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1、C语言第6章第六章 循环结构程序设计本章要点循环结构是C语言的3种基本结构之一。当需要重复处理问题时，应该使用循环结构，因此，循环结构也称为重复结构。在C语言中，可以用for语句、dowhile语句和while语句实现循环结构，用break语句和continue语句控制循环执行的流程。有时，也用goto语句和if语句构成循环。了解循环结构的概念，掌握for语句、dowhile语句和while语句，理解循环的嵌套及嵌套的执行过程，掌握break语句和continue语句的用法和区别。本章的重点和难点是for语句和循环的嵌套。第一节 概述在现实生活中，许多问题常常需要重复处理。例如，求1100的累

2、加和。根据已有的知识，可以用“1+2+100”来求解，但显然很繁琐。现在换个思路来考虑：首先设置一个变量sum，其初值为0，利用sum += i（sum=sum+i）来计算（i依次取1、2、100），只要解决以下3个问题即可：（1）将i的初值置为1；（2）每执行1次“sum += i”后，i增1；（3）当i增到101时，停止计算。此时，sum的值就是1100的累加和。根据已有的知识，单独实现每一步都不难。但是，由于需要经常使用这种重复计算结构（称为循环结构），C语言提供了3种循环语句来实现，以简化、并规范循环结构程序设计。在C语言中，可用以下语句实现循环：（1）for语句;（2）dowhile

3、语句;（3）while语句;（4）用goto语句和if语句构成循环。但在结构化程序设计中，主张限制使用goto语句。因为滥用goto语句，将会导致程序结构无规律、可读性差。要构成一个有效的循环，应当指定两个条件：（1）需要重复执行的操作，这称为循环体；（2）循环结束条件，即在什么情况下停止重复的操作。例如，用while循环语句求1100的累加和。i=1;sum=0; /*初始化循环控制变量i和累加器sum*/while( i=100 ) /*当i100时循环结束*/ /*循环体开始*/ sum += i; /*实现累加*/ i+; /*循环控制变量i增1*/ /*循环体结束*/通过该例可以看出

4、：用一个while循环语句，就把需要重复执行100次程序段的问题解决了。一个while语句实现了一个循环结构。第二节 while语句while语句用来实现“当型”循环结构。while语句的一般格式：while(表达式) 循环体；功能：首先求解表达式，如果其值为逻辑真（非0），则执行循环体语句，结束一轮循环后，再计算表达式，若值为真则执行循环体语句；重复以上过程，直到表达式的值为逻辑假（0），结束循环，执行while语句的下一条语句。执行过程如图6-1所示。说明： （1）表达式是循环控制的条件，可以是任意合法的表达式。（2）while语句中循环体可为任意类型语句。如果循环体包含一条以上的语句，应

5、该用花括号“”括起来，以复合语句形式出现。（3）while语句的特点是：先判断，后执行，即先判断表达式，若为真后执行循环体语句。因此，在while语句中循环体有可能一次也不执行。 （4）在while循环中，必须有使得循环趋于结束的语句。否则循环永远不能结束，称这种循环为死循环。例6.1 用while语句求1100的累加和。这是一个求100个数的累加和问题。根据传统流程图如图6-2编写程序。#include main() int i=1,sum=0; /*初始化循环控制变量i和累加器sum*/while( i=100 ) /*当循环条件i100时循环结束，因此应使i增值以最终导致i100，本例使

6、用“i+；”语句来达到此目的。如果无此语句，则i的值始终不改变，循环永不结束。例6.2 用公式求的近似值，直至最后一项的绝对值小于10-4为止。#include #include main()int n=1; /*初始化变量n，用n存放每项分母*/float s,t,pi;t=1.0; /*初始化变量t，用t存放每项的值*/pi=0; /*初始化变量pi，用pi存放所求的值*/s=1.0; /*初始化变量s，用s存放每项分子，其值在1和-1之间变化*/while(fabs(t)=1e-4)pi=pi+t; n=n+2; s=-s;t=s/n;pi=pi*4;printf(pi=%fn,pi);

