第5章

語句結構-循環結構

本章要點●C語言中3個基本循環結構while、do-while、

for的特點和應用。●怎樣避免“無限循環”。●循環結構的嵌套。●循環結構中的無條件控制語句（goto、break和

continue）的應用。15.1概述實現循環的語句（三種）：用while語句 用do-while語句 用for語句 循環：就是在滿足一定條件時重復執行一段程序。被重復執行的語句或模塊，稱為循環體。注意：設計一個合理的循環結構，要使循環條件由一個狀態轉變為另一個狀態，使循環正常終止。否則，這種循環就變為“無限循環”，或稱“死循環”。25.2while循環用while語句實現當型循環：即先判斷后執行while語句的一般形式：

while（表達式）語句流程圖：表達式語句下一語句假（0）真（非0）當表達式的值為真（非0）時，執行其中的循環體，然后回過頭來再判斷表達式的值，如此重復；當表達式的值為假（0）時，結束循環。3while語句的一般形式：while（表達式）語句如：intk=1,s=0; while(k<=100)

{s=s+k;k++;}循環控制表達式循環控制變量循環體注意：若循環體包含一條以上的語句，應以復合語句出現；循環前，必須給循環控制變量賦初值；循環體中，必須有改變循環控制變量值的語句存在。（使循環趨向結束的語句）循環體可以為空 4【例5.1】計算分析：這是一個累加求和問題

s=1+2+3s=s+k和的當前值和的新值求和項當前值s=0s=0+1s=1+2s=3+3k=1k=2k=3#include“stdio.h”main(){int

k,s;s=0;k=1;while(k<=3){s=s+k;k++;}printf("s=%d\n",s);}根據N-S圖,用while語句寫程序s=65#include"stdio.h"main(){

intc=0;

while(c<=255){

printf("%c",c++);if(c%32==0)

printf("c=%d\n",c);/*顯示已輸出字符個數*/}}【例5.2】用while循環，打印ASCII表全部字符。6【例5.3】讀程序#include<stdio.h>voidmain(){int

k,s,n;

printf(“entern:”);

scanf(“%d”,&n);s=0;k=1;while(k<=n){s+=k;k++;}printf(“∑%d=%d\n”,n,s);}entern:515#include<stdio.h>voidmain(){int

k,t,n;

printf(“entern:”);

scanf(“%d”,&n);t=1;k=1;while(k<=n){t*=k;k++;}

printf(“%d!=%d\n”n,t);}entern:5120t=n!#include<stdio.h>voidmain(){int

k,t,n,s;

printf(“entern:”);

scanf(“%d”,&n);t=1;k=1;s=0;while(k<=n){t*=k;s+=t;k++;}

printf(“s=%d\n”,n,s);}s=1!+2!+…+n!entern:51537例5.4：求12+22+32+…….+1002的和。

main(){ longsum=0;

intc=1; while(c<=100) {sum+=c*c; c++; }

printf(“%d,%ld\n”,c,sum);}輸出的c=101當c<=100時，反復執行

c=101時，停止循環

注意：缺少了語句c++;c的值在循環中不會變，while中的條件就不會變，就成了無限循環(死循環)！循環之初的c與sum值8#include"stdio.h"main(){ longfa=1,sum=0;

int

n,c=1;

scanf("%d",&n);

while(c<=n)

{

fa=fa*c; sum=sum+fa; c=c+1; }

printf("n=%d\tsum=%ld\n",n,sum);}

例5.5：求1！+2！+3！+…….+n！的和。9

例5.6：鍵盤輸入一個整數m，判斷m是不是素數。

main(){

int

m,c=2;

scanf("%d",&m);

while(m%c) c++;

if(c==m)

printf("%disaprimenumber.\n",m); else

printf("%disnotaprimenumber.\n",m);}105.3do-while循環用do-while語句用來實現直到型循環：即先執行后判斷條件do-while語句的一般形式：

do語句

while（表達式）；注意：分號“；”不可省略！表達式語句下一語句假（0）真（非0）11#include<stdio.h>voidmain(){int

k,s;s=0;k=1;

while(k<=3){s=s+k;k++;}

printf("s=%d\n",s);}用while語句寫程序：【例5.7】計算#include<stdio.h>voidmain(){int

k,s;s=0;k=1;do{s=s+k;k++;}

while(k<=3);

printf("s=%d\n",s);}用do-while語句寫程序：先判斷后執行先執行后判斷12

while循環和do_while循環的比較：一般情況下，while循環和do_while循環可以用來處理同一個問題。但while循環可以一次也不執行循環體（循環條件一開始就不滿足時），而do_while循環時，至少要執行一次循環體。用do_while循環做的事情，都可以用while循環來做；而用while循環來做的事情，do_while循環不一定能做。所以一般用while循環比較方便。使用do_while循環結構時，特別要注意該結構的最后有一個分號。練習：用do-while改寫判斷m是不是素數的程序。13

