第六章 循环控制

循环的基本概念 不同形式的循环控制 多重循环问题 本章要点 循环的基本概念 不同形式的循环控制 多重循环问题

主要内容 6.1 概述 6.2 goto语句以及用goto语句构成循环 6.3 用while语句实现循环 6.4 用do-while语句实现循环 6.5 用for 语句实现循环 6.6 循环的嵌套 6.7 几种循环的比较 6.8 break语句continue和语句 6.9 程 序 举 例

§6.1 概述 什么是循环？ 为什么要使用循环？ 问题1： 问题2:求学生平均成绩 分数相加后除以课数 问题2:求学生平均成绩 分数相加后除以课数 在许多问题中需要用到循环控制。循环结构是结构化程序设计的基本结构之一，它和顺序结构、选择结构共同作为各种复杂程序的基本构造单元。

§6.2 goto语句以及用goto语句构成循环1 语句标号用标识符表示，它的定名规则与变量名相同，即由字母、数字和下划线组成，其第一个字符必须为字母或下划线。 例如：goto label_1; 合法; goto 123； 不合法.

§6.2 goto语句以及用goto语句构成循环 一般来说，可以有两种用途： (1) 与if语句一起构成循环结构； (2) 从循环体中跳转到循环体外。 但是这种用法不符合结构化原则，一般不宜采用，只有在不得已时(例如能大大提高效率)才使用.

运行结果：5050 例6.1 用if语句和goto语句构成循环，求1到100的和 void main( ) { int i， sum=0; i=1; loop: if(i<=100) { sum=sum+i; i++; goto loop; } printf("%d\\n″，sum); } 说明：这里用的是“当型”循环结构，当满足“i<=100” 时执行花括弧内的循环体。

图 §6.3 用while语句实现循环 while语句用来实现“当型”循环结构。 while (表达式) 语句 一般形式： while (表达式) 语句 当表达式为非0值时，执行while语句中的内嵌语句。其特点是:先判断表达式，后执行语句。

例6. 2 求1到100的和 #include <stdio 例6.2 求1到100的和 #include <stdio.h> void main() {int i，sum=0; i=1; while (i<=100) { sum=sum+i; i++; } printf(″%d\\n″，sum); } 运行结果：5050 说明：(1)循环体如果包含一个以上的语句，应该用花括弧括起来，以复合语句形式出现.(2)在循环体中应有使循环趋向于结束的语句 。

注意： §6.3 用while语句实现循环 循环体如果包含一个以上的语句，应该用花括弧括起来，以复合语句形式出现。

§6.4 用do-while语句实现循环 图 循环体语句 while (表达式)； 执行过程：先执行一次指定的循环体语句，然后判别表达式，当表达式的值为非零(“真”) 时，返回重新执行循环体语句，如此反复，直到表达式的值等于0为止，此时循环结束。

例6. 3 求1到100的和 #include <stdio 例6.3 求1到100的和 #include <stdio.h> void main() { int i，sum=0; i=1; do {sum=sum+i; i++; } while(i<=100); printf("%d\\n″，sum)； } 运行结果：5050

§6.4 用do-while语句实现循环 while语句和用do-while语句的比较: 句处理同一问题时，若二者的循环体部分是一 样的，它们的结果也一样。但是如果while后面 的表达式一开始就为假(0值)时，两种循环的结 果是不同的。

例6. 4 while和do-while循环的比较 (1) #include <stdio 例6.4 while和do-while循环的比较 (1) #include <stdio.h> (2) #include <stdio.h> void main ( ) void main( ) {int sum=0，i; {int sum=0，i; scanf(“%d″，&i); scanf(”%d″，&i); while (i<=10) do {sum=sum+I; { sum=sum+i; i++; i++; } while (i<=10); printf(“sum=%d\\n″ ，sum); } printf(“sum=%d\\n”,sum); } 运行结果： 1↙ sum=55 再运行一次： 11↙ sum=11 运行结果： 1↙ sum=55 再运行一次： 11↙ sum=0 说明：(1)当while后面的表达式的第一次的值为“真”时，两种循环得到的结果相同。否则，二者结果不相同。

