第 四 章 循环结构 while语句 do {} while 语句 break和continue语句 第 四 章 循环结构 while语句 do {} while 语句 break和continue语句 xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

4.1 用格里高利公式求π的近似值 1,3,5,7,分之一，正负交替 使用格里高利公式求π的近似值，要求精确到最后一项的绝对值小于10–4。 4.1 用格里高利公式求π的近似值 使用格里高利公式求π的近似值，要求精确到最后一项的绝对值小于10–4。 1,3,5,7,分之一，正负交替 xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

4.1.1 程序解析－求π的近似值 flag = 1; /* int */ denominator = 1; /* int */ 4.1.1 程序解析－求π的近似值 flag = 1; /* int */ denominator = 1; /* int */ item = 1.0; /* double */ pi = 0; /* double */ while(fabs (item) >= 0.0001) { item = flag * 1.0 / denominator; pi = pi + item; flag = -flag; denominator = denominator +2; } pi = pi * 4; xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

4.1.2 while 语句 while (条件表达式) 循环体语句; 循环条件 循环体 假 表达式 真 循环体语句 while下一条语句 xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

复合语句 for ( i=1; i<n; i++) sum = sum + i; for ( i=1; i<n; i++) { item = 1.0/i; sum = sum + item; } if( x<y ) { temp = x; x = y; y = temp; } if( x<0 ) x = -x; xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

while 语句说明 while 语句和for语句 都是在循环前先判断条件 for(表达式1; 表达式2; 表达式3) 循环体语句 表达式1； while (表达式2) { 循环体语句； 表达式3； } 改写for语句为while 语句 xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

while 和 for 的比较 for (i = 1; i <= 10; i++) sum = sum + i; while (i <= 10){ 循环条件 sum = sum + i; i++; 循环变量的改变 } 循环体 xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

4.1.3 统计输入的一批学生的平均成绩 例4-2 从键盘输入一批学生的成绩，计算平均分。 分析： 求累加和 确定循环条件 不知道输入数据的个数，无法事先确定循环次数 用一个特殊的数据作为正常输入数据的结束标志，比如选用一个负数作为结束标志。 xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

#include <stdio.h> Int main(void) { int num; double grade, total; num = 0; total = 0; printf(“Enter grades: \n"); scanf("%lf", &grade); /* 输入第1个数*/ while (grade>= 0) { /* 输入负数，循环结束 */ total = total + grade; num++; scanf (“%lf”, &grade); } if(num != 0) printf(“Grade average is %.2f\n", total/num); else printf(" Grade average is 0\n"); return 0; Enter grades: -1 67 88 73 54 82 Grade average mark is Enter grades: 67 88 73 54 82 -1 Grade average is 72.80 xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

4.2.2 do - while 语句 do { 循环体语句 } while (表达式) 先循环 后判断 循环体语句 假 表达式 真 xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

4.2 统计一个整数的位数 从键盘读入一个整数，统计该数的位数。 4.2.1 程序解析 4.2.2 do - while语句 4.2.1 程序解析 4.2.2 do - while语句 4.2.3 循环语句的选择 xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

4.2.1 程序解析－统计一个整数的位数 int main(void) { int count, number; count = 0; 4.2.1 程序解析－统计一个整数的位数 Enter a number: 12534 It contains 5 digits. int main(void) { int count, number; count = 0; printf(“Enter a number: "); scanf ("%d", &number) ; if (number < 0) number = -number; do { number = number / 10; count ++; } while (number != 0); printf("It contains %d digits.\n", count); return 0; } Enter a number: -99 It contains 2 digits. Enter a number: 0 It contains 1 digits. if (number==0) count = 1; while (number != 0) { number = number / 10; count ++; } xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

while 和 do-while 的比较 while 是先判别条件，再决定是否循环； 真 假 表达式 循环体语句 do-while的下一条语句 真 假 while的下一条语句 表达式 循环体语句 xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

4.2.3 循环语句的选择 if（循环次数已知） 使用for语句 else /* 循环次数未知 */ if (循环条件在进入循环时明确) 4.2.3 循环语句的选择 if（循环次数已知） 使用for语句 else /* 循环次数未知 */ if (循环条件在进入循环时明确) 使用while语句 else /* 循环条件需要在循环体中明确 */ 使用do-while语句 xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

4.3 判断素数 输入一个正整数m，判断它是否为素数。 xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

4.3.1 程序解析－判断素数 算法：除了1和m，不能被其它数整除。 设 i 取值 [2, m-1] 如果m不能被该区间上的任何一个数整除，即对每个i，m%i 都不为0，则m是素数 只要找到一个i，使m%i为0，则m肯定不是素数 m %2 %3 %4 %5 %(m-1) 不是素数 || =0 =0 是素数 && !=0 !=0 m不可能被大于 m/2 的数整除 i 取值 [2, m-1] 、 [2, m/2] 、 [2, ] for(i = 2; i <= m/2; i++) if(m % i == 0) break; if(i > m/2) printf("yes\n") else printf("no\n”); xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

