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第5章循环结构程序设计池州学院计算机中心C语言程序设计2022/11/242本章主要内容概述goto语句及用goto语句实现循环控制while循环控制do-while循环控制for循环控制循环的嵌套几种

循环的比较Break语句和continue语句循环结构程序设计举例2022/11/2436.1用goto语句实现循环Goto语句为无条件转移语句，它的一般形式为：goto语句标号；语句标号是用标识符表示，它的定义规则与变量名相同，即由

字母、数字和下划线组成，其第一个字符必须为字母或者下划线。不能用整数来做标识。例如：Gotolabel_1为合法的，Goto123为非法的；一般说来，goto语句有两种用途：（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，在C语言中可以使用break语句和continue语

句跳出本层循环和结束本次循环2022/11/2446.1用goto语句实现循环不提倡使用goto语句注意：goto语句能实现程序无条件转移，为编程提供了便利。但是无限制地使用，会破坏程序的结构化程度。因此应限制使用。书113页例题6.12022

/11/2456.2while循环控制实现“当型”循环。语句一般格式while（表达式）语句一般为关系表达式或逻辑表达式，也可以是C语言其他类型的合法表达式用来控制循环体是否执行称为内嵌语句，可以是基本语句、控制语句，也可以是复合语句是循环重复执行的部分2022/11/246功能：计算

表达式的值，为非0（逻辑真）时，重复执行内嵌语句，每执行一次，就判断一次表达式的值，直到表达式的值为0时结束循环，转去执行while后面的语句。当表达式为真语句N-S结构图NY流程图表达式非0?语句循环控制条件循环体2022/11/247例如：【

例5.1】编写程序，求100个自然数的和即：s=1+2+3+…+100思路：寻找加数与求和的规律加数i——从1变到100，每循环一次，使i增1，直到i的值超过100。i的初值设为1。求和——设变量sum存放和，循环求sum=sum+i，直至i超过100。2022/11/248算法和程序

：main(){inti,sum;i=1;sum=0;while(i<=100){sum=sum+i;i++;}printf("sum=%d\n",sum);}运行jc5_1程序输出结果：sum=5050i:循环控制变量sum:累加器i=1，sum=0

当i<=100sum=sum+ii++输出sum2022/11/249注意：如果while的(表达式)值为0，则循环体一次也不执行(例如当i的初值=101)。在循环体中必须有使循环趋向结束的操作，否则循环将无限进行（

死循环）。在循环体中，语句的先后位置必须符合逻辑，否则会影响运算结果。思考程序段的输出？……while(i<=100){i++;sum=sum+i;}运行后，输出：sum=5150原因是什么？2022/11/2410注意（续）

：为了保证循环正常运行，应该特别注意：–循环控制条件的描述–控制条件的初始状态（初始值）–循环体内部对控制条件的影响2022/11/24115.2do-while语句语句一般格式do语句while（表达式）；功能：–先执行内嵌语句

（循环体），之后计算表达式的值，不为0（逻辑真）时，再执行循环体并判断条件，直到表达式的值为0结束循环，转去执行while下面的语句。2022/11/2412do-while循环的算法循环体当表达式为真N-

S结构图NY循环体表达式非0？流程图main(){inti=1,sum=0;do{sum=sum+i;i++;}while(i<=100);printf("%d\n",sum);}用do-while语句求100个自然数的和2022/11/2413说明：while和

do-while都能实现循环控制，while结构程序通常都可以转换成do-while结构区别：–do-while语句先执行循环体再判断条件，循环体至少执行一次；–while语句先判断条件再执行循环体，循环体有可能一次也不执行do—while循环体中一定要有能使表达式值趋于

0的操作(如i++)，否则会出现死循环。2022/11/2414do-while语句的简单应用【例5.3】用辗转相除法求m和n的最大公约数定义m、n、rm<nTFm和n交换r=m%nm=nn=r当r!=0时输出最大公约数

m2022/11/2415算法和程序：main(){intm,n,r;scanf("%d,%d",&m,&n);if(m<n){r=m;m=n;n=r;}do{r=m%n;m=n;n=r;}while(r!=0);printf("%d\n",m);}运行jc5_3程序运行情况如下：24

