C语言程序设计教学做一体化 - 万水书苑-出版资源网

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(1)模块五. 循环结构程序设计. 在许多问题中需要用到循环控制。例如，要求全班学生某单科成绩总分、平均分；迭代求根；累加累乘等问题；循环结构在程序设计中，应用非常广泛。所谓循环结构就是指在一定条件下重复执行一组语句的程序结构。C 语言有四种实现循环结构的语句：  while 语句  do-while 语句  for 语句  goto 语句. 5.1. . while 循环语句. 掌握 while 语句的使用。. 案例 5-1 用 while 语句求解 1～100 所有整数的累计求和。  案例程序 main() { int i , sum = 0; /*定义循环控制变量 i 和初始化累加器 sum*/ i = 1; /*给循环控制变量 i 赋初值*/ while( i <= 100 ) { sum = sum + i; /*实现累加*/ i++; /*循环控制变量 i 加 1*/ } printf("sum = %d\n", sum); }. 程序运行结果如下： sum = 5050. . 案例分析. （1）本案例是求 1～100 的累加和，因其加数是递增序列，即第 1 次做的是 0+1=1，第二次做的是 1+2=3，以此类推，当前结果作为下一次的被加数，因此，我们只需定义两个变量，一个是存放累加结果的变量 sum，另一个是存放加数的变量 i。.

(2) 5. C 语言程序设计教学做一体化. （2）本案例 i 除了用来表示加数，还用作循环执行条件控制。用来控制循环执行条件的变量就叫循环控制变量。循环执行条件是 i <= 100，当条件成立时，继续执行循环体，即 sum = sum + i 和 i++；否则，跳到循环体外，即 while 语句的下一条 printf("sum = %d\n", sum);语句。（3）循环体中的 sum = sum + i 语句可用 sum += i 代替。（4）while 语句的特点是先判断再执行，如果循环条件一开始就为假，则循环体一次也不执行。  随堂练习将案例 5-1 改为求 1～100 所有奇数或偶数之和。  知识链接（1）while 语句一般格式： while( 循环执行条件 ) { 循环体语句组；} （2）执行过程： 1）求解“循环执行条件”表达式。如果其值非 0，表示条件为真，转 2）；否则转 3）。 2）执行循环体语句组，然后转 1），再次进行循环条件判断。 3）执行 while 语句的下一条。执行过程如图 5-1 所示。变量赋初值. 表达式. 假. 真（非 0）循环体语句组. 图 5-1. 5.2.  . do-while 循环语句. 掌握 do-while 语句的使用。掌握 while 语句和 do-while 语句的区别。. 案例 5-2 用 do-while 语句求解 1～100 所有整数的累计求和。. 68.

(3) 模块五循环结构程序设计. . 案例程序. main() { int i = 1, sum = 0; do { sum+=i; i++; } while (i <= 100); printf("sum = %d\n",sum); }. /*定义并初始化循环控制变量，以及累加器*/. /*实现累加*/ /*循环执行条件：i<=100*/. 程序运行结果如下： sum = 5050. . 案例分析. （1）do-while 语句的特点是：先执行循环体语句组，再判断循环条件。假设循环条件一开始就为假，也至少执行一次循环体，这是 do-while 和 while 语句的主要区别。（2）do-while 循环中的 while (i <= 100);表达式要以分号结束，这是语法规定。（3）当循环执行条件 i <= 100 不成立时，跳出循环体，继续执行后面的语句，即 printf("sum=%d\n",sum);语句。  随堂练习参考本案例，用 do-while 语句编写程序求 300～500 之间所有整数之和。  知识链接（1）do-while 语句一般格式： do { 循环体语句组;} while( 循环执行条件 );. （2）执行过程： 1）执行“循环体语句组”。 2）计算“循环执行条件”表达式。如果“循环执行条件”表达式的值为非 0（真），则转向 1）、继续执行；否则，转向 3）。（3）执行 do-while 的下一条语句。执行过程如图 5-2 所示。. 循环体语句组真（非 0）循环执行条件假图 5-2 69. 5.