例4-4源程序－判断素数 int main(void) { int i, m; printf(“Enter a number: "); No int main(void) { int i, m; printf(“Enter a number: "); scanf ("%d", &m); for (i = 2; i <= m/2; i++) if (m % i == 0) break; if (i > m/2 ) printf("%d is a prime number! \n", m); else printf("No!\n"); } Enter a number: 11 11 is a prime number! 循环条件? 循环的结束条件? xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

break 语句 while(exp){ 语句1 if (expb) break; 语句2 } 当循环有多个出口时： 区分与处理结束条件 for (i = 2; i <= m/2; i++) if (m % i == 0) break; if (i > m/2 ) printf("Yes"); else printf("No!\n"); break 语句 for(i = 2; i <= m/2; i++) if(m%i == 0){ printf("No!\n"); break; } printf("Yes"); while(exp){ 语句1 if (expb) break; 语句2 } 真 假 exp 语句1 expb 语 句2 循环体 当循环有多个出口时： 区分与处理结束条件 xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

continue 语句 while(exp){ 语句1 if (expb) continue; 语句2 } 真 假 exp 语句1 expb 语 句2 循环体 while(exp){ 语句1 if (expb) continue; 语句2 } 跳过continue后面的语句，继续下一次循环 xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

break 和 continue #include "stdio.h" int main(void) { char c; int i; abc↙ efgh ↙ 123 ↙ #include "stdio.h" int main(void) { char c; int i; for (i = 0; i < 10; i++) { c = getchar(); if (c == '\n') break; putchar(c); } abc continue; abcefgh1 xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

4.4 求1! + 2! + …. + 100! for (i = 1; i <= 100; i++){ item = i ! sum = sum + item; } 4.4.1 程序解析 调用函数 fact(i) 计算 i 的阶乘 4.4.2 嵌套循环 用循环计算 i 的阶乘 xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

4.4.1 程序解析 求1! + 2! + …. + 100! #include <stdio.h> double fact (int n); int main(void) { int i; double sum; sum = 0; for(i = 1; i <= 100; i++ ) sum = sum + fact (i); printf("1! + 2! + 3! + … + 100! = %e\n", sum); return 0; } double fact (int n) { int i; double result = 1; for (i = 1; i <= n; i++) result = result * i ; return result ; 4.4.1 程序解析 求1! + 2! + …. + 100! xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

4.4.2 嵌套循环 for (i = 1; i <= 100; i++){ item = i ! sum = sum + item; 4.4.2 嵌套循环 for (i = 1; i <= 100; i++){ item = i ! sum = sum + item; } for(i = 1; i <= 100; i++) { item = 1; for (j = 1; j <= i; j++) item = item * j; sum = sum + item; } xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

例4-6 源程序 #include <stdio.h> int main(void) { int i, j; double item, sum; /* item 存放阶乘 */ sum = 0; for(i = 1; i <= 100; i++) { item = 1; /* 每次求阶乘都从1开始 */ for (j = 1; j <= i; j++) /* 内层循环算出 item = i! */ item = item * j; sum = sum + item; } printf("1! + 2! + 3! + … + 100! = %e\n", sum); 例4-6 源程序 xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

内层循环的初始化 求1! + 2! + …. + 100! for(i = 1; i <= 100; i++) { item = 1; for (j = 1; j <= i; j++) item = item * j; sum = sum + item; } item = 1; for(i = 1; i <= 100; i++){ for (j = 1; j <= i; j++) item = item * j; sum = sum + item; } 求1! + 1!*2! + …… + 1!*2!*……*100! xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

分析嵌套循环的执行过程 for(i = 1; i <= 100; i++) { item = 1; for (j = 1; j <= i; j++) item = item * j; sum = sum + item; } 外层循环变量 i 的每个值 内层循环变量 j 变化一个轮次； 内外层循环变量不能相同 分别用 i 和 j xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

for (i = 1; i <= 100; i++) for (j = 1; j <= i; j++) printf ("%d %d\n", i, j ); xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

4.5 循环程序设计 循环程序的实现要点： 选用合适的循环语句 循环具体实现时考虑（循环条件）： 归纳出哪些操作需要反复执行？ 循环体 4.5 循环程序设计 循环程序的实现要点： 归纳出哪些操作需要反复执行？ 循环体 这些操作在什么情况下重复执行？ 循环条件 选用合适的循环语句 for while do-while 循环具体实现时考虑（循环条件）： 事先给定循环次数，首选for 通过其他条件控制循环，考虑while或do-while xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

例4-7 输入一批学生的成绩，求最高分(for) Enter n: 5 Enter 5 maks:67 88 73 54 82 Max = 88 #include <stdio.h> int main(void) { int i, mark, max, n; printf("Enter n: "); scanf ("%d", &n); printf("Enter %d marks: ", n); scanf ("%d", &mark); /* 读入第一个成绩 */ max = mark; /* 假设第一个成绩是最高分 */ for (i = 1; i < n; i++ ){ scanf ("%d", &mark); if (max < mark) max = mark; } printf("Max = %d\n", max); return 0; mark max max mark Enter n: 0 xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