,60122022/11/24165.3for语句语句一般格式for(表达式1;表达式2;表达式3)语句功能：–计算表达式1的值，再判断表达式2，如果其值为非0（逻辑真），则执行内嵌语句(循环体)，并计算表达式3；之后再去判断表达式2，一直到其值为0时结束循环，执行后续语句。循

环初始条件循环控制条件循环体2022/11/2417for语句的算法N-S结构图for(表达式1;表达式2;表达式3)语句NY流程图计算表达式1语句计算表达式3表达式2为真?例如：main(){inti,sum;sum=0;for(i=1;i<

=100;i++)sum=sum+i;printf("sum=%d\n",sum);}可部分或全部省略，但“;”不可省略2022/11/2418省略for语句的表达式⑴表达式1、2、3全省略，即：for(;;)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。无终止的执行循环体。就等同

于：while(1)，会无限循环（死循环）注意：在省略某个表达式时，应在适当位置进行循环控制的必要操作，以保证循环的正确执行⑵省略表达式1和表达式3，即：值给出循环条件for（；表达式2；）就等同于：while（表达式2）⑶省略表达式2，即：不判断

循环条件，循环无终止的做下去，认为表达式2始终为真。for（表达式1；；表达式3）就等同于：表达式1;while(1)｛…表达式3;｝2022/11/2419（4）省略表达式1，此时应在FOR之前赋初值。注意，省略表达式1时，其后的分号不能省略。FOR（；表达式

2；表达式3）（5）表达式3也可以省略，但此时程序设计时应另外保证循环能正常结束。FOR（i=1;i<=100;){sum=sum+1;i++;}I++的操作不放在FOR语句的表达式3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。2022/11/2420（6）表达式一般是关系表达式（I<=0)或逻辑表达式（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。书120页2022/11/2421例如：⑴i=1;for(;i

<=100;i++)sum+=i；⑵for(i=1;;i++){…if(i>100)……}⑶for(i=1;i<=100;){…i++;…}⑷i=1;for(;;){…if(i>100)…i++;…}20

22/11/2422说明：所有用while语句实现的循环都可以用for语句实现。等价于：for(表达式1；表达式2；表达式3)语句；表达式1；while（表达式2）{语句；表达式3；}2022/11/2423for语句的简单应用【例5.4】求n!，即计算p=1×2×3×…×

n的值。思路：求阶乘与求累加的运算处理过程类似，只要将“+”变为“*”。设置：乘数i，初值为1，终值为n（n是循环控制终值，需要从键盘输入）累乘器p，每次循环令p=p*i2022/11/2424程序：main(){inti,n;longp;p=1;printf("

Entern:");scanf("%d",&n);for(i=1;i<=n;i++)p=p*i;printf("p=%ld\n",p);}思考：如何输出1!,2!,…,n!？如何求s=1!+2!+…+n!？运行jc5_42022/11/24

25熟悉几个循环语句while(!x)x++;当x=0时，执行循环体x++;while((c=getchar())!='\n')n=n+1;n称为计数器，作用是统计输入字符的个数while(num++<=2)

;printf("%d\n",num);循环体是空语句，退出循环后输出num的值dox*=-3;while(x>5);先执行循环体x*=-3，再判断条件(x>5)for(n=0;n<26;n++)printf("%c"

,n+'A');作用是输出26个大写字母for(sum=0,i=1;i<=100;sum=sum+i,i+=2);作用是计算100以内的奇数和2022/11/24266.6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。3种循环可以互相嵌套。2022/11/24275.6循环的嵌套如果循环语句的循环体内又包含了另一条循环语句，则称为循环的嵌套例如：#include<stdi

o.h>main(){inti,j;for(i=1;i<10;i++)for(j=1;j<=i;j++)printf((j==i)?"%4d\n":"%4d",i*j);}运行jc5_a外循环语句内循

环2022/11/2428注意：while、do-while、for循环语句可以并列，也可以相互嵌套，但要层次清楚，不能出现交叉。多重循环程序执行时，外层循环每执行一次，内层循环都需要循环执行多次。例如：for(a=1;a<=10;a++){for(b=0;b<=5;b++