5.4

for循環結構

for循環結構的一般形式是：

for（表達式1；表達式2；表達式3） 語句（循環體）

表達式1也稱初始化表達式，用來設定循環控制變量或其他變量的初值，若有多個變量需要初始化時，表達式1要使用逗號表達式。

表達式2也稱循環條件表達式，用來決定是否執行循環體。當表達式值為非0時，執行循環體，當表達式的值為0時循環終止。

表達式3也稱增量表達式，執行一次循環體后，求解一次表達式3的值，用來改變循環變量的值，修正表達式2。表達式3也可用逗號表達式。14for循環結構的執行過程如圖所示。表達式2循環體求解表達式1非00圖5.5for循環結構流程圖求解表達式315for循環的其它形式：for循環一般形式：for（表達式1；表達式2；表達式3）語句（循環體）表達式1可以移到for語句的前面表達式1；for（；表達式2；表達式3）語句（循環體）表達式3可以移到循環體里面for（表達式1；表達式2；）{語句表達式3；}16表達式1省略時，應在for前給循環變量賦初值如：k=1；for(;k<=3;k++)s=s+k;

表達式3省略時循環體內應有使循環條件改變的語句如：for(k=1;k<=3;){s=s+k;k++;}

同時省略表達式1和表達式3，只有表達式2，此時相當于while語句。如：

表達式2一般是關系或邏輯表達式，也可以是算術或字符表達式，只要值不為0就執行循環體。如：for(k=1;k-4;k++)s=s+k;k=1;for(;k<=3;){s=s+k;k++;}k=1;while(k<=3){s=s+k;k++;}說明17例5.8：用for循環求解在100~200范圍內“既能被5整除又能被6整除”的數。#include"stdio.h"main(){

inti;

for(i=100;i<=200;i++) if(i%5==0&&i%6==0)

printf("\t%d",i);}18例5.9：用for循環判斷整數m是不是素數。

main(){

int

m,c=2;

scanf("%d",&m);

while(m%c) c++;

if(c==m)

printf("%disaprimenumber.\n",m); else

printf("%disnotaprimenumber.\n",m);}#include"stdio.h"main(){

int

m,c=2;

scanf("%d",&m);

for(;m%c;c++);

if(c==m)

printf("%disaprimenumber.\n",m); else

printf("%disnotaprimenumber.\n",m);}19例5.10：用for循環輸出Fibonacci數列：

1、1、2、3、5、8…的前20個數。#include"stdio.h"main(){

int

x,y,i;

for(x=1,y=1,i=1;i<=10;i++) { printf("%12d%12d",x,y); if(i%2==0)

printf("\n"); x=y+x; y=x+y; }}20練習：用while和for循環求100以內的奇數、偶數之和。#include<stdio.h>main(){int

ou=0,ji=0,n=1;

while(n<=100){ji+=n;

ou+=n+1;n+=2;}

printf(“ji=%d,ou=%d\n",ou,ji);}用while語句寫程序#include<stdio.h>main(){int

ou=0,ji=0;for(n=1;n<=100;n+=2){ji+=n;

ou+=n+1;}

printf(“ji=%d,ou=%d\n",ou,ji);}用for語句寫程序21幾種循環的比較對比while（表達式）語句do語句while（表達式）;for（表達式1；表達式2；表達式3）語句循環控制條件表達式表達式表達式2循環控制變量賦初值在while之前在do-while之前表達式1；也可以在for之前循環控制變量改變值在循環體內在循環體內表達式3；也可以在循環體內22

5.5循環結構的嵌套

自身嵌套：while循環結構的循環體中可以包含while循環；do_while循環結構的循環體中可以包含do_while循環；for循環結構的循環體中可以包含for循環。此外，這幾種循環結構之間還可以相互嵌套。一般循環體中的循環稱為“內循環”，包含內循環的循環稱為“外循環”，當然，這只是指二重循環。另外還有多層嵌套的情況，這屬于多重循環。

23循環嵌套的說明嵌套的循環控制變量名不能相同內循環變化快，外循環變化慢如：for(i=1;i<=9;i++){for(j=1;j<=9;j++)

printf(“%d”,i*j);

printf(“\n”);}正確確定循環體24例5.11：用for循環嵌套打印九九乘法表。#include"stdio.h"

main()

