C++大学基础教程 第3章 C++控制语句 北京科技大学 信息基础科学系

用计算机解决实际问题，首先要分析问题，设计合适的算法，然后编程实现算法。

已知三角形的周长为20，求出所有满足条件的三角形（求边长）。 #include <iostream> using namespace std; void main() { for(int i=1;i<20;i++) for(int j=1;j<20;j++) for(int k=1;k<20;k++) if(i+j+k==20&&i+j>k&&i+k>j&&j+k>i) cout<<"i="<<i<<"j="<<j<<"k="<<k<<endl; }

开始 i=1~20 j=1~20 k=1~20 i+j+k=20 i+j>k i+k>j j+k>i 输出:i j k 结束 i>=20 j>=20 k>=20 不满足 满足

第3章 C++控制语句 3.1 算法的基本控制结构 3.2 if选择语句 3.3 switch选择语句 3.4 循环语句 3.5 循环嵌套 3.6 应用举例

3.1 算法的基本控制结构

3.1 算法的基本控制结构 算法 1、计算机执行的操作 2、这些操作的顺序 伪码 采用类似计算机语言的分句格式，以自然语言描述算法。

3.1 算法的基本控制结构 流程图 开始/结束 执行 判断 联系

3.1 算法的基本控制结构 程序的三种基本控制结构 （1）顺序结构 （2）选择结构 （3）循环结构 开始 执行1 执行2 条件 结束 开始 是 否 开始 执行1 执行2 执行3 结束 开始 条件 执行2 执行1 结束 是 否

3.1 算法的基本控制结构 流程控制语句 选择语句：if..else、switch 循环语句：while、for 、do..while 转向语句：break、continue

3.2 if选择语句

3.2 if选择语句 if_else 1、没有else分支 2、双分支 3、多分支 4、if 语句的嵌套

3.2 if选择语句 1、没有else分支 if (表达式) 语句； 例如：比较x和y的大小，如果x大则输出x的值 cout<<x<<endl;

3.2 if选择语句 2、双分支 if (表达式) 语句1； else 语句2； if ( x>y ) cout<<x<<endl; else cout<<y<<endl;

例子 任意输入一个4位整数的年份，判断该年是否是润年？ 是指年份能被4整除，并且不能被100整除或能被400整除的那些年

#include <iostream> using namespace std; void main() { int year; cin>>year; if((year % 4==0) && (year %100 != 0) ||(year % 400==0)) cout<<"润年"<<endl; else cout<<"不是润年"<<endl; }

3.2 if选择语句 3、多分支 if (表达式1) 语句1； else if (表达式2) 语句2； else if (表达式3) 语句3； … else 语句n;

例子：输出学生的成绩 #include <iostream> using namespace std; void main() { int x; cin>>x; if(x>=90) cout<<“优秀”<<endl； else if(x>=80) cout<<“良好”<<endl； else if(x>=60) cout<<“合格”<<endl； else cout<<“不及格”<<endl； } X>=80 && x<90

3.2 if选择语句 if (表达式1) if (表达式2) 语句1 4、if 语句的嵌套 else 语句2 if (表达式3) 语句3 语句4 4、if 语句的嵌套

例子：输出a,b,c中较大的数 cout<< (a>b?(a>c?a:c):(b>c?b:c ) ); #include <iostream> using namespace std; void main() { int a,b,c; cin>>a>>b>>c; if (a>b) if (a>c) cout<<a<<endl; else cout<<c<<endl; } else if (b>c) cout<<b<<endl; cout<< (a>b?(a>c?a:c):(b>c?b:c ) ); a>b a>c b>c out a out c out b a>b a>c b>c

if和else的对应关系，else总是与离它最近的if匹配。 if (x>0) if (x<50) cout<<“x is <50”<<endl; else cout<<“x is <=0”<<endl; 3.2 if选择语句 注意：二义性 int x; cin>>x; if (x>0) if (x<50) cout<<“x is <50”<<endl; else cout<<“x is <=0”<<endl; { } if和else的对应关系，else总是与离它最近的if匹配。