例4-7 输入一批学生的成绩，求最高分(while) #include <stdio.h> int main(void) { int mark, max; printf(“Enter marks:"); scanf ("%d", &mark); /* 读入第一个成绩 */ max = mark; /* 假设第一个成绩最高分 */ while (mark >= 0){ if(max < mark) max = mark ; scanf ("%d", &mark ); }; printf("Max = %d\n", max); return 0; } Enter marks:67 88 73 54 82 -1 Max = 88 Enter marks:-1 xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

例4-7 输入一批学生的成绩，求最高分(do-while) #include <stdio.h> int main(void) { int mark, max; max = -1; /* 给max赋一个小初值 */ printf(“Enter marks: "); do{ scanf ("%d", &mark ); if (max < mark) max = mark; } while(mark >= 0); printf("Max = %d\n", max); } Enter marks: 67 88 73 54 82 -1 Max = 88 Enter marks: -1 xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

例4-8 将一个正整数逆序输出 确定：循环条件和循环体(循环不变式) 12345 5 4 3 2 1 例4-8 将一个正整数逆序输出 确定：循环条件和循环体(循环不变式) 12345 5 4 3 2 1 12345 % 10 = 5 12345 / 10 = 1234 1234 % 10 = 4 1234 / 10 = 123 123 % 10 = 3 123 / 10 = 12 12 % 10 = 2 12 / 10 = 1 1 % 10 = 1 1 / 10 = 0 结束 用do-while实现？ scanf( “%d”, &x); while (x != 0){ digit = x %10; x = x/10 ; printf( "%d ", digit); } 循环不变式 x%10 x=x/10 循环结束条件 x==0 xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

例4-9 求500以内的全部素数，每行输出10个 for (m = 2; m <= 500; m++) if (m是素数) printf( "%d", m); n = sqrt(m); for(i = 2; i <= n; i++) if(m % i == 0) break; if(i > n) printf("yes\n") else printf("no\n”); for (m = 2; m <= 500; m++){ n=sqrt(m); for(i = 2; i <= n; i++) if(m % i == 0) break; if(i > n) printf("%d", m) } xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

例4-9 源程序 #include <stdio.h> #include <math.h> int main(void) { int count, i, m, n; count = 0; for (m = 2; m <= 500; m++){ n = sqrt(m); for (i = 2; i <= n; i++) if(m % i == 0) break; if(i > n){ /* 如果m是素数 */ printf("%6d", m); count++; if (count %10 == 0) printf(“\n”); } 例4-9 源程序 xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

例4-10 求Fibonacci序列：1,1,2,3,5,8,13,… x1 = x2 = 1; x = x1 + x2; x1 = x2; x2 = x; 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, …… x1 x2 x x1 = 1; x2 = 1; printf ("%6d%6d", x1, x2 ); /* 输出头两项 */ for (i = 1; i <= 8; i++){ /* 循环输出后8项 */ x = x1 + x2; /* 计算新项 */ printf("%6d", x); x1 = x2; /* 更新x1和x2 */ x2 = x; } xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

例4-11古典算术问题－搬砖头 某地需要搬运砖块，已知男人一人搬3块，女人一人搬2块，小孩两人搬一块。 问用45人正好搬45块砖，有多少种搬法？ for (men = 0; men <= 45; men++) for (women = 0; women <= 45; women++) for (child = 0; child <= 45; child++) { if ((men+women+child==45) && (men*3+women*2+child*0.5==45)) printf("men=%d women=%d child=%d\n", men, women, child); } xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

例4-11 源程序(2) 比较循环次数 for (men = 0; men <= 15; men++) for (women = 0; women <= 22; women++) { child = 45 – women – men; if (men * 3 + women * 2 + child * 0.5 == 45) printf("men=%d women=%d child=%d\n", men, women, child); } 比较循环次数 for (men = 0; men <= 45; men++) for (women = 0; women <= 45; women++) for (child = 0; child <= 45; child++) { if ((men+women+child==45) && (men*3+women*2+child*0.5==45)) printf("men=%d women=%d child=%d\n", men, women, child); } xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

4.5 循环程序设计－习题 习题4-9 输入一个整数，从高位开始逐个数字输出。 （1） 如何得到10000 12345 /10000 = 1 4.5 循环程序设计－习题 习题4-9 输入一个整数，从高位开始逐个数字输出。 （1） 如何得到10000 找输入数据对应的幂 pow=1; temp = x; while (x != 0) { pow = pow * 10; x =x /10; } pow = pow /10; （2） 每次循环pow缩小1/10 （3） pow=0 结束 12345 /10000 = 1 12345 %10000 =2345 2345 /1000 = 2 2345%1000 =345 345 /100 = 3 345%100 =45 45 /10 = 4 45%10 =5 5/1= 5 5%1=5 xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132

本章要点 什么是循环? 为什么要使用循环? 如何实现循环? 实现循环时，如何确定循环条件和循环体? 怎样使用while 和do-while语句实现次数不确定的 循环? while 和do-while语句有什么不同? 如何使用break语句处理多循环条件? 如何实现多重循环? xgliu@cad.zju.edu.cn 13858115132