第五章C语言循环结构控制.docx
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第五章C语言循环结构控制
第5章C语言循环结构控制、C语言for语句、dowhile语句
5.1C语言循环控制概述
循环结构是程序中一种很重要的结构。
其特点是，在给定条件成立时，反复执行某程序段，直到条件不成立为止。
给定的条件称为循环条件，反复执行的程序段称为循环体。
C语言提供了多种循环语句，可以组成各种不同形式的循环结构：
∙用goto语句和if语句构成循环；
∙用while语句；
∙用do-while语句；
∙用for语句；
接下来将为您逐一讲解。
5.2C语言goto语句以及用goto语句构成循环
goto语句是一种无条件转移语句，与BASIC中的goto语句相似。
goto语句的使用格式为：
goto语句标号;
其中标号是一个有效的标识符，这个标识符加上一个“:
”一起出现在函数内某处，执行goto语句后，程序将跳转到该标号处并执行其后的语句。
另外标号必须与goto语句同处于一个函数中，但可以不在一个循环层中。
通常goto语句与if条件语句连用，当满足某一条件时，程序跳到标号处运行。
goto语句通常不用，主要因为它将使程序层次不清，且不易读，但在多层嵌套退出时，用goto语句则比较合理。
【例6-1】用goto语句和if语句构成循环求1+2+3+......+100的和。
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01#include
02intmain（void）{
03inti,sum=0;
04i=1;
05loop:
if（i<=100）{
06sum=sum+i;
07i++;
08gotoloop;
09}
10printf（"%d\n",sum）;
11return0;
12}
5.3C语言while语句的用法
while语句的一般形式为：
while（表达式）语句
其中表达式是循环条件，语句为循环体。
while语句的语义是：
计算表达式的值，当值为真（非0）时，执行循环体语句。
其执行过程可用下图表示。
【例6-2】用while语句计算从1加到100的值。
用传统流程图和N-S结构流程图表示算法，见图：
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01#include
02intmain（void）{
03inti,sum=0;
04i=1;
05while（i<=100）{
06sum=sum+i;
07i++;
08}
09printf（"%d\n",sum）;
10return0;
11}
#include
intmain（void）{
inti,sum=0;
i=1;
while（i<=100）{
sum=sum+i;
i++;
}
printf（"%d\n",sum）;
return0;
}
【例6-3】统计从键盘输入一行字符的个数。
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01#include
02intmain（void）{
03intn=0;
04printf（"inputastring:
\n"）;
05while（getchar（）!
='\n'）n++;
06printf（"%d",n）;
07return0;
08}
#include
intmain（void）{
intn=0;
printf（"inputastring:
\n"）;
while（getchar（）!
='\n'）n++;
printf（"%d",n）;
return0;
}
本例程序中的循环条件为getchar（）!
='\n'，其意义是，，只要从键盘输入的字符不是回车就继续循环。
循环体n++完成对输入字符个数计数。
从而程序实现了对输入一行字符的字符个数计数。
使用while语句应注意以下两点。
1）while语句中的表达式一般是关系表达或逻辑表达式，只要表达式的值为真（非0）即可继续循环。
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∙#include
∙intmain（void）{
∙inta=0,n;
∙printf（"\ninputn:
"）;
∙scanf（"%d",&n）;
∙while（n--）printf（"%d",a++*2）;
∙return0;
∙}
#include
intmain（void）{
inta=0,n;
printf（"\ninputn:
"）;
scanf（"%d",&n）;
while（n--）printf（"%d",a++*2）;
return0;
}
本例程序将执行n次循环，每执行一次，n值减1。
循环体输出表达式a++*2的值。
该表达式等效于（a*2;a++）。
2）循环体如包括有一个以上的语句，则必须用{}括起来，组成复合语句。
5.4C语言do-while语句的用法
do-while语句的一般形式为：
do
语句
while（表达式）;
这个循环与while循环的不同在于：
它先执行循环中的语句，然后再判断表达式是否为真，如果为真则继续循环；如果为假，则终止循环。
因此，do-while循环至少要执行一次循环语句。
其执行过程可用下图表示。
【例6-5】用do-while语句计算从1加到100的值
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01#include
02intmain（void）{
03inti,sum=0;
04i=1;
05do{
06sum=sum+i;
07i++;
08}
09while（i<=100）;
10printf（"%d\n",sum）;
11return0;
12}
#include
intmain（void）{
inti,sum=0;
i=1;
do{
sum=sum+i;
i++;
}
while（i<=100）;
printf（"%d\n",sum）;
return0;
}
同样当有许多语句参加循环时,要用"{"和"}"把它们括起来。
【例6-6】while和do-while循环比较。
1）while循环：
