实验4循环程序设计.docx

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实验4循环程序设计

实验4 循环程序设计

4.1实验目的

（1）掌握三种循环语句的使用，能分析循环的执行过程；

（2）掌握break和continue语句的使用；

（3）了解如何利用求余和整除操作获取和删除一个整数的最低位;

（4）掌握累加、累乘的处理方法。

（5）掌握计数问题的编写技巧，如何控制每行输出元素个数。

4.2知识要点

   循环就是反复执行一段代码，直到满足结束条件。

循环语句一般包括初始化、循环体、迭代和判断4部分。

4.2.1while循环与dowhile循环的使用差异

while语句的格式：

　 while（条件表达式）{ 

　  　循环体

    }

特点是“先判断、后执行”，循环体有可能执行0次。

do…while循环的格式：

  　do

{

　  　    循环体

　  　}while（条件表达式）

特点是“先执行，后判断”，循环体至少要执行1次。

建议:

在程序设计中尽量不用dowhile循环，而用while循环。

4.2.2for循环与while循环的对应关系

for（控制变量赋初值；循环条件；增值）{

循环体

}

等价于：

控制变量赋初值；

While（循环条件）{

循环体；

控制变量增值；

}

注意几点：

（1）for循环的执行过程是先做初始化，然后判断是否满足结束条件，若满足，则执行循环体，在执行完循环体后进行迭代增值。

（2）初始化部分和增值部分可以使用逗号语句执行多个操作；

（3）三部分均为空，写成for（;;）相当于一个无限循环。

4.2.3continue和break语句的作用

●        continue---跳过之后的语句，继续下一轮循环；

●        break---跳出直接所处循环。

●        带标号的continue可以回到标号指定的那级循环的下一轮执行。

●        带标号的break可以跳出标号指定的那级循环。

4.2.4常见问题处理

（1）累加问题的解决办法—累加变量的初值设置在循环外，通常赋0为初值；

（2）如何利用循环求阶乘—累乘，在循环外设置变量初值为1；

（3）如何控制每行的输出数据个数（计数问题）；

（4）如何产生一定范围的随机整数。

Math.random（）产生的数是0到1之间的小数，不包括0和1，要产生随机整数必须先放大再取整。

4.3样例程序

样例1：

输入一批学生成绩，以-1作为结束标记 

（1）统计这批学生中，不及格、及格、中等、良好、优秀的人数。

（2）求这批学生的平均分。

【分析】根据要求不难看出这是一个计数和累加问题。

学生数量不确定，但有一个结束标记（-1），该问题从总体结构是一个循环处理问题，可采用while循环，当输入数据为-1时结束循环。

为了统计各种情况的人数，需要设立相应的计数变量，并给其赋初值0，另外为了求平均分，必须计算总分，也就是计算出所有学生成绩的累加和，然后除总人数即可得到平均。

【参考程序】

importjava.io.*;

publicclassScore{

 publicstaticvoidmain（Stringargs[]）throwsIOException{

    ints=0,b=0,c=0,d=0,e=0,f=0; //变量赋初值

    BufferedReaderbr=newBufferedReader（newInputStreamReader（System.in））;

    inta=Integer.parseInt（br.readLine（））; //读取一个整数

    while（a!

=-1）{

      s+=a; //累加

      switch（a/10）{

        case 0:

        case 1:

        case 2:

        case 3:

        case 4:

        case 5:

b++;break;//计数增1

        case 6:

c++;break;

        case 7:

d++;break;

        case 8:

e++;break;

        case 9:

f++;break;

      }

     a=Integer.parseInt（br.readLine（））;

   }

   System.out.println（"优秀人数：

"+f）;

   System.out.println（"良好人数：

"+e）;

   System.out.println（"中等人数:

"+d）;

   System.out.println（"及格人数：

"+c）;

   System.out.println（"不及格人数：

"+b）;

   intaverage=s/（b+c+d+e+f）;    //求平均成绩

   System.out.println（"平均分="+average）;