3.3 switch选择语句

3.3 switch选择语句 跳出switch语句 switch (表达式) { case 常量表达式1： 语句1 break； 语句2 ┇ case 常量表达式n： 语句n default：语句n+1 } 跳出switch语句 整型、 字符型 或枚举类型

例子：输出学生的成绩 switch(x/10) { case 10: int x; cin>>x; switch(x/10) { case 10: case 9:cout<<“优秀”<<endl; break; case 8: cout<<“良好”<<endl; case 7: case 6: cout<<“合格”<<endl; default: cout<<“不及格”<<endl; }

3.4 循环语句

3.4 循环语句 三种基本语法 1、 while 语句 2、 do…while 语句 3、 for 语句

* ** *** **** ***** ****** ******* #include <iostream> #include <iomanip> using namespace std; void main(){ cout<<setfill('*') <<setw(2)<<'\n' <<setw(3)<<'\n' <<setw(4)<<'\n' <<setw(5)<<'\n' <<setw(6)<<'\n' <<setw(7)<<'\n' <<setw(8)<<'\n'; } * ** *** **** ***** ****** *******

* ** *** **** ***** ****** ******* #include <iostream> #include <iomanip> using namespace std; void main(){ int i=2; cout<<setfill('*'); while(i<=8) { cout<<setw(i)<<'\n'; i++; } * ** *** **** ***** ****** ******* 循环控制条件 循环体 循环变量

3.4 循环语句 主要包括3个部分： 1、循环控制条件： 判断循环操作是否进行的条件； 2、循环体： 重复进行的操作； 3、循环控制变量： 记录循环体执行的次数，或控制循环的结束条件。

3.4 循环语句 while循环语句 while(表达式） 循环体语句；

例1:编程循环输出1-9这9个数字？ 运行结果: 1 2 3 using namespace std; 4 void main() 5 { 6 7 8 9 循环结束 #include <iostream> using namespace std; void main() { int i=1; while (i<=9) cout<<i<<endl; i++; } cout<<“循环结束”<<endl;

例2:编程计算1+2+3+….+10的值 55 using namespace std; void main() { #include <iostream> using namespace std; void main() { int sum=0，i=1; while(i<=10) sum+=i; i++; } cout<<sum<<endl; 55

例3：打印可视字符 #include<iostream> using namespace std; void main() { unsigned char ch=32; while(ch<127) cout<<(int)ch<<'\t'<<ch<<'\t'; ch++; }

例4：编程计算 的值!!!!!!! #include <iostream> using namespace std; 例4：编程计算 的值!!!!!!! #include <iostream> using namespace std; void main() { int k=1,sum=0,n; cout<<"input n(n>0):"; cin>>n; while(k<=n) { sum=sum+k*k; k++; } if(n>0) cout<<sum/n<<endl; else cout<<"n不能<=0"<<endl;

3.4 循环语句 do..while循环语句 do { 循环体语句； } while(表达式);

* ** *** **** ***** ****** ******* #include <iostream> #include <iomanip> using namespace std; void main() { int i=2; cout<<setfill('*'); while(i<=8) cout<<setw(i)<<'\n'; i++; } * ** *** **** ***** ****** ******* do { cout<<setw(i)<<'\n'; i++; } while(i<=8);

例子：编程计算 的值 #include <iostream> using namespace std; void main() 例子：编程计算 的值 #include <iostream> using namespace std; void main() { int k=1,sum=0,n; cout<<"input n(n>0):"; cin>>n; while(k<=n) sum=sum+k*k; k++; } if(n>0) cout<<sum/n<<endl; else cout<<"n不能<=0"<<endl; do { sum=sum+k*k; k++; }while(k<=n);

