C语言循环结构程序设计

第6章

循环结构程序设计

6.1 循环语句概述 6.2 for语句和while语句 6.3 直到型循环do-while语句 6.4 break语句与continue语句 6.5 应用举例 良好的源程序书写习惯──注释(续) [Return]

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6.1 循环语句概述求1~100的累计和。 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： 首先设置一个累计器sum,其初值为0,利用sum += n来计算(n依 次取1、2、……、100),只要解决以下3个问题即可： (1)将n的初值置为1; (2)每执行1次“sum += n”后，n增1; (3)当n增到101时，停止计算。此时，sum的值就是1~100的累计 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条循环语句来 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)用for语句。 (2)用do-while语句。 (3)用while语句。

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6.2 goto语句和用goto语句构成循环[案例6.1]使用goto语句实现求解1~100累计和的程序可以如下：main() { int n=1, sum=0; loop: sum += n; n++; if (n<=100) goto loop; printf(“sum=%d\n”, sum); }

其中“loop:”为语句标号(格式：标号: 语句行),其命名遵循标识 符命名规则。goto语句格式：goto 标号，功能为：使系统转向标号所在 的语句行执行。

注意：结构化程序设计方法，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。 另外，从功能上说，for语句可完全代替当型循环语句while,所以 该语句也不是必需的。

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6.3 while语句1.while语句格式 (1)一般格式 while(循环继续条件) { 循环体语句组；} (2)执行过程 2. 执行过程如图6.1所示。 1)求解“循环继续条件”表达式。如果其值 为非0,转2);否则转3)。 2)执行循环体语句组，然后转1)。 3)执行while语句的下一条。

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[案例6.2] 用while语句求1~100的累计和。 /*案例代码文件名：AL5_3.C*/ /*程序功能：求1~100的累计和*/ main() { int i=1,sum=0; /*初始化循环控制变量i和累计器sum*/ while( i<=100 ) { sum += i; /*实现累加*/ i++; /*循环控制变量i增1*/ } printf(“sum=%d\n”,sum); } [程序演示] 程序运行情况如下： sum=5050

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6.4 直到型循环do-while语句1.一般格式 do { 循环体语句组; } while(循环继续条件); /*本行的分号不能缺省*/ 当循环体语句组仅由一条语句构成时，可以不使用复合语句形式。

2.执行过程 执行过程如图6.3所示。 (1)执行循环体语句组。 (2)计算“循环继续条件”表达式。如果“循环继续条件”表 达式的值为非 0(真),则转向(1)继续执行；否则，转向(3)。 (3)执行do-whil

e的下一条语句。 do-while循环语句的特点是：先执行循环体语句组，然后再判断 循环条件。

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[案例6.3] 用do-while语句求解1~100的累计和。 /*案例代码文件名：AL5_4.C*/ /*程序功能：求1~100的累计和*/ main() { int i=1, sum=0; /*定义并初始化循环控制变量，以及累计器*/ do { sum += i; /*累加*/ i++; } while(i<=100); /*循环继续条件：i<=100*/ printf(“sum=%d\n”,sum); } [程序演示]

do-while语句比较适用于处理：不论条件是否成立， 先执行1次循环体语句组的情况。除此之外，do-while语 句能实现的，for语句也能实现，而且更简洁。 [Return]

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6.5 for语句在3条循环语句中，for语句最为灵活，不仅可用于循 环次数已经确定的情况，也可用于循环次数虽不确定、 但给出了循环继续条件的情况。 [案例6.4] 用for语句求1~100的累计和。/*案例代码文件名：AL5_1.C*/ /*程序功能：求1~100的累计和*/

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*/ printf("sum=%d\n",sum); } [程序演示]程序运行情况如下： sum=5050

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[案例6.5] 求n的阶乘n!(n!=1*2*……*n)。 /*案例代码文件名：AL5_2.C*/ /*程序功能：求n!*/ main() { int i, n; long fact=1; /*将累乘器fact初始化为1*/ printf(“Input n: ”); scanf(“%d”, &n); for(i=1; i<=n; i++) fact *= i;printf("%d ! = %ld\n", n, fact); } 程序运行情况如下： Input n: 5↙ 5 ! = 120 [程序演示]

/*实现累乘*/

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1.for语句的一般格式 for([变量赋初值];[循环继续条件];[循环变量增值]) { 循环体语句组；} 2.for语句的执行过程 执行过程如图6.6示。 (1)求解“变量赋初值”表达式。 (2)求解“循环继续条件”表达式。如果其值非0,执 行(3);否则，转至(4)。 (3)执行循环体语句组，并求解“循环变量增值”表达 式，然后转向(2)。 (4)执行for语句的下一条语句。 3.说明 (1)“变量赋初值”、“循环继续条件”和“循环变量 增值”部分均可缺省，甚至全部缺省，但其间的分号不能省 略。

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(2)当循环体语句组仅由一条语句构成时，可以不 使用复合语句形式，如上例所示。 (3)“循环变量赋初值”表达式，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;i<=100;i++) sum += i; for(sum=0,i=1;i<=100;i++) sum += i; (4)“循环继续条件”部分是一个逻辑量，除一般 的关系(或逻辑)表达式外，也允许是数值(或字符) 表达式。

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6. 6.循环嵌套(1)循环语句的循环体内，又包含另一个完整的循 环结构，称为循环的嵌套。循环嵌套的概念，对所有高 级语言都是一样的。 (2)for语句和while语句允许嵌套，do-while语句也 不

例外。

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6.8 break语句与continue语句为了使循环控制更加灵活，C语言提供了break语句和continue语句。 1.一般格式： break; continue; 2.功能 (1)break:强行结束循环，转向执行循环语句的下一条语句。 (2)continue: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do-while循环，跳过循环体其余语句， 但转向循环继续条件的判定。 3.break和continue语句对循环控制的影响如图5-4所示。 4.说明 (1)break能用于循环语句和switch语句中，continue只能用于循环 语句中。 (2)循环嵌套时，break和continue只影响包含它们的最内层循环， 与外层循环无关。 [Return]

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6.7 几种循环的比较1. 四种循环一般均可相互代替，不提倡用 goto 循环； 2. 循环结束条件位置与控制； 3. 循环条件初始化及判断； 4. 断路(break)与短路(continue)。 for 最灵活！

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6.9 应用举例[例6.6] 求Fibonacci数列的前40个数。该数列的生成方法为：F1=1, F2=1,Fn=Fn-1+Fn-2(n>=3),即从第3个数开始，每个数等于前2个数之 和。 算法设计。参考源程序如下： /*案例代码文件名：AL5_6.C*/ main() { long int f1=1,f2=1; int i=1;

/*定义并初始化数列的头2个数*/ /*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*/ } } [程序演示]

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[例6.7] 输出10~100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。 算法设计要点： (1)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循环即可。 (2)判断某数n是否是素数的算法：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。 判断一个数是否能被另一个数整除，可通过判断它 们整除的余数是否为0来实现。 参考源程序如下： main(){ int i=11, j, counter=0; for( ; i<=100; i+=2) /*外循环：为内循环提供一个整数i*/