7、程序运行结果：pi=3.141397本例中，根据公式可知，相加的加数正负号交替，当每加一项后，t的符号应当改变，这可用s交替乘1和-1来实现。而用最后一项t的绝对值小于10-4来作为循环结束条件。第三节 dowhile语句dowhile语句也是一种循环结构，可用来实现“直到型”循环。dowhile语句的一般格式： do 循环体; while(表达式); /*本行的分号不能缺省*/功能：首先执行循环体语句，再计算表达式。如果表达式的值为真（非 0），则返回重复执行循环体语句；否则，如果表达式的值为假（0），则结束循环，执行dowhile的下一条语句。执行过程如图6-3所示。说明：（1）dowhi

8、le语句中，do和while必须配对使用。在while(表达式)后的分号“；”不能缺省。（2）dowhile语句的表达式可以是任意合法的表达式，是循环控制的条件。（3）当循环体仅由一条语句构成时，可以不使用复合语句形式。（4）dowhile语句的特点是：先执行，后判断，即先执行循环体，然后再判断表达式。因此，dowhile语句至少执行一次循环体。例6.3 用dowhile语句求解1100的累加和。根据传统流程图如图6-4编写程序。#include main() int i=1, sum=0; /*定义并初始化循环控制变量i以及累加器sum*/do sum += i; /*累加*/ i+; wh

9、ile(i=100); /*循环条件：i=100*/printf(sum=%dn,sum); 程序运行结果：sum=5050dowhile语句比较适用于处理：不论条件是否成立，先执行1次循环体语句的情况。除此之外，dowhile语句能实现的，for语句也能实现，而且更简洁。例6.4 比较while 与dowhile。#include #include main() main () int i,sum=0; int i,sum=0; scanf(%d,&i); scanf(%d,&i); while(i=100) do sum=sum+i; sum=sum+i; i+; i+; while(i=

10、100) ; printf(%d,sum); printf(%d,sum); 程序运行结果： 程序运行结果：输入：100 输入：100输出：100 输出：100再次运行： 再次运行：输入：101 输入：101输出：0 输出：101可以看出while 语句与dowhile语句的区别：一般情况下，用while语句和dowhile语句处理同一个问题时，如果二者的循环体一样，那么结果也一样。但是当while后面表达式的值一开始就为假（0），那么两种循环的结果是不同的。因为while语句的特点是：先判断表达式，若为真后执行循环体语句。当表达式的值一开始就为假，则循环体语句一次也不执行；而dowhile语

11、句的特点是：先执行循环体语句，后判断表达式，所以至少执行一次循环体语句。第四节 for语句除了可以用while语句和dowhile语句实现循环外，C语言还提供for语句实现循环，而且for语句更灵活。for语句的一般格式： for(表达式1；表达式2；表达式3) 循环体；功能：首先求解表达式1，然后求解表达式2。如果表达式2的值为真（非0），则执行循环体语句，执行完毕后求解表达式3，然后判断表达式2，若值为真，继续执行循环体语句；重复以上过程，当表达式2的值为假（0），则结束循环，执行for语句后的下一条语句。执行过程如图6-5所示。for语句最简单的应用形式也就是最易理解的形式：for（循环

12、变量赋初值；循环条件；循环变量增值） 循环体；3说明：（1）表达式1、表达式2和表达式3三部分均可缺省，甚至全部缺省，但其间的分号不能省略。省略表达式1, 此时应在for语句前给循环变量赋值。例如，i=1;for( ; i=100 ; i+ ) sum=sum+i;省略表达式2，即不判断循环条件，循环无终止的进行下去，也就是认为表达式2始终为真。例如，for( i=1; ;i+) sum=sum+i;省略表达式3，此时应把改变循环变量值的语句放在循环体内。例如：for( i=1 ; i=100 ; ) sum=sum+i;i+ ; 省略表达式1、表达式3，例如， for( ; i=100 ;