(4) 5. C 语言程序设计教学做一体化. 5.3.  . for 语句. 掌握 for 语句的几种形式。掌握 for 语句的使用。. 案例 5-3 用 for 语句求解 1～100 所有整数的累计求和。  案例程序 main() { int i, sum = 0; /*将累加器 sum 初始化为 0*/ for( i = 1; i <= 100; i++ ) { sum += i; /*实现累加*/ } printf("sum = %d\n", sum); }. 程序运行结果如下： sum = 5050. . 案例分析. （1）for 语句中有三个表达式，两两之间用分号隔开。首先执行第一个表达式（变量赋初值表达式）i = 1。（2）其次判断第二个表达式（循环执行条件表达式）i <= 100，表达式成立，因此执行循环体语句组，即 sum += i。（3）再次，执行第三个表达式（循环变量增值）i++，再回到循环执行条件表达式进行下一次判断，成立则再次执行循环体语句组。（4）在“循环执行条件表达式”、“循环体语句组”和“循环变量增值”三处形成一个环，直到变量 i 的值自增到 101 时，此时 i <= 100 不成立，跳出循环，即跳到 for 语句的下一条语句 printf("sum = %d\n", sum);继续执行，直到整个程序结束。  知识链接（1）for 语句的一般格式： for. ( 表达式 1 ;表达式 2 ;表达式 3 ) { 循环体语句组;}. 写成更易理解的形式： for ([变量赋初值];[循环执行条件];[循环变量增值]) { 循环体语句组;}. 70.

(5) 模块五循环结构程序设计. （2）执行过程： 1）求解“变量赋初值”表达式。 2）求解“循环执行条件”表达式。如果其值非 0，执行 3）；否则，转至 4）。 3）执行循环体语句组，并求解“循环变量增值”表达式，然后转向 2）。 4）执行 for 语句的下一条语句。执行过程如图 5-3 所示。变量赋初值. 循环执行条件. 假. 真（非 0）循环体语句组循环变量增值. for 语句的下一个语句图 5-3. 案例 5-4 for 语句的其他形式。  案例程序 main() { int i = 1, sum = 0; /*将累加器 sum 初始化为 0*/ for( ; i <= 100; ) { sum += i; /*实现累加*/ i++; } printf("sum = %d\n", sum); }. 程序运行结果如下： sum = 5050. . 案例分析. （1）“变量赋初值”、“循环执行条件”和“循环变量增值”部分均可缺省，甚至全部缺省，但其间的分号不能省略。当省略“循环执行条件”时，即为永真式，为避免死循环，通常会在循环里进行条件判断，当满足某一条件时跳出循环。（2）“变量赋初值”表达式，既可以是给循环变量赋初值的赋值表达式，也可以是与此无关的其他表达式（如逗号表达式）。 71. 5.

(6) 5. C 语言程序设计教学做一体化. 例如，for(sum=0,i=1; i<=100; i++) sum += i; （3） “循环执行条件”部分是一个逻辑量，除一般的关系（或逻辑）表达式外，也允许是数值（或字符）表达式。（4）“循环变量增值”可以是任何修改循环变量值的表达式，如 i += 2、i = x + y、i--等。  知识链接 C 语言中实现循环结构的语句除了以上所学的 while 语句、do-while 语句和 for 语句以外，还有 goto 语句。因为使用 goto 语句，会破坏程序的结构化，降低程序的可读性，因此我们不提倡使用 goto 语句。在此，我们就 goto 语句的使用只作简单介绍。案例 5-5 使用 goto 语句实现求解 1～100 累计和。  案例程序 main() { int n=1, sum=0; loop:. /*定义标号 loop*/. sum += n; n++; if (n<=100) goto loop;. /*转向标号 loop 去执行*/. printf("sum=%d\n", sum); }. . 案例分析. （1）loop:为语句标号，其命名遵循标识符命名规则。goto 语句格式：goto 标号，功能为：使系统转向标号所在的语句行执行。（2）goto 语句通常和 if 语句构成循环。. 5.4.  . 循环语句的嵌套. 掌握循环嵌套的几种形式。掌握二重循环的执行流程。. 一个循环体内又包含另一个完整的循环结构，称为循环嵌套。按嵌套的层次可分为二重嵌套、三重嵌套或多重循环。三种循环语句 while、do-while 和 for 可以互相嵌套，构成 9 种基本形式。案例 5-6 编写程序，在屏幕上显示如下图案： *****. 72.

