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循环控制-C语言教程

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循环结构是程序中一种很重要的结构。其特点是,在给定条件成立时,反复执行某程序段,直到条件不成立为止。给定的条件称为循环条件,反复执行的程序段称为循环体。C语言提供了多种循环语句,可以组成各种不同形式的循环结构。

 

6.1 概述

循环结构是程序中一种很重要的结构。其特点是,在给定条件成立时,反复执行某程序段,直到条件不成立为止。给定的条件称为循环条件,反复执行的程序段称为循环体。C语言提供了多种循环语句,可以组成各种不同形式的循环结构。

1) 用goto语句和if语句构成循环;

2) 用while语句;

3) 用do-while语句;

4) 用for语句;

 

6.2 goto语句以及用goto语句构成循环

 

goto语句是一种无条件转移语句, 与BASIC中的goto语句相似。goto 语句的使用格式为:

     goto  语句标号;

其中标号是一个有效的标识符,这个标识符加上一个“:”一起出现在函数内某处, 执行goto语句后,程序将跳转到该标号处并执行其后的语句。另外标号必须与goto语句同处于一个函数中,但可以不在一个循环层中。通常goto语句与if条件语句连用, 当满足某一条件时, 程序跳到标号处运行。

goto语句通常不用,主要因为它将使程序层次不清,且不易读,但在多层嵌套退出时, 用goto语句则比较合理。

【例6.1】用goto语句和if语句构成循环,

 

main(){        int i,sum=0;        i=1;loop:   if(i<=100)          {sum=sum+i;           i++;           goto loop;}         printf("%d\n",sum);}

6.3 while语句

while语句的一般形式为:

    while(表达式)语句

其中表达式是循环条件,语句为循环体。

    while语句的语义是:计算表达式的值,当值为真(非0)时, 执行循环体语句。其执行过程可用下图表示。

 

【例6.2】用while语句求 。

用传统流程图和N-S结构流程图表示算法,见图:

 

main(){   int i,sum=0;   i=1;   while(i<=100)        {sum=sum+i;          i++;         }   printf("%d\n",sum);}

【例6.3】统计从键盘输入一行字符的个数。

 

#include <stdio.h>main(){    int n=0;    printf("input a string:\n");    while(getchar()!='\n') n++;    printf("%d",n);}

    本例程序中的循环条件为getchar()!='\n',其意义是, 只要从键盘输入的字符不是回车就继续循环。循环体n++完成对输入字符个数计数。从而程序实现了对输入一行字符的字符个数计数。

使用while语句应注意以下几点:

1) while语句中的表达式一般是关系表达或逻辑表达式,只要表达式的值为真(非0)即可继续循环。

【例6.4】

 

main(){    int a=0,n;    printf("\n input n:    ");    scanf("%d",&n);    while (n--)      printf("%d  ",a++*2);}

本例程序将执行n次循环,每执行一次,n值减1。循环体输出表达式a++*2的值。该表达式等效于(a*2;a++)。

2) 循环体如包括有一个以上的语句,则必须用{}括起来,组成复合语句。

 

6.4 do-while语句

 

do-while语句的一般形式为:

        do

            语句

        while(表达式);

这个循环与while循环的不同在于:它先执行循环中的语句,然后再判断表达式是否为真, 如果为真则继续循环;如果为假, 则终止循环。因此, do-while循环至少要执行一次循环语句。其执行过程可用下图表示。

【例6.5】用do-while语句求 。

用传统流程图和N-S结构流程图表示算法,见图:

main(){   int i,sum=0;   i=1;   do        {sum=sum+i;          i++;         }while(i<=100)    printf("%d\n",sum);}

 同样当有许多语句参加循环时, 要用"{"和"}"把它们括起来。

【例6.6】while和do-while循环比较。

(1)

main(){int sum=0,i; scanf(“%d”,&i); while(i<=10)    {sum=sum+i;     i++;}printf(“sum=%d”,sum);}

(2)

main(){int sum=0,i; scanf(“%d”,&i); do   {sum=sum+i;    i++;}while(i<=10);printf(“sum=%d”,sum);}

6.5 for语句

在C语言中,for语句使用最为灵活,它完全可以取代 while 语句。它的一般形式为:

        for(表达式1;表达式2;表达式3) 语句

它的执行过程如下:

1) 先求解表达式1。

2) 求解表达式2,若其值为真(非0),则执行for语句中指定的内嵌语句,然后执行下面第3)步;若其值为假(0),则结束循环,转到第5)步。

3) 求解表达式3。

4) 转回上面第2)步继续执行。

5) 循环结束,执行for语句下面的一个语句。

其执行过程可用下图表示。

for语句最简单的应用形式也是最容易理解的形式如下:

for(循环变量赋初值;循环条件;循环变量增量) 语句

循环变量赋初值总是一个赋值语句, 它用来给循环控制变量赋初值; 循环条件是一个关系表达式,它决定什么时候退出循环;循环变量增量,定义循环控制变量每循环一次后按什么方式变化。这三个部分之间用“;”分开。

   例如:

for(i=1; i<=100; i++)sum=sum+i;

   先给i赋初值1,判断i是否小于等于100, 若是则执行语句,之后值增加1。再重新判断, 直到条件为假,即i>100时,结束循环。

相当于:

i=1;

while(i<=100)

    { sum=sum+i;

     i++;

}

对于for循环中语句的一般形式,就是如下的while循环形式:

表达式1;

while(表达式2)

    {语句

     表达式3;

}

注意:

1) for循环中的“表达式1(循环变量赋初值)”、“表达式2(循环条件)”和“表达式3(循环变量增量)”都是选择项, 即可以缺省,但“;”不能缺省。

2) 省略了“表达式1(循环变量赋初值)”, 表示不对循环控制变量赋初值。

3) 省略了“表达式2(循环条件)”, 则不做其它处理时便成为死循环。

例如:

    for(i=1;;i++)sum=sum+i;

相当于:

i=1;

while(1)

{sum=sum+i;

i++;}

4) 省略了“表达式3(循环变量增量)”, 则不对循环控制变量进行操作,这时可在语句体中加入修改循环控制变量的语句。

例如:

for(i=1;i<=100;)

{sum=sum+i;

       i++;}

5) 省略了“表达式1(循环变量赋初值)”和“表达式3(循环变量增量)”。

例如:

for(;i<=100;)

{sum=sum+i;

    i++;}

相当于:

while(i<=100)

{sum=sum+i;

i++;}

6) 3个表达式都可以省略。

例如:

for(;;)语句

相当于:

while(1)语句

7) 表达式1可以是设置循环变量的初值的赋值表达式,也可以是其他表达式。

例如:

    for(sum=0;i<=100;i++)sum=sum+i;

8) 表达式1和表达式3可以是一个简单表达式也可以是逗号表达式。

for(sum=0,i=1;i<=100;i++)sum=sum+i;

或:

for(i=0,j=100;i<=100;i++,j--)k=i+j;

9) 表达式2一般是关系表达式或逻辑表达式,但也可是数值表达式或字符表达式,只要其值非零,就执行循环体。

例如:

for(i=0;(c=getchar())!=’\n’;i+=c);

又如:

for(;(c=getchar())!=’\n’;)

printf(“%c”,c);

 

6.6 循环的嵌套

 

【例6.7】

 

main(){ int i, j, k; printf("i j k\n"); for (i=0; i<2; i++)    for(j=0; j<2; j++)       for(k=0; k<2; k++)           printf(“%d %d %d\n", i, j, k); }

6.7 几种循环的比较

 

1) 四种循环都可以用来处理同一个问题,一般可以互相代替。但一般不提倡用goto型循环。

2) while和do-while循环,循环体中应包括使循环趋于结束的语句。for语句功能最强。

3) 用while和do-while循环时,循环变量初始化的操作应在while和do-while语句之前完成,而for语句可以在表达式1中实现循环变量的初始化。

 

6.8 break和continue语句

 

6.8.1 break语句

break语句通常用在循环语句和开关语句中。当break用于开关语句switch中时,可使程序跳出switch而执行switch以后的语句;如果没有break语句,则将成为一个死循环而无法退出。break在switch 中的用法已在前面介绍开关语句时的例子中碰到,这里不再举例。

当break语句用于do-while、for、while循环语句中时,可使程序终止循环而执行循环后面的语句, 通常break语句总是与if语句联在一起。即满足条件时便跳出循环。

【例6.8】

 

main(){   int i=0;   char c;   while(1)                 /*设置循环*/     {      c='\0';             /*变量赋初值*/      while(c!=13&&c!=27) /*键盘接收字符直到按回车或Esc键*/        {         c=getch();         printf("%c\n", c);        }      if(c==27)         break;          /*判断若按Esc键则退出循环*/      i++;      printf("The No. is %d\n", i);      }    printf("The end"); }

 注意:

1) break语句对if-else的条件语句不起作用。

2) 在多层循环中, 一个break语句只向外跳一层。 

 

6.8.2 continue 语句

 

continue语句的作用是跳过循环本中剩余的语句而强行执行下一次循环。continue语句只用在for、while、do-while等循环体中,常与if条件语句一起使用,用来加速循环。其执行过程可用下图表示。

1) while(表达式1)

     { ……

       if(表达式2)break;

       ……

2) while(表达式1)

     { ……

       if(表达式2)continue;

       ……

}

 

【例6.9】

 

main(){  char c;  while(c!=13)      /*不是回车符则循环*/      {         c=getch();         if(c==0X1B)            continue; /*若按Esc键不输出便进行下次循环*/         printf("%c\n", c);       }}

6.9 程序举例

【例6.10】用 公式求π

N-S流程图:

#include<math.h>main(){  int s;  float n,t,pi;  t=1,pi=0;n=1.0;s=1;  while(fabs(t)>1e-6)      {pi=pi+t;       n=n+2;       s=-s;t=s/n;      }  pi=pi*4;         printf("pi=%10.6f\n",pi);  }

【例6.11】判断m是否素数。

N-S流程图:

#include<math.h>main(){int m,i,k;scanf(“%d”,&m);k=sqrt(m);for(i=2;i<=k;i++)if(m%i==0)break;if(i>=k+1)printf(“%d is a prime number\n”,m);elseprintf(“%d is not a prime number\n”,m);}

【例6.12】求100至200间的全部素数。

 

#include<math.h>main(){int m,i,k,n=0;for(m=101;m<=200;m=m+2){k=sqrt(m);for(i=2;i<=k;i++)if(m%i==0)break;if(i>=k+1){printf(“%d”,m);   n=n+1;}      if(n%n==0)printf(“\n”);}printf(“\n”);}

 

(本节完)

 

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