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∙#include
∙intmain（void）{
∙intsum=0,i;
∙scanf（"%d",&i）;
∙while（i<=10）{
∙sum=sum+i;
∙i++;
∙}
∙printf（"sum=%d",sum）;
∙return0;
∙}
#include
intmain（void）{
intsum=0,i;
scanf（"%d",&i）;
while（i<=10）{
sum=sum+i;
i++;
}
printf（"sum=%d",sum）;
return0;
}
2）do-while循环：
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∙#include
∙intmain（void）{
∙intsum=0,i;
∙scanf（"%d",&i）;
∙do{
∙sum=sum+i;
∙i++;
∙}
∙while（i<=10）;
∙printf（"sum=%d",sum）;
∙return0;
∙}
5.5C语言for语句用法详解
在C语言中，for语句使用最为灵活，它完全可以取代while语句。
它的一般形式为：
for（表达式1;表达式2;表达式3）语句
它的执行过程如下：
∙先求解表达式1。
∙求解表达式2，若其值为真（非0），则执行for语句中指定的内嵌语句，然后执行下面第3）步；若其值为假（0），则结束循环，转到第5）步。
∙求解表达式3。
∙转回上面第2）步继续执行。
∙循环结束，执行for语句下面的一个语句。
其执行过程可用下图表示。
for语句最简单的应用形式也是最容易理解的形式如下：
for（循环变量赋初值;循环条件;循环变量增量）语句
循环变量赋初值总是一个赋值语句，它用来给循环控制变量赋初值；循环条件是一个关系表达式，它决定什么时候退出循环；循环变量增量，定义循环控制变量每循环一次后按什么方式变化。
这三个部分之间用分号（;）分开。
例如：
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∙for（i=1;i<=100;i++）sum=sum+i;
for（i=1;i<=100;i++）sum=sum+i;
先给i赋初值1，判断i是否小于等于100，若是则执行语句，之后值增加1。
再重新判断，直到条件为假，即i>100时，结束循环。
相当于：
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∙i=1;
∙while（i<=100）{
∙sum=sum+i;
∙i++;
∙}
i=1;
while（i<=100）{
sum=sum+i;
i++;
}
对于for循环中语句的一般形式，就是如下的while循环形式：
表达式1;
while（表达式2）{
语句
表达式3;
}
使用for语句应该注意：
1）for循环中的“表达式1（循环变量赋初值）”、“表达式2（循环条件）”和“表达式3（循环变量增量）”都是选择项，即可以缺省，但分号（;）不能缺省。
2）省略了“表达式1（循环变量赋初值）”，表示不对循环控制变量赋初值。
3）省略了“表达式2（循环条件）”，则不做其它处理时便成为死循环。
例如：
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∙for（i=1;;i++）sum=sum+i;
for（i=1;;i++）sum=sum+i;
相当于：
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∙i=1;
∙while
（1）{
∙sum=sum+i;
∙i++;
∙}
i=1;
while
（1）{
sum=sum+i;
i++;
}
4）省略了“表达式3（循环变量增量）”，则不对循环控制变量进行操作，这时可在语句体中加入修改循环控制变量的语句。
例如：
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∙for（i=1;i<=100;）{
∙sum=sum+i;
∙i++;
∙}
for（i=1;i<=100;）{
sum=sum+i;
i++;
}
5）省略了“表达式1（循环变量赋初值）”和“表达式3（循环变量增量）”。
例如：
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∙for（;i<=100;）{
∙sum=sum+i;
∙i++;
∙}
for（;i<=100;）{
sum=sum+i;
i++;
}
相当于：
复制纯文本新窗口
∙while（i<=100）{
∙sum=sum+i;
∙i++;
∙}
while（i<=100）{
sum=sum+i;
i++;
}
6）3个表达式都可以省略。
例如：
for（;;）语句
相当于：
while
（1）语句
7）表达式1可以是设置循环变量的初值的赋值表达式，也可以是其他表达式。
例如：
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∙for（sum=0;i<=100;i++）sum=sum+i;
for（sum=0;i<=100;i++）sum=sum+i;
8）表达式1和表达式3可以是一个简单表达式也可以是逗号表达式。
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∙for（sum=0,i=1;i<=100;i++）sum=sum+i;
for（sum=0,i=1;i<=100;i++）sum=sum+i;
或：
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∙for（i=0,j=100;i<=100;i++,j--）k=i+j;
for（i=0,j=100;i<=100;i++,j--）k=i+j;
9）表达式2一般是关系表达式或逻辑表达式，但也可是数值表达式或字符表达式，只要其值非零，就执行循环体。
例如：
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∙for（i=0;（c=getchar（））!
