循环结构程序设计.docx

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循环结构程序设计

第五章循环结构程序设计

【章节计划】

【目的要求】1.理解循环语句结构及概述，

2.掌握循环语句for语句While语句及Do-while语句的功能和区别。

3.通过循环结构实例应用，理解循环结构语句for、while和do...while的区别与格式

4.break语句和continue语句的格式及用法

【教学重点】1.for语句的功能及格式和应用。

2.循环控制语句中的中断循环break或结束循环语句continue。

【教学难点】1.循环语句for语句While语句及Do-while语句的功能和应用。

2.break语句和continue语句的格式及用法

【教学内容】

5.1循环语句概述

5.2for语句和while语句

5.3直到型循环do-while语句

5.4break语句与continue语句

5.5循环应用举例

5.6应用举例

【学时分配】§5-1～§5-32学时

§5-4～§5-62学时

实验2学时

习题2学时

共计：

8学时

第5章循环结构程序设计（第十四讲）

【授课日期】【周次】【星期】

【课题】：

循环结构程序设计

（一）

【目的与要求】：

1.理解循环语句结构及概述，

2.掌握循环语句for语句

3.掌握While语句Do-while语句的功能和区别

【教学重点】for语句的功能及格式和应用

【教学难点】掌握While语句Do-while语句的功能和区别

【教学方法】：

引导讲解式

【教具】：

电子课件、turboc2.0

【学时分配】：

两学时

讲授90分钟

小结10分钟

【课型】：

理论教学

【参考资料】谭浩强主编《C程序设计》，清华大学出版社，1999

徐建民主编《C语言程序设计》，电子工业出版社，2002

【后记】

【审批】

【教学内容】

5.1循环语句概述

一、引入：

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。

二、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。

（4）用goto语句和if语句构成循环。

使用goto语句实现求解1～100累计和的程序可以如下：

main（）

{intn=1,sum=0;

loop:

sum+=n;n++;

if（n<=100）gotoloop;

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。

5.2for语句和while语句

一、for语句

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

（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。

（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。

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。

4、程序举例

[案例5.1]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（）

{inti,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）;

}

程序运行情况如下：

sum=5050

[案例5.2]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（）

{inti,n;

longfact=1;/*将累乘器fact初始化为1*/

printf（“Inputn:

”）;scanf（“%d”,&n）;

for（i=1;i<=n;i++）fact*=i;/*实现累乘*/

printf（"%d!

=%ld\n",n,fact）;

}

程序运行情况如下：

Inputn:

5↙

5!

=120

二．while语句

1.一般格式

while（循环继续条件）

{循环体语句组；}

2.执行过程

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。

显然，while循环是for循环的一种简化形式（缺省“变量赋初值”和“循环变量增值”表达式）。

3.程序举例

[案例5.3]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（）

{inti=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）;

}

程序运行情况如下：

sum=5050

4．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。

5.3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

（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-while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。

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。

3.程序举例

[案例5.4]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（）

{inti=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）;

}

【授课小结】

本节主要介绍了循环语句结构及概述，要求掌握循环语句for语句While语句及Do-while语句的功能和区别。

【练习与作业】

1.教材P75习题5.1，5.2，5.3，5.4

2.见习题集第五章。

第5章循环结构程序设计（第十五讲）

【授课日期】【周次】【星期】

【课题】：

循环结构程序设计

（二）

【目的与要求】：

1.理解循环控制语句中的中断循环或结束循环语句，

2.掌握break语句和continue语句的格式及用法。

【教学重点】break语句和continue语句的格式及用法

【教学难点】continue语句的格式及用法

【教学方法】：

引导讲解式

【教具】：

电子课件、turboc2.0

【学时分配】：

两学时

讲授90分钟

小结10分钟

【课型】：

理论教学

【参考资料】谭浩强主编《C程序设计》，清华大学出版社，1999

徐建民主编《C语言程序设计》，电子工业出版社，2002

【后记】

【审批】

【教学内容】

5.4break语句与continue语句

一、break语句与continue语句格式

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。

二、应用举例

[例5.5]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。

参考源程序如下：

/*案例代码文件名：

AL5_5.C*/

main（）

{longintf1=1,f2=1;/*定义并初始化数列的头2个数*/

inti=1;/*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*/

}

}

[例5.6]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。

（3）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（）

{inti=11,j,counter=0;

for（;i<=100;i+=2）/*外循环：

为内循环提供一个整数i*/

{for（j=2;j<=i-1;j++）/*内循环：

判断整数i是否是素数*/

if（i%j==0）/*i不是素数*/

break;/*强行结束内循环，执行下面的if语句*/

if（counter%10==0）/*每输出10个数换一行*/

printf（“\n”）;

if（j>=i）/*整数i是素数：

输出，计数器加1*/

{printf（“%6d”,i）;

counter++;