  }

}

【说明】程序流图见图4-1，程序总体结构上是一个循环问题，在循环内部要分情况统计各分数段人数，包含一个是switch语句。

在输入数据时未处理异常，所以在main方法的头部增加throwsIOException声明该方法会抛出IO异常。

【编程技巧】

（1）用while循环控制数据的录入和处理过程，-1作为循环的结束标记；注意循环体的最后要有输入数据的语句，以便得到新的处理数据。

（2）如何将各分数档按情况进行分别处理，掌握除10取整后得到数据的特征。

（3）记住累加和计数问题的处理技巧。

样例2：

找10～100之间能被３或５整除的数，每行输出5个数

【参考程序】

publicclassA{

 publicstaticvoidmain（Stringarge[]）{

    intk=10; //循环控制变量，从10变化到100

    intm=0; //用于统计输出数的个数

    while（k<=100）{   //循环的终值为100

       if（k%3==0||k%5==0）{  //被3或5整除

          m++;  

          System.out.print（k+"\t"）;

          if（m%5==0）  //控制每隔5个输出数换一行

            System.out.println（）;

       }

       k++; //循环控制变量增值

    }

  }

 }

【说明】本程序是找出一定范围内（10～100）查找满足条件的数，这里有两个关键，一是如何表达一个数被3或5整除，用到求余运算符和逻辑或；二是为了控制每行输出5个数，必须对输出的数进行统计，因此，本程序的实质也要用到计数。

注意，print和println的差别。

【编程技巧】

（1）3或5整除的逻辑表达问题。

（2）如何控制一行输出5个数。

样例3：

编写一个程序从键盘输入10个整数，将最大、最小的整数找出来输出。

【参考程序】

importjava.io.*;

publicclassFind{

 publicstaticvoidmain（Stringa[]）throwsIOException{

   intm=0,n=Integer.MAX_VALUE; //用m,n存放需求的最大、最小整数

   BufferedReaderbr=

         newBufferedReader（newInputStreamReader（System.in））;

   for（intk=1;k<=10;k++）{

     intx=Integer.parseInt（br.readLine（））;

     if（x>m）m=x; //如果比最大的还大，那x成为最大的.

     if（x

   }

  System.out.println（"最大整数="+m）;

  System.out.println（"最小整数="+n）;

 }

}

【编程技巧】

（1）分别引入两个变量m,n用来保存所求的最大与最小数值。

在循环外为这两个变量假定一个值（为多大合适），然后在循环内将其他值与其比较。

也可以先假定第一个数据为最大、最小，然后将剩余数据与其比较。

（2）不要忘记将获取新数据的输入语句放在循环内。

（3）结束循环后输出结果。

样例4：

计算算式:

1+21+22+23+…+2n  （注：

n由键盘输入）

【参考程序1】

publicclassTwoadd{

  publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{

    intn=Integer.parseInt（args[0]）;

    longsum=1;

    for（intk=1;k<=n;k++）{ 

       sum=sum+（long）Math.pow（2,k）;//用Math类的pow方法求2k

    }

    System.out.println（"result="+sum）;

  }

 }

【参考程序2】

publicclassTwoadd{

  publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{

   intn=Integer.parseInt（args[0]）;//从命令行输入n

   longsum=1; //保存累加和

   longx=1; //被加项

   for（intk=1;k<=n;k++）{

        x=x*2; //求下一个被加项时，只要在前一项的基础上乘2

        sum=sum+x;

    }

    System.out.println（"result="+sum）;

  }

 }

【说明】“参考程序1”最直观，但“参考程序2”比“参考程序1”要好，利用Math.pow（2,k）求每个累加项花费的时间长，为了完成计算,在pow方法内要执行一段计算程序。

而“参考程序2”求累加项则是一个乘法运算，这里利用了前后两个累加项的变化特点。

甚至简单写成x=x+x形式的加法运算更快，但可读性不如x=x*2。

【编程技巧】

（1）   用循环组织累加，在循环外给累加变量赋初值，在循环内将累加项加到累加变量上；

（2）   分析累加项的变化规律，尤其是前后项之间的关系。

（3）   用Math类的pow方法求2的k次方，由于该方法返回为一个实数，所以要用强制转换为long型才能累加到sum上。

样例5：

从键盘输入一个长整数，求其各位数字之和。

【分析】这里的关键的如何得到各位数字，注意到得到一个整数的最低位数字可用除10求余数的办法，而要得到该整数的除最低位外的数只要用除10取整即可。

因此，利用循环即可将一个整数的所有各位数字取出。

【参考程序】

publicclass fang{

   publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{  

      inta，m=0;

      a=Integer.parseI