)……}外循环执行了10次，内循环执行60次循环正常结束时，内循环执行了10×6=60次2022/11/24296.7几种循环语句的比较while和do-while语句的表达式只有一个，for语句有三个。while和for先判断循环条件后执行循环体，do-whil

e语句先执行循环体后判断循环条件。一般不提倡用goto型循环while语句多用于循环次数不定的情况do-while语句多用于至少要运行一次的情况for语句多用于要赋初值或循环次数固定的情况2022/11/24306.8循环结构中的跳转语句有如下三种语句实现跳转：

–continue语句–break语句–goto语句在循环语句的循环体中使用，可以进行循环的流程控制2022/11/2431后续语句…continue;…YN表达式?后续语句…continue;…表达式?YN6.8.1continue语句及应用功能：

–中断循环体的本次执行（即跳过循环体中尚未执行的语句），立即开始执行下一次循环。while语句do-while语句后续语句计算表达式3计算表达式1…continue;…表达式2?YNfor语句2022/11/2432例如：⑴intx,n=0,s=0;while(n<10){scanf("%d"

,&x);if(x<0)continue;s+=x;n++;};⑵intx,n=0,s=0;do{scanf("%d",&x);if(x<0)continue;s+=x;n++;}while(n<10);⑶for(n=0,s=0;n<10;n+

+){scanf("%d",&x);if(x<0)continue;s+=x;}2022/11/2433应用举例【例5.7】把100～200之间能被7整除的数，以十个数为一行的形式输出，最后输出一共有多少个这样

的数。for(n=100;n<=200;n++)n能被7整除TF终止本次循环输出n输出10个数TF换行2022/11/2434算法和程序main(){intn,j=0;for(n=100;n<=200;n++){if(n%

7!=0)continue;printf("%6d",n);j++;if(j%10==0)printf("\n");}printf("\nj=%d\n",j);}运行jc5_72022/11/2435后续语句…break;…YN

表达式?后续语句…break;…表达式?YN6.8.2循环中break的应用功能：–利用break语句能够强迫终止本层循环，转到后续语句执行。while语句do-while语句后续语句计算表达式3计算表达式1…break;…表达式2?YNfor语句2022/11/2436例如：

⑴intx,n=0,s=0;while(n<10){scanf("%d",&x);if(x<0)break;s+=x;n++;};⑵intx,n=0,s=0;do{scanf("%d",&x);if(x<0)break;s+=x;n++;}while(n<

10);⑶for(n=0,s=0;n<10;n++){scanf("%d",&x);if(x<0)break;s+=x;}2022/11/2437注意：while、do-while、for循环语句可以并列，也可以相互嵌套，但要层次清楚，不能出现交叉。多重循环程序执行时，外层循

环每执行一次，内层循环都需要循环执行多次。例如：for(a=1;a<=10;a++){for(b=0;b<=5;b++)……}外循环执行了10次，内循环执行6次循环正常结束时，内循环执行了10×6=60次2022/1

1/24386.9循环结构程序设计【例5.5】按每行输出5个数的形式输出Fibonacci数列的前20项。思路：Fibonacci数列的前几项是：1、1、2、3、5、8、13、21、34、…。此数列的变化规律是：1（

n=1）1（n=2）fn-1+fn-2（n>2）fn=设变量f1、f2和f3，并为f1和f2赋初值1，令f3=f1+f2得到第3项；将f1←f2，f2←f3，再求f3=f1+f2得到第4项；依此类推求第5项、第6项…•这是一种递推算法•应采用循环实现2022/11/2

439算法和程序#defineN20main(){inti,f1,f2,f3;f1=f2=1;printf("\n%8d%8d",f1,f2);for(i=3;i<=N;i++){f3=f1+f2;f1=f2;f2=f3;printf("%8d",f3);if(i%

5==0)printf("\n");}}f1=1，f2=1并输出for(i=3;i<=20;i++)f3=f2+f1f1=f2，f2=f3输出f3输出5个数TF换行运行jc5_52022/11/2440举例2【例5.12】判断输入的某个数

m是否为素数。若是素数，输出“YES”，若不是，输出“NO”。思路：素数是指只能被1和它本身整除的数，如5、7、11、17、…等。分别用2、3、…，m-1尝试能否整除整数m。如果m能被某个数整除，则m就不是素