(7) 模块五循环结构程序设计. . 案例程序. main() { int i; /* 定义变量 i，i 用来控制循环的执行 */ for ( i = 1; i <= 5; i++ ) printf("*"); /* 循环体语句 */ }. . 案例分析. （1）在没有学习循环语句之前，我们会用一个 printf()语句输出“* * * * *”，但学习循环语句后，我们可以用循环语句实现。（2）当循环体语句组仅由一条语句构成时，可以不使用复合语句形式，即循环体可省略大括号。案例 5-7 编写程序，在屏幕上显示如下图案： ***** ***** *****. . 案例程序. main() { int i,j; for (j=1 ;j <= 3; j++) { for (i=1; i <= 5; i++) printf("* "); printf("\n"); } }. . /* 行（4）左“{”是外循环的开始 */ /* 行（6）内循环语句 */ /* 行（7）外循环语句*/ /* 行（8）右“}”是外循环的结束 */. 案例分析. （1）本例中在 j 循环（外循环）中嵌套了 i 循环（内循环），即构成二重循环。程序的执行流程是：先执行外循环的“变量赋初值”表达式 j = 1，接着判断“循环执行条件”表达式 j <= 3，成立则进入内循环，否则转至行（4）。（2）外循环条件成立，进入内循环，内循环的执行过程和案例 5-3 相似。本案例中内循环执行了 5 次。即行（6）内循环语句 printf("* ")执行了 5 次，输出“* * * * *”，然后继续执行外循环的其余语句，本例是行（7）printf("\n")，即输出一个换行符。（3）执行外循环变量自增表达式 j++，然后再进行“循环执行条件”j<=3 表达式的判断，成立，则转向行（2），否则转至行（4）。（4）跳出外循环。案例 5-8 编写程序，在屏幕上显示如下图案： * ** 73. 5.

(8) 5. C 语言程序设计教学做一体化 *** **** *****. . 案例程序. main() { for ( i = 1; i <= 5; i++ ) {for ( j = 1; j <= i ;j++ ) { printf("* ");} printf("\n"); }. . 案例分析. （1）本案例和案例 5-7 的区别是内循环的“循环执行条件”表达式不再是一个常量（如 5），而是变量 i（j <= i），其中 i 的值每执行完一次外循环都会发生变化。即每一趟外循环对应的内循环执行的次数是由外循环变量 i 决定的。（2）当每趟外循环对应的内循环执行次数相同时，我们可用常量来控制循环执行次数；当每趟外循环对应的内循环执行次数都发生变化时，用常量就无法满足要求。进行多重循环程序设计时，首先要理解其执行流程，按照题目要求，正确设计出内、外循环的条件控制。案例 5-9 输出所有“水仙花数”，所谓“水仙花”数是指一个三位数，其各位数字立方和等于该数本身（如 153 是一个水仙花数，因为 153 = 13+53+33）。  案例程序 main() { int num,bai,shi,ge; for( num = 100; num <= 999; num++ ) /*判断 100～999 之间的所有三位数*/ { bai = num / 100; /*求 num 的百位数*/ shi = num % 100 / 10; /*求 num 的十位数*/ ge = num % 10; /*求 num 的个位数*/ if( num == bai * bai * bai + shi * shi * shi + ge * ge * ge) printf(" %5d",num); /*如果 num 符合水仙花数条件,则输出*/ } }. 程序运行结果： 153 370 371 407. . 案例分析. （1）用循环变量 num 来表示所有三位数，其初值是 100，结束条件是 num <= 999（等价于 num < 1000）。判断完某个 num 后，num 自增 1，然后继续判断。（2）循环体中包括了一个条件判断语句，即如果某个 num 等于它的各位数字立方和，该 num 是水仙花数，要输出。否则，不是水仙花数，不输出。案例 5-10 求 Fibonacci 数列：1 , 1 , 2 , 3 , 5 , 8 , 13 ……的前 20 项，即 74.