=’\n’;i+=c）;
for（i=0;（c=getchar（））!
=’\n’;i+=c）;
又如：
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∙for（;（c=getchar（））!
=’\n’;）
∙printf（"%c",c）;
for（;（c=getchar（））!
=’\n’;）
printf（"%c",c）;
循环的嵌套
【例6-7】循环嵌套的应用。
复制纯文本新窗口
∙#include
∙intmain（void）{
∙inti,j,k;
∙printf（"ijk\n"）;
∙for（i=0;i<2;i++）
∙for（j=0;j<2;j++）
∙for（k=0;k<2;k++）
∙printf（"%d%d%d\n",i,j,k）;
∙return0;
∙}
#include
intmain（void）{
inti,j,k;
printf（"ijk\n"）;
for（i=0;i<2;i++）
for（j=0;j<2;j++）
for（k=0;k<2;k++）
printf（"%d%d%d\n",i,j,k）;
return0;
}
5.6C语言几种循环的比较
概括起来，C语言有四种循环：
goto语句构成的循环、while循环、do-while循环和for循环。
四种循环的比较：
∙四种循环都可以用来处理同一个问题，一般可以互相代替。
但一般不提倡用goto型循环，不但因为其蹩脚，我们也极力建议不要使用goto语句，尽量使用其他语句代替。
∙while和do-while循环，循环体中应包括使循环趋于结束的语句。
∙for语句功能最强，也最常用。
∙用while和do-while循环时，循环变量初始化的操作应在while和do-while语句之前完成，而for语句可以在表达式1中实现循环变量的初始化。
总结：
for循环是最常用的循环，它的功能强大，可以代替其他循环。
5.7C语言break和continue语句的用法
break和continue语句都可以用在循环中，用来跳出循环（结束循环）；break语句还可以用在switch语句中，用来跳出switch语句。
break语句
break语句通常用在循环语句和开关语句中。
当break用于开关语句switch中时，可使程序跳出switch而执行switch以后的语句；如果没有break语句，则将成为一个死循环而无法退出。
break在switch中的用法已在前面介绍开关语句时的例子中碰到，这里不再举例。
当break语句用于do-while、for、while循环语句中时，可使程序终止循环而执行循环后面的语句，通常break语句总是与if语句联在一起，即满足条件时便跳出循环。
【例6-8】
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∙#include
∙intmain（void）{
∙inti=0;
∙charc;
∙while
（1）{/*设置循环*/
∙c='\0';/*变量赋初值*/
∙while（c!
=13&&c!
=27）{/*键盘接收字符直到按回车或Esc键*/
∙c=getch（）;
∙printf（"%c\n",c）;
∙}
∙if（c==27）
∙break;/*判断若按Esc键则退出循环*/
∙i++;
∙printf（"TheNo.is%d\n",i）;
∙}
∙printf（"Theend"）;
∙return0;
∙}
#include
intmain（void）{
inti=0;
charc;
while
（1）{/*设置循环*/
c='\0';/*变量赋初值*/
while（c!
=13&&c!
=27）{/*键盘接收字符直到按回车或Esc键*/
c=getch（）;
printf（"%c\n",c）;
}
if（c==27）
break;/*判断若按Esc键则退出循环*/
i++;
printf（"TheNo.is%d\n",i）;
}
printf（"Theend"）;
return0;
}
注意：
∙break语句对if-else的条件语句不起作用；
∙在多层循环中，一个break语句只向外跳一层。
continue语句
continue语句的作用是跳过循环体中剩余的语句而强行执行下一次循环。
continue语句只用在for、while、do-while等循环体中，常与if条件语句一起使用，用来加速循环。
对比一下break和continue。
while的用法：
while（表达式1）{
……
if（表达式2）break;
……
}
continue的用法：
while（表达式1）{
……
if（表达式2）continue;
……
}
【例6-9】
复制纯文本新窗口
∙#include
∙intmain（void）{
∙charc;
∙while（c!