3.4 循环语句 for循环语句 for (表达式1; 表达式2; 表达式3) 循环结构 循环体； 1、表达式1  循环变量初始化； 2、表达式2  循环控制条件； 3、表达式3  循环变量的变化； for (表达式1; 表达式2; 表达式3) 循环体；

例1:编程循环输出1-9这9个数字？ using namespace std; void main() { 运行结果: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 循环结束 #include <iostream> using namespace std; void main() { for (int i=1;i<10;i++) cout<<i<<endl; cout<<“循环结束”<<endl; }

例2:编程计算1+2+3+….+10的值 运行结果：55 using namespce std; void main() { #include <iostream.> using namespce std; void main() { int sum=0; for (int i=1;i<=10;i++) sum+=i; cout<<sum<<endl; } 运行结果：55

例3 * ** *** **** ***** ****** ******* for(int i=2;i<=8;i++) #include <iostream> #include <iomanip> using namespace std; void main(){ cout<<setfill('*'); } for(int i=2;i<=8;i++) cout<<setw(i)<<'\n';

3.4 循环语句——for语句 1、<表达式1>可以省略 for(int i=1 ; i<=9 ; i++) 循环体； int i=1； for( ; i<=9 ; i++)

3.4 循环语句——for语句 2、<表达式2>可以省略 for(int i=1; i<=9; i++) 循环体； { if (i<=9) else break; //跳转语句，用来跳出循环 }

3.4 循环语句——for语句 3、<表达式3>可以省略 for(int i=1; i<=9; i++) 循环体； { }

3.4 循环语句——for语句 3、<表达式1> <表达式3>同时省略 循环体； for(; i<=9; ) for(int i=1; i<=9; i++) 循环体； int i=1; for(; i<=9; ) { i++; }

3.4 循环语句——for语句 5、极端情况，可实现无限循环 for( ; ; ) { 循环体； }

例4:判断输出结果？ #include <iostream> using namespace std; void main(){ 分析： i j k 0 10 0 1 9 9 2 8 25 3 7 46 4 6 70 5 5 跳出 #include <iostream> using namespace std; void main(){ for(int i=0,j=10,k=0; i<j; i++,j--) k+=i*j; cout<<k<<endl; }

3.4 循环语句 1、for： 最适合循环次数固定，循环规律非常明显程序。 2、while： 使用最多最频繁的循环结构，具有普适性。 3、do_while： 最适合至少循环一次的循环结构。

3.4.4 转向语句 1、break语句 2、continue语句

3.4.4 转向语句——break 用途： 常用在while、do-while、for和switch语句中，用来跳出循环或switch语句。

例1:判断输出结果？ #include <iostream> using namespace std; void main(){ int sum=0; for (int i=1;i<10;i++) { if (i % 3==0) break; sum+=i; } cout<<sum<<endl; 分析 i sum 1 1 2 3 跳出

3.4.4 转向语句——continue 用途 用于循环语句中，结束本次循环，进行下一次循环；即跳过循环体中尚未执行的部分。

例1：判断输出结果？ #include <iostream> using namespace std; void main(){ 分析 i sum 1 1 2 3 3 3 7 12 19 27 跳出 #include <iostream> using namespace std; void main(){ int sum=0; for (int i=1;i<10;i++) { if (i % 3==0) continue; sum+=i; } cout<<sum<<endl;

3.5 循环嵌套

3.5 循环嵌套 编程输出国际象棋棋盘 #include <iostream> using namespace std; void main() { for (int i=0;i<8;i++) for (int j=0;j<8;j++) if ((i+j)%2==0) cout<<"■"; else cout<<" "; } cout<<"\n"; ■ ■ ■ ■ for (int j=0;j<4;j++) { if (i%2==0) cout<<"■ "; else cout<<“ ■"; } if (i%2==0) cout<<"■ ■ ■ ■ "; else cout<<“ ■ ■ ■ ■";