13、) sum=sum+i; i+; 3个表达式都省略，例如：for( ; ; )语句即不设初值，不判断条件（认为表达式2为真），循环变量不增值。无终止地执行循环体。显然，while循环是for循环的一种简化形式。表达式1;while（表达式2） 语句 表达式3；（2）表达式2是一个逻辑值，一般是关系表达式或逻辑表达式，也允许是数值表达式或字符表达式，只要其值为非零，就执行循环体语句。例如，for ( ; (c=getchar()!=n ; ) printf(%c ,c );（3）表达式3，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它表达式（如逗号表达式）。例如，for(sum=0

14、;i=100;i+) sum += i; for(sum=0,i=1;i=100;i+) sum += i; （4）循环体语句可以是一条语句，也可以是复合语句。（5）C 99允许在for语句的表达式1中定义变量并赋值。例如，for(int i=1; i=100 ; i+ ) sum=sum+i;注意：所定义的变量有效范围只限于for循环中，在循环外不能使用此变量。例6.5 求1100的累加和。根据传统流程图如图6-6编写程序。#include 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*/pr

15、intf(sum=%dn,sum); 程序运行结果：sum=5050例6.6 求n的阶乘n!（n!=1*2*n）。这是一个求累积问题，与累加和算法类似。#include main() int i, n; long f=1; /*将累乘器f初始化为1*/ printf(Input n: ); scanf(%d, &n); for(i=1; i=n; i+) f*= i; /*实现累乘*/ printf(%d ! = %ldn, n, f); 程序运行结果：Input n: 55 ! = 120第五节 循环的嵌套循环结构的循环体内，又包含另一个完整的循环结构，称为循环的嵌套。外层循环称为外循环，内

16、嵌的循环称为内循环。内循环中还可以嵌套循环，这就是多重循环。循环的嵌套必须完全嵌套，也就是内层循环结构必须完全包含在外层循环结构之中。for语句和while语句允许嵌套，dowhile语句也不例外。 例如，while（）/*外循环*/ for( ) /*内循环*/ 说明：循环的嵌套其执行过程是，外循环每执行一次，内循环都要从头到尾执行一遍。例6.7 输出以下图案：*分析图形可知，图形分5行，第1行有1个“*”，第2行有2个“*”，第i行有i个“*”。可用循环的嵌套实现，外循环用于控制打印5行，内循环用于控制每行输出的“*”数。#include main()int i,j;for(i=1;i6;

17、i+) /*外循环*/ for(j=1;j1000的最小值n。根据传统流程图如图6-7编写程序。#include main() int n; long f=1; for(n=1; ; n+) f*= i; if(f1000) break; printf(%dn, n); 程序运行结果：7在该程序的循环体中用f1000进行条件判断，如果满足f1000，则执行break语句结束for循环，执行下一条语句“printf(%dn, n);”。二、continue语句continue语句的一般格式：continue；功能：对于for循环，跳过循环体其余语句，转向循环变量增量表达式的计算；对于while和

18、dowhile循环，跳过循环体其余语句，但转向循环条件的判定。break和continue语句的区别：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过程，不再判断执行循环的条件是否成立。说明：（1）continue只能用于循环语句中。（2）循环嵌套时，continue语句只影响包含它们的最内层循环，与外层循环无关。例6.9 把100200之间的不能被3整除的数输出。根据传统流程图如图6-8编写程序。#include main( ) int n; for(n=100;n=200;n+) if ( n%3= =0) continue; print

19、f(%5d,n); 在此例程序的循环体中用n%3= =0进行条件判断，如果满足n%3= =0，则执行continue语句结束本次循环，转而执行n+；语句进入下一次循环，但不结束整个for循环。三、goto语句goto语句的一般格式：goto 标号功能：使系统转向标号所在的语句行执行。例6.10 用goto语句实现1100的累加和。#include main() int n=1, sum=0; loop: sum += n; n+; if (n=3），即从第3个数开始，每个数等于前2个数之和。参考源程序如下：#include main() long int f1=1,f2=1; /*定义并初始化