{

int

i,j;

for(i=1;i<=9;i++)

{

for(j=1;j<=9;j++)

printf("%3d",i*j);

printf("\n");

}

}25例5.12：要付零錢19元，現有1元，2元和5元的紙幣10張，請問有幾種付法？

#include"stdio.h"main(){

int

x,y,z,i=1;

for(x=0;x<10;x++)

for(y=0;y<=9;y++) { z=10-x-y; if(x+2*y+5*z==19)

printf("%d:\tx=%d\ty=%d\tz=%d\n",i++,x,y,z); }}26例5.13：求50以內的全部勾股數并打印輸出。#include"stdio.h"main(){

int

x,y,z,i=1;

for(z=5;z<=50;z++)

for(y=4;y<z;y++)

for(x=3;x<=y;x++)

if(x*x+y*y==z*z) printf("%3d:%3d%3d%3d\n",i++,x,y,z);}27

5.6無條件轉向語句

無條件轉向語句(或稱無條件控制語句)是指當程序執行到該語句時，程序無條件轉移到程序的某個地方執行。C語言提供三個無條件控制語句：break語句，continue語句和goto語句。

break語句主要用于循環結構和switch語句結構中。continue語句主要用于循環結構中。結構化程序設計要求少用或盡量不用goto語句。28

1.break語句

break語句由關鍵字break后加分號“；”組成。它的一般形式是：break;例5.14：求12+22+32+…….+1002的和。#include"stdio.h"main(){ longsum=0;

int

c=1;

while(8) { sum=sum+c*c; c++;

if(c>100)break; }

printf("sum=%ld\n",sum);}29例5.15：求整數m是否是素數。#include"stdio.h"main(){

int

m,c=2;

scanf("%d",&m); for(;;) {

if(m%c==0)break; c++; }

if(c==m)

printf("%disaprimenumber.\n",m); else

printf("%disnotaprimenumber.\n",m);}30例5.16：求200~230之間的全部素數。#include"stdio.h"#include"math.h"

main()

{

int

m,c,k;

for(m=201;m<230;m=m+2)

{

k=(int)sqrt(m);

for(c=2;c<=k;c++)

if(m%c==0)break;

if(c>k)

printf("%disaprimenumber.\n",m);

}

}312.continue語句

一般形式是：continue;

作用：結束本次循環（即跳過循環體中尚未執行的語句）。注意break語句和continue語句的區別：

break語句是跳出整個循環結構，不再在循環結構中做任何事情。而continue語句只是結束本次循環，繼續進行循環條件的判斷，來決定循環是否繼續進行。32對于while或do_while，循環體中執行continue語句后直接進行循環條件的判斷來決定循環是否繼續；而對于for循環，執行continue語句后，還應執行增量表達式(表達式3)后再進行循環條件的判斷來決定循環是否繼續。33例5.21：求200~230之間和400~430的全部素數。#include"stdio.h"#include"math.h"main(){

int

m,c,k;

for(m=201;m<430;m+=2) {

if(m>230&&m<400)continue; k=(int)sqrt(m);

for(c=2;c<=k;c++)

if(m%c==0)break;

if(c==k+1)

printf("%disaprimenumber.\n",m); }}343.goto語句一般形式：goto

語句標號；程序中與之對應的應有：語句標號：語句例5.22求1~100間的奇數和。#include"stdio.h"

main()

{

inti=1,sum=0;

loop:sum=sum+i;

i=i+2;

if(i<100)

gotoloop;

printf("sum=%d\n",sum);

}35

5.7應用舉例數學上的遞推(recurence)方法在程序設計中應用很多。遞推方法解題的關鍵是確定遞推公式和初始條件。根據初始條件的不同,遞推又可分為“順推”和“倒推”兩種形式：順推是數列后面的值要根據前面的值才能推算出來。如例5.13求Fibonacci數列屬順推。倒推是數列前面的值要根據后面的值才能推算出來。例5.23“猴子吃桃”問題屬倒推。遞推方法在程序設計中通過變量的迭代(iterate)方法來實現。36例5.23：猴子吃桃”問題（倒推）。

猴子第一天摘下若干個桃子,當即吃了一半,還不過癮,又多吃了一個。第二天早上又將剩下的桃子吃掉一半,又多吃了一個。以后每天早上都吃了前一天剩下的一半零一個。到第十天早上想吃時,發現只剩一個桃子。求第一天共摘了多少桃子。分析：“猴子吃桃”問題成了倒推的問題，設第n天的桃子數為a(n)個，前一天的桃子數為a(n-1)個.則有：a(n)=a(n-1)/2-1

即：a(n-1)=2(a(n)+