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1、第六章 循環(huán)控制 教學(xué)目的及要求： 1） 熟練掌握三種循環(huán)語句的運(yùn)用； 2） 掌握break和continue語句的運(yùn)用。 3） 教學(xué)重難點(diǎn)： 1） 循環(huán)語句； 2）循環(huán)的嵌套； 3）break和continue語句。 主要教學(xué)環(huán)節(jié)的組織： 結(jié)合習(xí)題、上機(jī)掌握循環(huán)語句的用法 教學(xué)內(nèi)容： §6.1 概述 循環(huán)結(jié)構(gòu)是程序中一種很重要的結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是，在給定條件成立時(shí)，反復(fù)執(zhí)行某程序段，直到條件不成立為止。 給定的條件稱為循環(huán)條件，反復(fù)執(zhí)行的程序段稱為循環(huán)體。 Ｃ語言提供了多種循環(huán)語句，可以組成各種不同形式的循環(huán)結(jié)構(gòu)。 §6.2 goto語句以及用goto

2、語句構(gòu)成循環(huán) 程序中的語句通常總是按順序方向，或按語句功能所定義的方向執(zhí)行的。如果需要改變程序的正常流向，可以使用轉(zhuǎn)移語句。在Ｃ語言中提供了4種轉(zhuǎn)移語句：goto,break, continue和return。其中的return語句只能出現(xiàn)在被調(diào)函數(shù)中， 用于返回主調(diào)函數(shù)，我們將在函數(shù)一章中具體學(xué)習(xí)。 goto語句也稱為無條件轉(zhuǎn)移語句，其一般格式如下： goto 語句標(biāo)號； 其中語句標(biāo)號是按標(biāo)識符規(guī)定書寫的符號， 放在某一語句行的前面，標(biāo)號后加冒號(：)。語句標(biāo)號起標(biāo)識語句的作用，與goto 語句配合使用。如：label: i++； loop: while(x<

3、7)； Ｃ語言不限制程序中使用標(biāo)號的次數(shù)，但各標(biāo)號不得重名。goto語句的語義是改變程序流向， 轉(zhuǎn)去執(zhí)行語句標(biāo)號所標(biāo)識的語句。goto語句通常與條件語句配合使用?？捎脕韺?shí)現(xiàn)條件轉(zhuǎn)移，構(gòu)成循環(huán)，跳出循環(huán)體等功能。但是，在結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)中一般不主張使用goto語句， 以免造成程序流程的混亂，使理解和調(diào)試程序都產(chǎn)生困難。 例:#include"stdio.h" /*統(tǒng)計(jì)從鍵盤輸入一行字符的個數(shù) */ void main(){ int n=0； printf("input a string\n")； loop: if(g

4、etchar()!='\n') { n++；goto loop； } printf("%d",n)；} 本例用if語句和goto語句構(gòu)成循環(huán)結(jié)構(gòu)。當(dāng)輸入字符不為'\n'時(shí)即執(zhí)行n++進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后轉(zhuǎn)移至if語句循環(huán)執(zhí)行。直至輸入字符為'\n'才停止循環(huán)。 §6.3 ｗｈｉｌｅ語句 while語句的一般形式為： while(表達(dá)式)語句； 其中表達(dá)式是循環(huán)條件，語句為循環(huán)體。 while語句的語義是：計(jì)算表達(dá)式的值，當(dāng)值為真(非0)時(shí)， 執(zhí)行循環(huán)體語句。 例:#include /*統(tǒng)計(jì)從鍵盤輸

5、入一行字符的個數(shù) */ void main(){ int n=0； printf("input a string:\n")； while(getchar()!='\n') n++； printf("%d",n)； } 本例程序中的循環(huán)條件為getchar()!='\n',其意義是， 只要從鍵盤輸入的字符不是回車就繼續(xù)循環(huán)。循環(huán)體n++完成對輸入字符個數(shù)計(jì)數(shù)。從而程序?qū)崿F(xiàn)了對輸入一行字符的字符個數(shù)計(jì)數(shù)。 使用while語句應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1.while語句中的表達(dá)式一般是關(guān)系或邏輯表達(dá)式，只要表達(dá)式的值為