§ 6.5 用for 语句实现循环 C语言中的for语句使用最为灵活，不仅可以用于循环次数已经确定的情况，而且可以用于循环次数不确定而只给出循环结束条件的情况，它完全可以代替while语句。 一般形式: for(表达式1；表达式2；表达式3) 语句

§ 6.5 用for 语句实现循环 for语句的执行过程： (1) 先求解表达式1。 (2) 求解表达式2，若其值为真(值为非0)，则执 面第(3)步。若为假(值为0)，则结束循环， 转到第(5)步。 (3) 求解表达式3。 (4) 转回上面第(2)步骤继续执行。 (5) 循环结束，执行for语句下面的一个语句

§ 6.5 用for 语句实现循环 执行表达式1 循环初始条件 表达式2? 循环控制条件 执行语句 循环体 for语句等价于下列语句： 成立 不成立 执行for循环之后的语句 执行表达式3 执行表达式1 循环初始条件 循环控制条件 循环体 for语句等价于下列语句： 表达式1； while （表达式2） { 语句； 表达式3； }

§ 6.5 用for 语句实现循环 for语句最简单的应用形式也就是最易理解的如下形式： for(循环变量赋初值；循环条件；循环变量增值) 例如: for(i=1;i<=100;i++) sum=sum+i; 它相当于以下语句： i=1; while(i<=100) {sum=sum+i;i++;} 显然，用for语句简单、方便。

§ 6.5 用for 语句实现循环 说明： (1) for语句的一般形式中的“表达式1”可以省略，此时应在for语句之前给循环变量赋初值。注意省略表达式1时，其后的分号不能省略。如 for(；i<=100;i++) sum=sum+i; 执行时，跳过“求解表达式1”这一步，其他不变。

§ 6.5 用for 语句实现循环 说明： 图6.7 (2) 如果表达式2省略，即不判断循环条件，循环无终 止地进行下去。也就是认为表达式2始终为真。 例如：for(i=1; ;i++) sum=sum+i; 表达式1是一个赋值表达式，表达式2空缺。它相当于： i=1; while(1) {sum=sum+1;i++;}

§ 6.5 用for 语句实现循环 说明： (3) 表达式3也可以省略，但此时程序设计者应另外设法保证循环能正常结束。如： for(i=1;i<=100;) {sum=sum+i;i++;} 在上面的for语句中只有表达式1和表达式2，而没有表达式3。i++的操作不放在for语句的表达式3的位置处，而作为循环体的一部分，效果是一样的，都能使循环正常结束。

§ 6.5 用for 语句实现循环 说明： (4) 可以省略表达式1和表达式3，只有表达式2，即只 给循环条件。如： for(;i<=100;) while(i<=100) {sum=sum+i; 相当于 {sum=sum+i; i++;} i++;} 在这种情况下，完全等同于while语句。可见for语句 比while语句功能强，除了可以给出循环条件外，还可 以赋初值，使循环变量自动增值等。

§ 6.5 用for 语句实现循环 说明： (5) 3个表达式都可省略，如： for(; ;) 语句 相当于 while(1) 语句 即不设初值，不判断条件(认为表达式2为真值)， 循环变量不增值。无终止地执行循环体。

§ 6.5 用for 语句实现循环 说明： (6) 表达式1可以是设置循环变量初值的赋值表达式，也可以是与循环变量无关的其他表达式。如: for (sum=0;i<=100;i++) sum=sum+i; 表达式3也可以是与循环控制无关的任意表达式。

§ 6.5 用for 语句实现循环 说明： 图6.8 表达式1和表达式3可以是一个简单的表达式，也可以 是逗号表达式，即包含一个以上的简单表达式，中间用 逗号间隔。如： for(sum=0，i=1;i<=100;i++) sum=sum+i; 或 for(i=0，j=100;i<=j;i++，j--) k=i+j； 表达式1和表达式3都是逗号表达式，各包含两个赋值 表达式，即同时设两个初值，使两个变量增值.