=13）{/*不是回车符则循环*/
∙c=getch（）;
∙if（c==0X1B）
∙continue;/*若按Esc键不输出便进行下次循环*/
∙printf（"%c\n",c）;
∙}
∙return0;
∙}
5.8C语言循环控制程序举例
【例6.10】用下面的公式求π：
分析：
首先，系数为正数的项的分母是4n-3（n为正数项的项数），为负数的项的分母为4n-1（n为负数项的项数），即分母的变化规律是1、3、5、7...的奇数数列，则第n项的分母为2n-1，第10000项的分母为2*10000-1。
复制纯文本新窗口
∙#include
∙#include
∙intmain（void）
∙{
∙doublep=0,j=1;
∙inti;
∙for（i=1;i<10000;i++）//此处i为项数
∙{
∙j=pow（-1.0,i+1）/（2*i-1）;//pow（x,y）求x的y次幂
∙p+=j;
∙printf（"%lf\n",4*p）;//输出每一项的值
∙}
∙printf（"%lf\n",4*p）;//输出最终pi值
∙return0;
∙}
#include
#include
intmain（void）
{
doublep=0,j=1;
inti;
for（i=1;i<10000;i++）//此处i为项数
{
j=pow（-1.0,i+1）/（2*i-1）;//pow（x,y）求x的y次幂
p+=j;
printf（"%lf\n",4*p）;//输出每一项的值
}
printf（"%lf\n",4*p）;//输出最终pi值
return0;
}
i的值越大，结果越精准，同样计算时间也更长。
注意：
经读者反馈，笔者意识到以前提供的例子是错的，上面是更改后的代码，更改时间为2014-07-061:
50:
34；错误的例子就不提供了。
【例6-11】判断m是否素数。
复制纯文本新窗口
∙#include
∙#include
∙intmain（void）{
∙intm,i,k;
∙printf（"Inputyournumber:
"）;
∙scanf（"%d",&m）;
∙k=sqrt（m）;//m的开方
∙for（i=2;i<=k;i++）
∙if（m%i==0）break;
∙if（i>=k+1）
∙printf（"%disaprimenumber\n",m）;
∙else
∙printf（"%disnotaprimenumber\n",m）;
∙return0;
∙}
#include
#include
intmain（void）{
intm,i,k;
printf（"Inputyournumber:
"）;
scanf（"%d",&m）;
k=sqrt（m）;//m的开方
for（i=2;i<=k;i++）
if（m%i==0）break;
if（i>=k+1）
printf（"%disaprimenumber\n",m）;
else
printf（"%disnotaprimenumber\n",m）;
return0;
}
【例6-12】求100至200间的全部素数。
复制纯文本新窗口
∙#include
∙#include
∙intmain（void）{
∙intm,i,k,n=0;
∙for（m=101;m<=200;m=m+2）{
∙k=sqrt（m）;//m的开方
∙for（i=2;i<=k;i++）
∙if（m%i==0）break;
∙if（i>=k+1）{
∙printf（"%d\n",m）;
∙n=n+1;
∙}
∙}
∙printf（"\n"）;
∙return0;
∙}
#include
#include
intmain（void）{
intm,i,k,n=0;
for（m=101;m<=200;m=m+2）{
k=sqrt（m）;//m的开方
for（i=2;i<=k;i++）
if（m%i==0）break;
if（i>=k+1）{
printf（"%d\n",m）;
n=n+1;
}
}
printf（"\n"）;
return0;
}
注意：
经读者@ahlei、@娄@IKGROADS、@啊啊、@hi、@小姐”的反馈，笔者意识到以前提供的例子让人费解，将代码做了修改，就是上面的代码，修改时间为2014-07-0602:
05:
251。
下面是老代码：
#include
main（）{
intm,i,k,n=0;
for（m=101;m<=200;m=m+2）{
k=sqrt（m）;
for（i=2;i<=k;i++）
if（m%i==0）break;
if（i>=k+1）{
printf（"%d",m）;
n=n+1;
}
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