20、数列的头2个数*/int i=1; /*定义并初始化循环控制变量i*/for( ; i=20; i+ ) /*1组2个，20组40个数*/ printf(%15ld%15ld, f1, f2); /*输出当前的2个数*/ if(i%2=0) printf(n); /*输出2次（4个数），换行*/ f1 += f2; f2 += f1; /*计算下2个数*/ 程序运行结果：1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987 1597 2584 4181 6765 10946 17711 28657 46368 75025 121393 196418 31

21、7811 514229 832040 134* *309 3524578 5702887 9227465 14930352 24157817 39088169 63245986 102334155例6.12 输出10100之间的全部素数。所谓素数n是指，除1和n之外，不能被2（n-1）之间的任何整数整除。判断某数n是否是素数的方法：根据素数的定义，用2（n-1）之间的每一个数去整除n，如果都不能被整除，则表示该数是一个素数。显然，只要设计出判断某数n是否是素数的算法，外面再套一个for循环指定求解10100之间的素数即可。参考源程序如下：#include main()int i=11, j,

22、counter=0; for( ; i=100; i+=2) /*外循环：为内循环提供一个整数i*/ for(j=2; j= i ) /*整数i是素数，则输出，计数器加1*/ printf(%6d,i); counter+; 程序运行结果：11 13 17 19 23 29 31 37 41 4347 53 59 61 67 71 73 79 83 8997例6.13 求两个正整数m和n的最大公约数。求两个正数的最大公约数通常采用“辗转相除法”。（1）输入两个正数m和n；（2）用m除以n，得余数r（0 r n）；（3）判断余数r是否为0，若为0，输出当前值即为最大公约数，算法结束；否则执行下一

23、步；（4）当余数r 0时，更新被除数和除数，再转到第2步。参考源程序如下：#include main() int m,n,a,b,r; scanf(%d,%d,&m,&n); if(mn) t=m;m=n;n=t;a=m; b=n;do r=a%b; a=b; b=r;while(r!=0);printf(%d和%d的最大公约数是：%dn,m,n,a); 程序运行结果：9,1212和9的最大公约数是：3例6.14 从键盘输入一组字符，统计和输出大写字母和小写字母的个数。统计大写字母和小写字母的个数，先判断输入的字符是大写字母还是小写字母，若是，则个数加1；否则，以回车换行结束统计。参考源程序如

24、下：#include main() int m=0,n=0;char c; while(c=getchar()!=n) if(c=A&c=a&c=z) n+;printf(大写字母个数：%dn,m);printf(小写字母个数：%dn, n);程序运行结果：C Program大写字母个数：2小写字母个数：6本章小结本章叙述了循环结构的概念以及在C语言中for语句、dowhile语句和while语句实现的方法，重点介绍了for语句、dowhile语句、while语句和循环的嵌套。注意理解break语句和continue语句的用法和区别。习 题一、选择题1设有程序段int k=10;while(k

25、=0) k=k-1;则下面描述中正确的是（ ）。A.while循环执行10次 B.循环是无限循环C.循环体语句一次也不执行 D.循环体语句执行一次2以下描述中正确的是（ ）。A.while，do-while，for循环中的循环体语句都至少被执行一次B.do-while循环中，在while(表达式)后面的分号可以省略C.while循环体中，一定要有能使while后面表达式的值变为零(假)的操作D.do-while循环中，根据情况可以省略while。3以下正确的描述是（ ）。A.continue语句的作用是结束整个循环的执行。B.只能在循环体内和switch语句体内使用break语句。C.在循环体

26、内使用break语句或continue语句的作用相同。D.从多层循环嵌套中退出时，只能使用goto语句。4若i为整型变量，则以下循环执行次数是（ ）。for (i=2;i= =0;) printf(%d,i- -);A.无限次 B.0次 C.1次 D.2次5执行语句for(i=1;i+4;);后变量的值为（ ）。A.3 B.4 C.5 D.不定6下面程序的功能是在输入一批正整数中求出最大者,输入0结束循环，请选择填空。#include stdio.hmain()int a,max=0;scanf(%d,&a);while（ ）if (maxa) max=a; scanf(%d,&a);printf(%d,max);A.a= =0 B.a C.!a= =1 D.!a 7下面程序的运行结