}

}

}

【授课小结】

本节主要介绍了在C语言中循环结构语句for、while和do...while的用法和格式。

1.for语句

/*功能*/

for（变量初始化;循环条件;变量增值）/*循环继续条件的含义*/

{……}

2.while语句

/*功能说明*/

while（循环条件）/*循环继续条件的含义*/

{……}

3.do...while语句

/*功能说明*/

do{……}

while（循环条件）；/*循环继续条件的含义*/

如果循环嵌套，还应说明每层循环各控制什么。

【练习与作业】

1.见教材P75习题5.5，5.6，5.7，5.8，5.9，5.10

2.见习题集第五章。

第5章　　循环结构程序设计（第十六讲）

【授课日期】【周次】【星期】

【课题】：

循环结构程序设计上机实践

【目的与要求】：

1.进一步掌握TurboC集成环境的菜单操作

2.通过循环结构实例应用，理解循环结构语句for、while和do...while的区别与格式

【教学重点】掌握for、while和do...while语句

【教学难点】掌握for、while和do...while语句

【教学方法】：

讲练结合式

【教具】：

turboc2.0

【学时分配】：

两学时

讲授30分钟

上机60分钟

小结10分钟

【课型】：

实践教学

【参考资料】谭浩强主编《C程序设计》，清华大学出版社，1999

徐建民主编《C语言程序设计》，电子工业出版社，2002

【后记】

【审批】

【教学内容】

一、实验目的

　　1．学习循环语句for、while和do-while语句的使用方法。

　　2．学习用循环语句实现各种算法，例如穷举法、迭代法等。

　　3．进一步熟悉TC集成环境的使用方法

二、实验内容

　　1．下列程序计算SUM的值。

调试该程序，使之能正确地计算SUM。

写出调试过程。

计算公式如下：

      main（）

        {intt,s,i,n；

           scanf（"%d"，&n）；

           for（i=1；i<=n；i++）

           t=1/i；

           s=s+t；

           printf（"s=%f\n"，s）；

         }

在调试过程中，用单步执行的方法观察变量s和t的值的变化，找到程序中存在的问题，加以改正。

　2．下面程序的功能是计算n!

。

        main（）

       {inti，n，s=1；

           printf（"Pleaseentern:

"）；

           scanf（"%d"，&n）；

           for（i=1；i<=n；i++）

           s=s*i；

           printf（"%d!

=%d"，n，s）；

}

首次运行先输入n=4，输出结果为4!

=24，这时正确的。

为了检验程序的正确性，再输入n=10，输出为10!

=24320，这显然是错误的。

为了找到程序的错误，可以通过单步执行来观察变量的变化。

分析产生这种现象的原因，把程序改正过来，再用n=20进行实验，分析所得到的结果。

　　3．北京市体育彩票采用整数1、2、3、……、36表示36种体育运动，一张彩票可选择7种运动。

编写程序，选择一张彩票的号码，使得这张彩票的7个号码之和是105且相邻两个号码之差按顺序依次是1、2、3、4、5、6。

如果第一个号码是1，则后续号码应是2、4、7、11、16、22。

　　4．编写程序实现输入整数n，输出如下所示由数字组成的菱形。

（图中n=5）

                       1

                       121

                       12321

                       1234321

                       123454321

                       1234321

                       12321

                       121

                       1

三、实验要求

　　1．复习for、while、do-while语句和continue、break语句。

　　2．在程序调试中，要实现准备充分的测试用例。

　　3．编写程序，运行程序并记录运行结果。

注意程序的书写格式。

　　4．将源程序、目标文件、可执行文件和实验报告存在软盘上。

四、选做题

　　已知2001年1月1日是星期一，编写程序，在屏幕上输出2000年的年历。

关于闰年的计算方法：

如果某年的年号能被400除尽,或能被4除尽但不能被100除尽，则这一年就是闰年。

【授课小结】

本节是上机实践课，通过实例学习循环语句for、while和do-while语句的使用方法，学习用循环语句实现各种算法，例如穷举法、迭代法等，进一步熟悉TC集成环境的使用方法。

【练习与作业】

见习题册第五章。

第5章循环结构程序设计（第十七讲）

【授课日期】【周次】【星期】

【课题】：

循环结构程序设计习题课

【目的与要求】：

1.进一步掌握TurboC集成环境的菜单操作

2.通过循环结构实例应用，进一步理解循环结构语句for、while和do...while的区别与格式

【教学重点】掌握for、while和do...while语句

【教学难点】掌握for、while和do...while语句

【教学方法】：

讲练结合式

【教具】：

turboc2.0

【学时分配】：

两学时

讲授30分钟

上机60分钟

小结10分钟

【课型】：

实践教学

【参考资料】谭浩强主编《C程序设计》，清华大学出版社，1999

徐建民主编《C语言程序设计》，电子工业出版社，2002

【后记】

【审批】

【教学内容】

一、实验目的

　　1．学习循环语句for、while和do-while语句的使用方法。

　　2．学习用循环语句实现各种算法，例如穷举法、迭代法等。

　　3．进一步熟悉TC集成环境的使用方法

二、实验内容

5.1编一个程序，求1～100之间所有偶数之和。

5.2编一个程序，求1～20之间所有3的倍数之和。

5.3编一个程序，求1！

+2！

+3！

+……+10！

5.4编一个程序，求sum=d+dd+ddd+……+dd…d（d为1～9的数字）.从键盘上输入d和n。

5.5输入所有的“水仙花数”。

所谓水仙花树是指一个三位十进制数，该数的各位数字立方之和，等于该数本身。

5.7从键盘上输入任意多个正整数（以数值“0”作为结束标志），统计数据个数、累计和、平均值，找出最大值和最小值。

5.8用以下无穷级数计算圆周率

5.9给出一个正整数，编程实现：

从地位到高位顺序输出每位数字，以及位数。

5.10一个球从10米高度落下并反弹，且每次反弹的高度为下落高度的一半，问第4次落地时共经过多少米？

第4次反弹的高度是多少？

5.11猴子吃桃问题。

第1天摘下桃子若干，当即吃掉一半，有多吃一半；第2天将剩余的部分吃掉一半还多一个，以此类推，到第6天只剩余1个。

问第1天共摘了多少桃子？

5.12对break的批评，在于它是非结构话的语句（结构化循环语句只能有1个出口，而break语句的使用导致有多个出口）。

实际上，可采取某种结构化方法，替换break语句。

请将例5.6改成结构化程序。

【授课小结】

本节是习题实践课，通过实例学习循环语句for、while和do-while语句的使用方法，学习用循环语句实现各种算法，例如穷举法、迭代法等。

【练习与作业】

1.教材P75习题5.7

2.见习题册第五章。