思考 题目: 使用For循环输出如下图形： * ** *** **** ***** ****** ******* 也是循环嵌套的问题： 循环7次，输出7行 每行也要循环：先输出几个空格 再输出几个“*”

* ** *** **** ***** ****** ******* #include <iostream> using namespace std; void main() { for (int i=1;i<=7;i++) for (int j=7; j>i; j--) cout<<' '; for (j=1; j<=i; j++) cout<<'*'; cout<<endl; } * ** *** **** ***** ****** *******

3.6 应用举例

3.6 应用举例1 任意输入一个整数，判断是否是素数？ 问题：什么是素数？

#include <iostream> using namespace std; void main(){ int n,i; cin>>n; for (i=2;i<n;i++) if (n%i==0) break; if (i<n) cout<<n<<"不是素数！\n"; else cout<<n<<"是素数\n"; }

改进：输出2-100之间的素数 #include <iostream> #include <cmath> using namespace std; void main() { for(int k=2;k<100;k++) int n=sqrt(k); for (int i=2;i<=n;i++) if (k%i==0) break; if (i>n) cout<<k<<'\t'; }

3.6 应用举例2 题目 任意输入一个整数，按位翻转输出。例如输入124，输出421。

#include <iostream> using namespace std; void main(){ int i, n, result=0; cout<<"请输入任意一个整数："; cin>>n; cout<<"按位翻转的结果为："; while (n!=0){ i =n % 10; result=result*10+i; n /= 10; } cout<<result<<endl; 分析： n i result 124 4 4 12 2 42 1 1 421 0 跳出

3.6 应用举例3 题目 一球从100米高度落下，每次落地后反弹回原高度的一半，再落下。编程求解它在第n次落地时，共经过多少米？

#include <iostream> using namespace std; void main() { double height=100; double sum=height; for (int i=1;i<10;i++) { sum+=height; cout<<height<<'\t'<<sum<<'\t' << i<<endl; height/=2; } cout<<sum<<endl;

3.6 应用举例4 题目 若一头小母牛，从出生起第四个年头开始每年开始生一头小母牛，按此规律，第n年时有多少头母牛？ f(1)=1; 分析： n=1 1 n=2 1 n=3 1+1 n=4 1+1+1 …… f(1)=1; f(2)=1; f(3)=1; f(n)=f(n-1)+f(n-3);

#include <iostream> using namespace std; void main() { int n; long a=1, b=1, c=1, temp; cout <<"please input a value:\n"; cin >>n; for(int i=4; i<=n; i++) temp=a+c; a=b; b=c; c=temp; } cout << c <<endl;

总结 三种基本结构：顺序、选择和循环 流程图和伪码，帮助我们设计算法、完善算法，增强算法的可读性

本章教学要求： 1．掌握算法实现的基本结构 顺序结构 选择分支（if, switch）及选择分支的嵌套 循环结构（while, do…while, for）及循环结构的嵌套 break ，continue语句 2．掌握简单的数学算法的C++实现 交换两个变量的数据 判断某个数是否是质数、闰年 简单排序 求连续的N个数的连加和，连乘积等

9. 编程求1!+2!+3!+4!+…+15! #include <iostream> using namespace std; void main() { unsigned long factorial(1); double sum=0; for(int i=1; i<=15; i++) factorial=1; for(int j=1; j<=i; j++) factorial= factorial* j; cout<<j-1<<"!="<<factorial<<endl; sum=sum+factorial; } cout <<"1!+2!+3!+4!+…+15!="<<sum<<endl;

10. 编程求解问题。若一只小母羊，从出生起第三个年头开始每年生一只小母羊，按此规律，第n年时有多少只母羊？ f(1)=1; f(2)=1; f(n)=f(n-1)+f(n-2);

#include <iostream> using namespace std; void main() { int n; long a=1, b=1, temp; cout <<"please input a value:\n"; cin >>n; for(int i=3; i<=n; i++) temp=a+b; a=b; b=temp; } cout << b <<endl;