6、真(非0)即可繼續(xù)循環(huán)。 void main(){ int a=0,n； printf("\n input n: ")； scanf("%d",&n)； while (n--) printf("%d ",a++*2)； } 本例程序?qū)?zhí)行n次循環(huán)，每執(zhí)行一次，n值減1。循環(huán)體輸出表達(dá)式a++*2的值。該表達(dá)式等效于(a*2；a++) 2.循環(huán)體如包括有一個以上的語句，則必須用{}括起來， 組成復(fù)合語句。 3.應(yīng)注意循環(huán)條件的選擇以避免死循環(huán)。 void main(){ int a,n=0； while(a=5)

7、 printf("%d ",n++)； } 本例中while語句的循環(huán)條件為賦值表達(dá)式a=5， 因此該表達(dá)式的值永遠(yuǎn)為真，而循環(huán)體中又沒有其它中止循環(huán)的手段， 因此該循環(huán)將無休止地進(jìn)行下去，形成死循環(huán)。4.允許while語句的循環(huán)體又是while語句，從而形成雙重循環(huán)。 §6.4 ｄｏ－ｗｈｉｌｅ語句 do-while語句的一般形式為： do語句； while(表達(dá)式)； 其中語句是循環(huán)體，表達(dá)式是循環(huán)條件。do-while語句的語義是：先執(zhí)行循環(huán)體語句一次， 再判別表達(dá)式的值，若為真(非0)則繼續(xù)循環(huán)，否則終止循環(huán)。其執(zhí)行過程如課本中圖所示。 do-whil

8、e語句和while語句的區(qū)別在于do-while是先執(zhí)行后判斷，因此do-while至少要執(zhí)行一次循環(huán)體。而while是先判斷后執(zhí)行，如果條件不滿足，則一次循環(huán)體語句也不執(zhí)行。while語句和do-while語句一般都可以相互改寫。 void main(){ int a=0,n； printf("\n input n: ")； scanf("%d",&n)； do printf("%d ",a++*2)； while (--n)； } 在本例中，循環(huán)條件改為--n，否則將多執(zhí)行一次循環(huán)。這是由于先執(zhí)行后判斷而造成的。對于do-while語句還應(yīng)

9、注意以下幾點(diǎn)： 1.if和while語句中， 表達(dá)式后面都不能加分號，而 do -while語句的表達(dá)式后面則必須加分號。 2.do-while語句也可以組成多重循環(huán)，而且也可以和while語句相互嵌套。 3.在do和while之間的循環(huán)體由多個語句組成時(shí)，也必須用{}括起來組成一個復(fù)合語句。 4.do-while和while語句相互替換時(shí)，要注意修改循環(huán)控制條件。 §6.5 ｆｏｒ語句 for語句是Ｃ語言所提供的功能更強(qiáng)，使用更廣泛的一種循環(huán)語句。其一般形式為： for(表達(dá)式1；表達(dá)式2；表達(dá)3) 語句； 表達(dá)式1通常用來給循環(huán)變量賦初值，一般是賦值表達(dá)

10、式。也允許在for語句外給循環(huán)變量賦初值，此時(shí)可以省略該表達(dá)式。表達(dá)式2通常是循環(huán)條件，一般為關(guān)系表達(dá)式或邏輯表達(dá)式。表達(dá)式3通?？捎脕硇薷难h(huán)變量的值，一般是賦值語句。這三個表達(dá)式都可以是逗號表達(dá)式， 即每個表達(dá)式都可由多個表達(dá)式組成。三個表達(dá)式都是任選項(xiàng)，都可以省略。 一般形式中的“語句”即為循環(huán)體語句。 for語句的語義是：1.首先計(jì)算表達(dá)式1的值； 2.再計(jì)算表達(dá)式2的值，若值為真(非0)則執(zhí)行循環(huán)體一次， 否則跳出循環(huán)； 3.然后再計(jì)算表達(dá)式3的值，轉(zhuǎn)回第2步重復(fù)執(zhí)行。 在整個for循環(huán)過程中，表達(dá)式1只計(jì)算一次，表達(dá)式2和表達(dá)式3則可能計(jì)算多次。循環(huán)體可能多次執(zhí)行，也可能一次

