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1、第5章 循环结构的程序设计,5.1 循环结构问题的提出5.2 解决单重循环的问题5.3 解决多重循环的问题5.4 简单的程序调试,5.1 循环结构问题的提出,在用计算机解决大量的实际问题时，经常会遇到如下许多重复运算的问题。（1）求某一同学一学期的平均分。解决方法是将该同学这一学期所有考核成绩累加，再除以考核门数，就得到该生的平均分。,（2）计算：1*2*3*n。这是一个累乘的问题，每个乘数与前面的一个数都有固定的关系（后面的数比前面的数大1）。因此每次累乘的数都是前面的数加1，方法相同，实际这是一个重复累乘的问题。这一类问题，重复的次数有些情况是已知的，有些情况是未知的。但是这些问题都带有重
2、复性的工作，解决这类问题，采用循环结构最为适当。,有些问题，采用单重循环就能解决，比如上面所举的两个例子，都可以采用单重循环；而有些问题，比如说二维表格数据输出的问题，则需要采用双重循环才能解决。C语言提供了三种实现循环结构的语句，它们分别是：while语句、do-while语句和for语句，三种循环语句各有不同的特点，我们可以灵活使用。,5.2 解决单重循环的问题,5.2.1 while循环语句while循环语句的形式如下：while（表达式）循环体语句while循环语句的执行过程如图5-1所示。,图5-1 while语句的执行,说明（1）用while语句构成的是“当型”循环结构，它的特点是
3、：“先判断，后执行”，如果表达式的最初值为0，则循环体语句一次也不执行。只有当表达式的值为非0时，才能执行循环体语句。执行完循环体语句后，再返回循环的开始部位，判断表达式的值，决定是否继续循环。,（2）循环体语句只能是一条语句，如需要使用多条语句，必须采用复合语句的形式。（3）循环体内一定要有能够改变表达式的值的操作，最终使其表达式的值变为0，否则将形成无休止的“死”循环。,例5.1 求：1+2+3+n的累加求和的值。问题分析：（1）我们首先需要设置一个存放累加求和的变量sum，每一次加一个数放入变量sum中；（2）再设置一个存放加数的变量i，每一次累加时被加的数均需比前一个数大1；（3）最后
4、还需设置一个结束累加的变量n，确定累加到什么数为止。,根据以上分析，写出源程序如下：main()int i,n,sum;i=1;sum=0;printf(Please input n:);scanf(%d,while(i=n)/*累加的数i 小于或等于终止数n就循环累加，否则结束循环*/,sum=sum+i;i+;printf(sum=%dn,sum);说明（1）存放累加求和的变量sum，说明后必须赋初值，一般为0，否则由于说明的变量其原有初值不确定，导致结果有误。,（2）程序中sum=sum+i;语句是一个累加求和功能的语句，它是将变量sum中的数值加上变量i中的数值，求和后再放入变量sum
5、中，此时变量sum中存放的数值已经变为新的数值，原有数值已被覆盖掉。以上程序运行情况如下：Please input n:100sum=5050,5.2.2 do-while 循环语句do-while 循环语句的形式如下：do 循环体语句 while（表达式）;do-while语句的执行过程如图5-2所示。,图5-2 do-while语句的执行过程,说明（1）用do-while语句构成的仍是“当型循环”结构。它的特点是：“先执行，后判断”。遇到do关键字后，首先执行循环体语句，然后计算表达式的值，如表达式的值为非0，则继续执行循环体语句，然后再计算表达式的值，如表达式的值为0，则结束循环，执行d
6、o-while语句后面的语句。因此这种循环结构，最少也可以执行一次循环体语句。,（2）循环体语句仍然只能是一条语句，如需要使用多条语句，必须采用复合语句的形式。（3）循环体语句中也一定要有改变表达式的值的操作，最终使其表达式的值变为0，结束循环。否则将成为“死”循环。（4）在关键字while的小括号的后面，一定要加分号“；”，千万不能忘记，它表示do-while语句到此结束。,例5.2 求：n!，即计算123n的值。源程序如下：main()int i,n,s;i=1;s=1;printf(Please input n:);scanf(%d,do s=s*i;/*使用“累乘”的公式*/i+;wh
7、ile(i=n);printf(%d!=%dn,n,s);,说明（1）存放累乘求和的变量s，说明后必须赋初值，一般为1，否则由于说明的变量其原有初值不确定，导致结果有误。（2）程序中s=s*i;语句是一个累乘求和功能的语句，它是将变量s中的数值乘上变量i中的数值，累乘后再放入变量s中，此时变量s中存放的数值已经变为新的数值，原有数值已被覆盖掉。,以上程序运行情况如下：Please input n:55！=120,5.2.3 for循环语句for循环语句的形式如下：for(表达式1；表达式2；表达式3)循环体语句for语句的执行过程如图5-3所示。,图5-3 for语句的执行过程,说明（1）由图