§ 6.5 用for 语句实现循环 说明： 在逗号表达式内按自左至右顺序求解，整个逗号表达 式的值为其中最右边的表达式的值。如: for(i=1;i<=100;i++，i++) sum=sum+i; 相当于 for(i=1;i<=100;i=i+2) sum=sum+i;

§ 6.5 用for 语句实现循环 说明： (7) 表达式一般是关系表达式(如i<=100)或逻辑表达式 (如a<b && x<y)，但也可以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。

§ 6.5 用for 语句实现循环 说明： 注意：此for语句的循环体为空语句，把本来要在循环 图6.9 说明： ① for(i=0;(c=getchar())!=′＼n′;i+=c); 在表达式2中先从终端接收一个字符赋给c，然后判断 此赋值表达式的值是否不等于′＼n′(换行符)，如果 不等于′＼n′，就执行循环体。 注意：此for语句的循环体为空语句，把本来要在循环 体内处理的内容放在表达式3中，作用是一样的。可见 for语句功能强，可以在表达式中完成本来应在循环体 内完成的操作。

§ 6.5 用for 语句实现循环 说明： 运行情况： Computer↙ (输入) 而不是 Ccoommppuutteerr 说明： ② for( ;(c=getchar())!=′＼n′;) printf(″%c″，c); for语句中只有表达式2，而无表达式1和表达式3。 其作用是每读入一个字符后立即输出该字符，直到输入 一个“换行”为止。请注意，从终端键盘向计算机输入 时，是在按Enter键以后才将一批数据一起送到内存缓 冲区中去的。

§ 6.5 用for 语句实现循环 注意: C语言中的for语句比其他语言(如BASIC， PASCAL)中的FOR语句功能强得多。可以把循环体 和一些与循环控制无关的操作也作为表达式1或 表达式3出现，这样程序可以短小简洁。但过分 地利用这一特点会使for语句显得杂乱，可读性 降低，最好不要把与循环控制无关的内容放到 for语句中。

§6.6循环的嵌套 一个循环体内又包含另一个完整的循环结构 称为循环的嵌套。内嵌的循环中还可以嵌套 循环，这就是多层循环。 三种循环(while循环、do-while循环和for循 环)可以互相嵌套。

§6.6循环的嵌套 下面几种都是合法的形式： (1) while( ) (2) do (3) for(;;) {… {… { {… {… { while( ) do for(;;) {…} {… } {… } } while( ); } } while( );

§6.6循环的嵌套 (4) while( ) (5) for(;;) (6) do {… {… {… {… {… {… do{…} while( ) for(;;){ } while( ) { } … {…} … } } } while( )

§6.7几种循环的比较 (1)四种循环都可以用来处理同一问题，一般情况下它们可以互相代替。但一般不提倡用goto型循环。 (2)在while循环和do-while循环中，只在while后面的括号内指定循环条件，因此为了使循环能正常结束，应在循环体中包含使循环趋于结束的语句(如i++，或i=i+1等)。

§6.7几种循环的比较 for循环可以在表达式3中包含使循环趋于结束的操作，甚至可以将循环体中的操作全部放到表达式3中。因此for语句的功能更强，凡用while循环能完成的，用for循环都能实现。 (3)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。

§6.7几种循环的比较 (4)while循环、do-while循环和for循环，可以 用break语句跳出循环，用continue语句结束本 对用goto语句和if语句构成的循环，不能用 break语句和continue语句进行控制.

§6.8 break语句和continue语句 6.8.1 break语句 一般形式： break; 注意:break语句不能用于循环语句和switch语句之外的任何其他语句中。

§6.8 break语句和continue语句 例: float pi=3.14159; for(r=1;r<=10;r++) { area=pi*r*r; if(area>100) break; printf(″r=%f,area=%f\n″，r,area); } 程序的作用是计算r=1到r=10时的圆面积，直到面积area大于100为止。从上面的for循环可以看到：当area>100时，执行break语句，提前结束循环，即不再继续执行其余的几次循环。

§6.8 break语句和continue语句 6.8.2 continue语句 作用为结束本次循环，即跳过循环体中下面尚未执行的语句，接着进行下一次是否执行循环的判定. 一般形式： continue;