11、都不執(zhí)行。 void main(){ /*用for語句計(jì)算s=1+2+3+...+99+100 */ int n,s=0； for(n=1；n<=100；n++) s=s+n； printf("s=%d\n",s)； } 本例for語句中的表達(dá)式3為n++，實(shí)際上也是一種賦值語句，相當(dāng)于n=n+1，以改變循環(huán)變量的值。 void main(){ /*用for語句修改例題。從0開始，輸出n個連續(xù)的偶數(shù) */ int a=0,n； printf("\

12、n input n: ")； scanf("%d",&n)； for(；n>0；a++,n--) printf("%d ",a*2)； } 本例的for語句中，表達(dá)式1已省去，循環(huán)變量的初值在for語句之前由scanf語句取得，表達(dá)式3是一個逗號表達(dá)式，由a++，n- - 兩個表達(dá)式組成。每循環(huán)一次a自增1，n自減1。a的變化使輸出的偶數(shù)遞增，n的變化控制循次數(shù)。 在使用for語句中要注意以下幾點(diǎn)： 1.for語句中的各表達(dá)式都可省略，但分號間隔符不能少。 如：for(；表達(dá)式；表達(dá)式)省去了表達(dá)式1。 for(表達(dá)式；；表達(dá)式)省去了表達(dá)

13、式2。 for(表達(dá)式；表達(dá)式；)省去了表達(dá)式3。 for(；；)省去了全部表達(dá)式。 2.在循環(huán)變量已賦初值時(shí)，可省去表達(dá)式1。如省去表達(dá)式2或表達(dá)式3則將造成無限循環(huán)， 這時(shí)應(yīng)在循環(huán)體內(nèi)設(shè)法結(jié)束循環(huán)。 void main(){ int a=0,n； printf("\n input n: ")； scanf("%d",&n)； for(；n>0；) { a++；n--； printf("%d ",a*2)； } } 本例中省略了表達(dá)式1和表達(dá)式3，由循環(huán)體內(nèi)的n--語句進(jìn)行循環(huán)變量n的遞減，以控制循環(huán)次數(shù)。 void main(){

14、 int a=0,n； printf("\n input n: ")； scanf("%d",&n)； for(；；){ a++；n--； printf("%d ",a*2)； if(n==0)break； } } 本例中for語句的表達(dá)式全部省去。由循環(huán)體中的語句實(shí)現(xiàn)循環(huán)變量的遞減和循環(huán)條件的判斷。當(dāng)n值為0時(shí)，由break語句中止循環(huán)，轉(zhuǎn)去執(zhí)行for以后的程序。在此情況下，for語句已等效于while( 1)語句。如在循環(huán)體中沒有相應(yīng)的控制手段，則造成死循環(huán)。 3.循環(huán)體可以是空語句。 #include"stdio.h" void ma

15、in(){ int n=0； printf("input a string:\n")； for(；getchar()!='\n'；n++)； printf("%d",n)； } 本例中，省去了for語句的表達(dá)式1，表達(dá)式3也不是用來修改循環(huán)變量，而是用作輸入字符的計(jì)數(shù)。這樣，就把本應(yīng)在循環(huán)體中完成的計(jì)數(shù)放在表達(dá)式中完成了。因此循環(huán)體是空語句。應(yīng)注意的是，空語句后的分號不可少，如缺少此分號，則把后面的printf 語句當(dāng)成循環(huán)體來執(zhí)行。反過來說，如循環(huán)體不為空語句時(shí)， 決不能在表達(dá)式的括號后加分號， 這樣又會認(rèn)為循環(huán)體是空語句而不能反復(fù)執(zhí)行。這些都是編程