(9) 模块五循环结构程序设计. F1 = 1 F2 = 1 Fn = Fn-1 + Fn-2  案例程序. （n = 1）（n = 2）（n≥3）. #include <stdio.h> main( ) { int i , f1 , f2 , f3; f1 = 1; f2 = 1; clrscr(); printf("%10d%10d", f1 , f2); for ( i = 3 ; i <= 20 ; i++ ) { f3 = f1 + f2; f1 = f2; f2 = f3; printf(" %8d ", f3); if ( i%5 == 0) putchar( '\n' ); } }. /*为数列前两项赋初值*/ /*清屏函数*/ /*输出前两项*/ /*求第 3 项到第 20 项*/ /*从第 3 项起，每一项等于前两项之和*/. /*每行输出 5 个数*/. 程序运行结果如下： 1 8 89 987. . 1 13 144 1597. 2 21 233 2584. 3 34 377 4181. 5 55 610 6765. 案例分析. （1）for 循环求的是第 3 项至第 20 项，f3 = f1 + f2 表示当前项等于前两项之和，下次求下一项，下一项等于当前项和当前项的前一项之和，故要修改变量 f1 和 f2 的值，即将 f2 的值赋给 f1，将 f3 的值赋给 f2。（2）在循环体中的判断语句 if ( i%5 == 0) putchar( '\n' );表示当 i 能被 5 整除时，输出一个换行符。这里的换行是用语句 putchar( '\n' )实现的，也可以使用 printf("\n");语句。（3）因为用到 putchar 函数，所以要用#include <stdio.h>预包含命令。. 5.5.  . break 语句和 continue 语句. 掌握 break 语句的使用。掌握 continue 语句的使用。. 为了使循环控制更加灵活，C 语言提供了 break 语句和 continue 语句。. 75. 5.

(10) 5. C 语言程序设计教学做一体化. 5.5.1 break 语句案例 5-11 计算半径 r=1 到 r=10 的圆面积，当面积大于 100 时结束。  案例程序 #include <stdio.h> main( ) { int r ; float area , pi = 3.14159; clrscr(); for (r = 1 ; r <= 10 ; r ++ ) { area = pi * r * r ; if(area >100) /*当面积 area>100 时，跳出循环*/ break; printf ("%10.2f", area ); } getchar(); }. 程序运行结果如下： 3.14. . 12.57. 28.27. 50.27. 78.54. 案例分析. （1）从程序运行结果可知，循环执行次数没有 10 次，这是因为在循环体中加了判断语句 if(area >100) break; 当计算到 r=6 时，面积大于 100，执行了 break 语句跳出循环体。（2）本案例在循环体后加了一个 getchar();语句，它的作用是等待用户输入，程序才继续执行、结束。目的是为了方便查看结果。同学们可比较有此语句和无此语句的效果。  随堂练习本案例若想查看最后一次没有输出的面积值，可以怎么修改程序？  知识链接（1）break 语句一般格式：break。（2）功能：强行结束循环，转向执行循环语句的下一条语句。（3）说明： 1）break 能用于循环语句和 switch 语句中。 2）循环嵌套时，break 只影响包含它们的最内层循环，与外层循环无关。 5.5.2 continue 语句案例 5-12 输出 100～200 之间所有能被 8 整除的数。  案例程序 main( ) { 76.