数。这是一种穷举算法设除数为j，从2循环到m-12022/11/2441算法和程序：#include"math.h"main(){intj,m,k;printf("Enteranintegernumber:");scanf("%d

",&m);for(j=2;j<=m-1;j++)if(m%j==0)break;printf("%d",m);if(j>=m)printf("YES\n");elseprintf("NO\n");}输入一个数mfor(j=2;

j<=m-1;j++)m%j==0TF退出循环j>=mTF输出"YES“输出"NO"运行jc5_122022/11/2442程序的优化对于穷举法来说，为了提高程序的效率，就要减少尝试次数。#include"math.h"main(){in

tj,m,k;printf("Enteranintegernumber:");scanf("%d",&m);k=sqrt(m);for(j=2;j<=k;j++)if(m%j==0)break;printf("%d",m);if(j>=k+1)printf("YES\n");elseprintf

("NO\n");}思考：如何输出100～200中所有的素数2022/11/2443举例3【例5.13】用牛顿迭代法求方程2x3+4x2-7x-6=0在x=1.5附近的根。思路：设xn为一个接近xa的近似根，过(xn,f(xn))点做切线，切线方程为：)x(f

)x(fxxn'nn1nn1nnnxx)x(f)x('f即:xnxn+1xy0f(x)(xn,f(xn))(xn+1,f(xn+1))xa方程的根—牛顿迭代公式2022/11/2444算法基本步骤：①先设一个方程近似根x0，求

出方程f的值和方程导数f1的值；f=2x03+4x02-7x0-6f1=6x02+8x0-7②用迭代公式x=x0-f/f1进行迭代，求出x比x0要接近方程真实的根；③当|x-x0|大于某个很小的数时(如10-6)，认为未找到，此时将x→x0，再次求f、f1，并迭代，又求出一个新的更接近方程根的x

；④一直到|x-x0|≤10-6时得到方程近似根：x或x0。这是一种迭代算法用循环实现2022/11/2445算法和程序：#include"math.h"main(){floatx,x0,f,f1;x=1.5;do{x0=x;f=2*x0*

x0*x0+4*x0*x0-7*x0-6;f1=6*x0*x0+8*x0-7;x=x0-f/f1;}while(fabs(x-x0)>1e-6);printf("%f\n",x);}x赋初值x0=x计算f计算f1计算x=x0-f/f1当|x-x0|>10-6时输出x运行jc5_132

022/11/2446举例4【例5.11】编程序求2～10000以内的完全数。完全数：一个数的因子（除了这个数本身）之和等于该数本身。思路：设定i从2变到10000，对每个i找到其因子和s；判定i＝s？若相等，则i为完全数，否则不是。例如：6的因子是1、2、3，因

子和1+2+3＝6因此6是完全数使用穷举算法用双层循环实现2022/11/2447算法和程序：main(){inti,j,s;for(i=2;i<=10000;i++){s=0;for(j=1;j<i;j++)if(i%j

==0)s+=j;if(i==s)printf("%6d\n",s);}}for(i=2;i<=10000;i++)s=0for(j=1;j<i;j++)i%j==0TFs=s+ji==sTFi是完全数运行j

c5_112022/11/2448举例5【例5.10】编程序，输出以下图形。****************一共有4行，每行由空格和星号组成：空格数按行增加，星号按行减少变量i控制输出行数，从1变化到4变量j控制输出

每行的空格和星号：–j从1变化到i，每次输出一个空格–j从1变化到8-2*i＋1，每次输出一个星号使用双重循环实现思路：2022/11/2449算法和程序：main(){inti,j;for(i=1;i<=4;i++){for(j=

1;j<=i;j++)printf("");for(j=1;j<=8-(2*i-1);j++)printf("*");printf("\n");}}for(i=1;i<=4;i++)for(j=1;j<=i;j++)输出一个空格for(j=1;j<=8-

(2*i-1);j++)输出一个星号换行思考：如何输出10行图形？输出图形向右平移20个字符位置，应如何修改程序？运行jc5_10