16、中常見的錯誤，要十分注意。 5. for語句也可與while,do-while語句相互嵌套，構(gòu)成多重循環(huán)。以下形成都合法的嵌套。 (1)for(){… while() {…} … } (2)do{… for() {…} … } while()； (3)while(){… for() {…} … } (4)for(){… for(){ … } } 例:void main(){ int i,j,k； for(i=1；i<=3；i++) { for(j=1；j<=3-i+5；j++) printf

17、(" ")； for(k=1；k<=2*i-1+5；k++) { if(k<=5) printf(" ")； else printf("*")； } printf("\n")； } } §6.8 break語句和continue 語句 1. break語句 break語句只能用在switch 語句或循環(huán)語句中， 其作用是跳出switch語句或跳出本層循環(huán)，轉(zhuǎn)去執(zhí)行后面的程序。由于break語句的轉(zhuǎn)移方向是明確的，所以不需要語句標(biāo)號與之配合。break語句的一般形式為： break；本章前面的例題中分別在swit

18、ch語句和for語句中使用了break 語句作為跳轉(zhuǎn)。使用break語句可以使循環(huán)語句有多個出口，在一些場合下使編程更加靈活、方便。 2. ｃｏｎｔｉｎｕｅ語句 continue語句只能用在循環(huán)體中，其一般格式是： continue； 其語義是：結(jié)束本次循環(huán)，即不再執(zhí)行循環(huán)體中continue 語句之后的語句，轉(zhuǎn)入下一次循環(huán)條件的判斷與執(zhí)行。應(yīng)注意的是，本語句只結(jié)束本層本次的循環(huán)，并不跳出循環(huán)。 void main(){ /* 輸出100以內(nèi)能被7整除的數(shù) */ int n； for(n=7；n<=100；n++) { if (n%7

19、!=0) continue； printf("%d ",n)； } } 本例中，對7～100的每一個數(shù)進(jìn)行測試，如該數(shù)不能被7整除，即模運(yùn)算不為0，則由continus語句轉(zhuǎn)去下一次循環(huán)。只有模運(yùn)算為0時(shí)，才能執(zhí)行后面的printf語句，輸出能被7整除的數(shù)。 #include"stdio.h" void main(){ /* 檢查輸入的一行中有無相鄰兩字符相同 */ char a,b； printf("input a string:\n")； b=getchar()； while((a=getchar())!='\n

20、'){ if(a==b){ printf("same character\n")；break；} b=a； } } 本例程序中，把第一個讀入的字符送入b。然后進(jìn)入循環(huán)，把下一字符讀入a，比較a,b是否相等，若相等則輸出提示串并中止循環(huán)，若不相等則把a(bǔ)中的字符賦予b，輸入下一次循環(huán)。 void main(){ /*輸出100以內(nèi)的素?cái)?shù)。素?cái)?shù)是只能被1 和本身整除的數(shù)*/ int n,i； /*可用窮舉法來判斷一個數(shù)是否是素?cái)?shù) */ for(n=2；n<=100；n++){ for(i=2；i

21、) if(n%i==0) break； if(i>=n) printf("\t%d",n)； } } 本例程序中，第一層循環(huán)表示對1～100這100個數(shù)逐個判斷是否是素?cái)?shù)，共循環(huán)100次，在第二層循環(huán)中則對數(shù)n用2～n-1逐個去除，若某次除盡則跳出該層循環(huán)，說明不是素?cái)?shù)。 如果在所有的數(shù)都是未除盡的情況下結(jié)束循環(huán)，則為素?cái)?shù)，此時(shí)有i>=n， 故可經(jīng)此判斷后輸出素?cái)?shù)。然后轉(zhuǎn)入下一次大循環(huán)。 實(shí)際上，2以上的所有偶數(shù)均不是素?cái)?shù)，因此可以使循環(huán)變量的步長值改為2，即每次增加2，此外只需對數(shù)n用2～n去除就可判斷該數(shù)是否素?cái)?shù)。這樣將大大