(11) 模块五循环结构程序设计 int n ; for (n = 100 ; n <= 200 ; n++) { if (n % 8 != 0) /*如果 n 不能被 8 整除*/ continue; /*直接跳到 n++处执行*/ printf ("%5d", n); } }. 程序运行结果如下： 104 112 120 128 136 144 152 160 168 176 184 192 200. . 案例分析. （1）本案例要求输出 100～200 之间所有能被 8 整除的数，即不能被 8 整除的数不用输出，所以可用 continue 语句跳过本次的输出 printf ("%5d", n);语句。（2）本案例不使用 continue，仅用 if 语句也可实现要求：if (n%8 = = 0 ) printf ("%5d", n);，这里仅仅是举例说明 continue 的用法。  随堂练习若要输出 100～200 之间所有不能被 8 整除的数，程序该怎么修改？  知识链接（1）continue 语句一般格式：continue;。（2）功能：在循环体中，当执行到 continue 语句时，跳过循环体内位于其后的其他语句，接着进行下一次是否执行循环的判定；即“提前结束本次循环”。（3）说明： 1）continue 语句只能用于循环语句中。 2）循环嵌套时，continue 只影响包含它的最内层循环，与外层循环无关。 3）continue 与 break 不同：continue 语句只结束本次循环，而不是终止整个循环的执行；而 break 语句则是结束整个循环，不再判断循环条件是否成立。. 课后练习 . 选择题. 1．以下程序的输出结果是（. ）。. # include <stdio.h> main( ) { int num = 0, i=1; while ( i > = 2 ) { num = num +i; i++; } printf("%d\n", num ); } 77. 5.

(12) 5. C 语言程序设计教学做一体化. A）1 B）2 2．以下程序的输出结果是（. C）3. D）0. B）1. C）1. D）1. 2. 2 3. 2 3 4. ）。. main( ) { int num = 0; while (num < = 2) { num = num + 1; printf("%d\n", num ); } }. A）1. 3．以下程序段执行（. ）。. x = －1 ; while (! x) {x = x * x;}. A）1 次 B）2 次 4．以下程序段执行（）。. C）死循环. D）0 次. C）死循环. D）0 次. C）死循环. D）0 次. x = 0; while (! x) {x = x * x;}. A）1 次 B）2 次 5．以下程序段执行（）。 x = -1 ; do {x = x * x;} while (! x);. A）1 次  程序分析. B）2 次. 1．下面程序的运行结果是：________。 # include <stdio.h> main( ) { int i , sum=0 ; for (i = 0 ; i <= 5 ; i++) { sum = sum + 1; } printf("sum = %d\n", sum ); }. 78.

(13) 模块五循环结构程序设计. 2．以下程序的输出结果是：________。 main( ) { int i , sum=0 ; for (i = 0 ; i <= 5 ; i++) sum = sum + i; printf("%d\n", sum); }. 3．程序的运行结果是：________。 # include <stdio.h> main( ) { int i, j,n, sum = 100; for(i = 5 ; i > 0 ; i--) { n = 0; for(j = 2 ; j>=0 ; j--) n = n + i +j; sum = sum – n; } printf ("%d" , sum ); }. 4．以下程序的功能是从键盘上输入一行字符以回车结束。分别求数字、字母和其他字符个数。在横线处填上正确的语句。 # include <stdio.h> main() { char ch ; int digit =0, letter=0 , others=0; while (_____________________) { if（ch >= '0' && ch <= '9') digit= digit +1; else if ((ch >='A' && ch <='Z') && (ch >='a' && ch <='z')) letter = letter +1; else others = others +1 ; printf ("digit =%d, letter =%d, others=%d \n" ,digit, letter, others); } }. 上机实训 . 实训目的. 1．能用 while、do-while 和 for 语句编写循环结构程序。. 79. 5.

(14) 5. C 语言程序设计教学做一体化. 2．能在循环结构程序中正确使用 break 和 continue 语句。  实训内容 1．编写程序，求 n！，并输出最终结果。 200 100 50 1 2．求 k  k2  k 1 k 1 k 1 k.  . . 3．有一分数序列： 2 3 5 8 13 21 , , , , , ,...... 1 2 3 5 8 13 求出这个数列的前 20 项之和。 4．设计程序，在屏幕上输出一张九九表。 1 2 3 4 5 6 7 8 9. 4 6 9 8 12 16 10 15 20 25 12 18 24 30 36 14 21 28 35 42 49 16 24 32 40 48 56 64 18 27 36 45 54 63 72 81. 5．打印以下图案。 * * * * * * * * *. * * * * * *. * * * * * * * * *. * 6．利用 continue 语句，编程完成 200 到 300 之间不能被 3 整除的数的输出。. 80.

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