§6.8 break语句和continue语句 图 continue语句和break语句的区别 while(表达式1) for { … if(表达式2) continue; … }0

while(表达式1) for §6.8 break语句和continue语句 图 continue语句和break语句的区别 { … if(表达式2) break; … }

例6. 5 把100～200之间的不能被3整除的数输出。 #include <stdio 例6.5 把100～200之间的不能被3整除的数输出。 #include <stdio.h> void main() {int n; for (n=100;n<=200;n++) {if (n%3==0) continue; printf("%d ″，n); } } 说明：当n能被3整除时，执行continue语句，结束本次循环(即跳过printf函数语句)，只有n不能被3整除时才执行printf函数。

§6.9 程 序 举 例 图 例6.6 用π/4≈1-1/3+1/5-1/7+…公式求π的近似值，直到某一项的绝对值小于为止。 N-S结构化流程图表示算法

运行结果： pi= 3.141594 例6.6 求pi的近似值 #include <stdio.h> #include<math.h> void main() { int s;float n，t，pi; t=1；pi=0;n=1.0;s=1; while(fabs(t)>1e-6) {pi=pi+t;n=n+2;s=-s;t=s/n;} pi=pi*4; printf(″pi=%10.6f＼n″，pi); }

§6.9 程 序 举 例 图 例6.7 求Fibonacci数列前40个数。这个数列有如下特点：第1，2两个数为1，1。从第3个数开始，该数是其前面两个数之和。即: F(1)=1 (n=1) F(2)=1 (n=2) F(n)=F(n-1)+F(n-2) (n≥3) 算法如图所示:

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 317811 514229 832040 1346269 2178309 3524578 57022887 9227465 14930352 24157817 39088169 63245986 102334155 例6.7求Fibonacci数列前40个数。 #include <stdio.h> void main() { long int f1，f2; int i; f1=1;f2=1; for(i=1; i<=20; i++) { printf(″%12ld %12ld ″，f1，f2); if(i%2==0) printf(″＼n″); f1=f1+f2; f2=f2+f1;} }

§6.9 程 序 举 例 图 例6.8 判断m是否素数。 算法思想:让m被2到除，如果m能被2～之中任何一个整数整除，则提前结束循环，此时i必然小于或等于k(即)；如果m不能被2～k(即)之间的任一整数整除，则在完成最后一次循环后，i还要加1，因此i=k+1，然后才终止循环。在循环之后判别i的值是否大于或等于k+1，若是，则表明未曾被2～k之间任一整数整除过，因此输出“是素数”。 如图所示:

例6. 8判断m是否素数。 #include <stdio. h> #include <math 例6.8判断m是否素数。 #include <stdio.h> #include <math.h> void main() {int m，i，k; scanf(″%d″，&m);k=sqrt(m); for (i=2;i<=k;i++) if(m%i==0) break; if(i>k) printf("%d is a prime number＼n″，m); else printf("%d is not a prime number＼n″，m); } 运行结果： 17↙ 17 is a prime number

例6. 9 求100～200间的全部素数。 #include <stdio. h> # include <math 例6.9 求100～200间的全部素数。 #include <stdio.h> # include <math.h> void main() {int m，k，i，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;} if(n%10==0) printf(″＼n″); } printf ("＼n");} 运行结果： 101 103 107 109 113 127 131 137 139 149 151 157 163 167 173 179 181 191 193 197 199

§6.9 程 序 举 例 图 例6.10 译密码。为使电文保密，往往按一定规律将其转换成密码，收报人再按约定的规律将其译回原文。 例如:可以按以下规律将电文变成密码： 将字母A变成字母E，a变成e，即变成其后的第4个字母，W变成A，X变成B，Y变成C，Z变成D。素数。 如图所示

例6. 10输入一行字符，要求输出其相应的密码 include <stdio 例6.10输入一行字符，要求输出其相应的密码 include <stdio.h> void main() {char c; while((c=getchar())!=′＼n′) {if((c>=′a′ && c<=′z′) || (c>=′A′ && c<=′Z′)) { c=c+4; if(c>′Z′ && c<=′Z′+4 || c>′z′) c=c-26; } printf(″%c\n″，c); } } 运行结果： China!↙  Glmre!