22、減少循環(huán)次數(shù)，減少程序運(yùn)行時(shí)間。 #include"math.h" void main(){ int n,i,k； for(n=2；n<=100；n+=2){ k=sqrt(n)； for(i=2；i=k) printf("\t%2d",n)； } } 本章小結(jié) 1.從程序執(zhí)行的流程來看,程序可分為三種最基本的結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)，分支結(jié)構(gòu)以及循環(huán)結(jié)構(gòu) 2.程序中執(zhí)行部分最基本的單位是語句。Ｃ語言的語句可分為五類： (1)表達(dá)式語句：任何表達(dá)

23、式末尾加上分號即可構(gòu)成表達(dá)式語句，常用的表達(dá)式語句為賦值語句。 (2)函數(shù)調(diào)用語句：由函數(shù)調(diào)用加上分號即組成函數(shù)調(diào)用語句。 (3)控制語句： 用于控制程序流程，由專門的語句定義符及所需的表達(dá)式組成。主要有條件判斷執(zhí)行語句，循環(huán)執(zhí)行語句，轉(zhuǎn)向語句等。 (4)復(fù)合語句： 由{}把多個語句括起來組成一個語句。 復(fù)合語句被認(rèn)為是單條語句，它可出現(xiàn)在所有允許出現(xiàn)語句的地方，如循環(huán)體等。 (5)空語句： 僅由分號組成，無實(shí)際功能。 3.Ｃ語言中沒有提供專門的輸入輸出語句，所有的輸入輸出都是由調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)中的輸入輸出函數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。scanf和getchar函數(shù)是輸入函數(shù)，接收來自鍵盤的輸入數(shù)據(jù)

24、。scanf是格式輸入函數(shù)， 可按指定的格式輸入任意類型數(shù)據(jù)，getchar函數(shù)是字符輸入函數(shù)，只能接收單個字符。 printf和putchar函數(shù)是輸出函數(shù)，向顯示器屏幕輸出數(shù)據(jù)。printf是格式輸出函數(shù)，可按指定的格式顯示任意類型的數(shù)據(jù)。putchar是字符顯示函數(shù)，只能顯示單個字符。 4.關(guān)系表達(dá)式和邏輯表達(dá)式是兩種重要的表達(dá)式，主要用于條件執(zhí)行的判斷和循環(huán)執(zhí)行的判斷。 5.Ｃ語言提供了多種形式的條件語句以構(gòu)成分支結(jié)構(gòu)。 (1)if語句主要用于單向選擇；(2)if-else語句主要用于雙向選擇； (3)if-else-if語和switch語句用于多向選擇。這幾種形式的條件語句一般

25、來說是可以互相替代的。 6.Ｃ語言提供了三種循環(huán)語句。 (1)for語句主要用于給定循環(huán)變量初值， 步長增量以及循環(huán)次數(shù)的循環(huán)結(jié)構(gòu)。 (2)循環(huán)次數(shù)及控制條件要在循環(huán)過程中才能確定的循環(huán)可用 while或do-while語句。 (3)三種循環(huán)語句可以相互嵌套組成多重循環(huán)。循環(huán)之間可以并列但不能交叉。 (4)可用轉(zhuǎn)移語句把流程轉(zhuǎn)出循環(huán)體外，但不能從外面轉(zhuǎn)向循環(huán)體內(nèi)。 (5)在循環(huán)程序中應(yīng)避免出現(xiàn)死循環(huán)，即應(yīng)保證循環(huán)變量的值在運(yùn)行過程中可以得到修改，并使循環(huán)條件逐步變?yōu)榧?，從而結(jié)束循環(huán)。 7.Ｃ語言語句小結(jié)： 名 稱 一 般 形 式 簡單語句 表達(dá)

26、式語句表達(dá)式； 空語句； 復(fù)合語句 { 語句 } 條件語句 if(表達(dá)式)語句； if(表達(dá)式)語句1； else語句2； if(表達(dá)式1)語句1； else if(表達(dá)式2) 語句2…else語句 n； 開關(guān)語句 switch(表達(dá)式){ case常量表達(dá)式: 語句…default: 語句； } 循環(huán)語句 while語句 while(表達(dá)式)語句； for語句 for(表達(dá)式1； 表達(dá)式2； 表達(dá)式3)語句； break語句 break； goto語句 goto； continue語句 continue； return 語句 return(表達(dá)式)；