8、5-3可知，for循环语句的特点仍是“先判断，后执行循环体”。遇到for关键字，先计算表达式1的值，然后再判断表达式2的值，如其值为非0，则执行循环体语句，执行完循环体语句后，再来计算表达式3的值，然后再判断表达式2的值。如其值为0，则结束for循环语句，执行for循环语句后面的语句。,（2）循环体语句仍然只能是一条语句，必要时可采用复合语句的形式。（3）此结构仍需最终使表达式2的值变为0，以结束循环。否则将会造成“死”循环。（4）for语句的表示形式相当灵活，其中：表达式1和表达式3均可省略，但一定要确保表达式2最终值等于0。表达式1或表达式3省略后，其分号“；”必须有，不能省略，即：for
9、(;表达式2;)循环体语句,（5）通常情况下：表达式1代表循环控制变量的初值，表达式2代表循环控制变量的终值，而表达式3代表循环控制变量的增量，例如：求n!，可简单表示成：s=1;for(i=1;i=n;i+)s=s*i;,5.2.4 三种循环语句的比较for循环和while循环语句结构均是先判断循环条件，条件成立，才执行循环体，具有“先判断，后执行”特点；而do-while循环语句则是先执行循环体，然后再判断循环条件，具有“先执行，后判断”的特点。,5.3 解决多重循环的问题,5.3.1 三种循环语句的混合嵌套问题例5.8 求2100之间的所有素数，并输出。问题分析判断一个数是否是素数的方法
10、，我们在前面已经介绍了。设某一个数为a，判断该数是否为素数，就是用这个数分别被2去除，如果都不能被除尽，则该数为素数，如有一次被除尽，则该数就不是素数。,现需求2100之间的所有素数，判断素数的方法是相同的，只要利用循环依次从2100之间取一个数，判断是否是素数，如是素数就输出显示，不是素数就继续判断下一个数，直至判断到100为止。源程序如下：,#include math.hmain()int n,i,j,flag,x=0;for(i=2;i=100;i+)flag=1;j=2;n=(int)sqrt(double)i);while(flag,if(flag)printf(%d,i);x+;i
11、f(x%5=0)printf(n);,程序运行时，当i=2或3时，变量j的初值也为2，大于变量n的值，内嵌的while循环不执行，flag变量值为1，输出素数2或3；当i3时，进入内层循环，若i为素数，flag的值不变，仍为1，若i不是素数，flag的值变为0，并立即结束内循环。当退出内循环后，if语句判断flag的值为1时，输出素数i；若i不是素数，flag的值变为0，不做输出。,外层循环继续取下一个数，通过内层循环判断是否是素数，直到外层循环取的数i大于100后，结束外层循环，结束程序运行。,通过以上例子我们看到，外层循环的目的是，每次循环分别从2100的数中取某一个数，已知循环的次数为9
12、9次，采用for循环比较合适；而内层循环是判断某个数是否是素数，在每一次的除法中，当某一次除法运算出现余数为0时，表明该数不是素数，立即结束内层循环，所以内层循环次数事先难以确定，因此采用while循环最为适当。,在解决多重循环问题时，往往需要具体问题具体分析，根据实际问题的内容和特点，采用不同的循环结构。因此在解决多重循环问题时，三种循环结构并举，适合哪一种循环结构，就采用哪一种循环结构。读者可在实践过程中灵活使用。,5.3.2 continue语句和break语句在循环中的应用1Continue 语句continue语句的一般形式：continue；该语句的功能是：结束本次循环。也就是说，
13、不管在该语句的后面是否还有其他执行语句，遇到continue；语句，本次循环到此结束，接着进行下一次循环的判断。,例5.9 将10100之内的不能被5整除的数输出。源程序如下：main()int n;for(n=10;n=100;n+)if(n%5=0)continue;printf(%d,n);,程序运行时，当n能被5整除时，将执行continue；语句，这次循环到此结束，不再执行printf(%d,n);语句，只有当n不能被5整除时，才执行printf(%d,n);语句。,2Break 语句break语句的一般形式是：break；在循环结构中使用break；语句，可强制结束循环。不管循环条
14、件是否成立，都将跳出它所在的本重循环，结束本重循环的执行。注意：它不能跳出多重循环，只能跳出本重循环。,例5.10 使用break语句的例子。源程序如下：main()int i,s;s=0;for(i=1;i5)break;printf(s=%dn,s);,此例中，如果没有break语句，则循环将执行10次；而含有break语句后，当循环执行到第3次时，i等于3，s的值为6，if语句的条件成立，将会执行到break语句，于是for循环到此结束，提前终止了循环。break语句只能用于循环语句和switch语句中。break语句是终止循环，而continue语句只是结束本次循环，两条语句功能不同，请不要混淆。,5.4 简单的程序调试,读者可能在上机操作时，遇到了一个头疼的问题，怎么修改程序也总是报错，不知从何入手。这就是程序调试的问题。归纳起来，程序出错大致有三种情况：编译时出错、运行时出错和运行结果不符合要求。,
