的操作。 while语句的流程图如图所示
5.1 for语句
算法流程图如图所示： 虚线框内是内层循环，用来输出 每一行的n个*号。 程序： example5_3.c 思考： 怎样利用for循环的嵌套，输出 更多有规律的平面图案。 关键：找出图案的规律。
5.1 for语句
例4：编写一个可以为小学生提供加法、减法和乘法的二元 算术运算练习的程序，计算100以内的两个数的和、两个 数的差和两个数得的积，每次测试10 个题目，依次由学生 输入答案，并由计算机判断输入的答案是否正确，最后由 计算机给出简单评价。 分析： ①根据题意，组成算术表达式的操作符有3种形式： +、−、*，分别用1、2、3来代表。 ②用ops表示操作符，a，b分别代表两个操作数； ③ a，b和ops由计算机随机生成，并计算表达式的值result ； ④用户输入表达式的结果input； ⑤将input与result进行比较； ⑥通过比较的结果，给出对计算结果的评价。