第06章 C语言循环结构程序设计

第六章本章要点循环的基本概念不同形式的循环控制多重循环问题主要内容6.1概述6.2goto语句以及用goto语句构成循环6.3用while语句实现循环6.4用do-while语句实现循环6.5用for语句实现循环6.6循环的嵌套6.7几种循环的比较6.8break语句continue和语句6.9程序举例§6.1概述什么是循环？为什么要使用循环？1001nyn问题1：问题2:求学生平均成绩分数相加后除以课数在许多问题中需要用到循环控制。循环结构是结构化程序设计的基本结构之一，它和顺序结构、选择结构共同作为各种复杂程序的基本构造单元。§6.2goto语句以及用goto语句构成循环1•goto语句为无条件转向语句，它的一般形式为goto语句标号；•语句标号用标识符表示，它的定名规则与变量名相同，即由字母、数字和下划线组成，其第一个字符必须为字母或下划线。例如：gotolabel_1;合法;goto123；不合法.§6.2goto语句以及用goto语句构成循环结构化程序设计方法主张限制使用goto语句，因为滥用goto语句将使程序流程无规律、可读性差.一般来说，可以有两种用途：(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。但是这种用法不符合结构化原则，一般不宜采用，只有在不得已时(例如能大大提高效率)才使用.例6.1用if语句和goto语句构成循环，求1到100的和voidmain(){inti，sum=0;i=1;loop:if(i=100){sum=sum+i;i++;gotoloop;}printf(%d\\n″，sum);}1001nn说明：这里用的是“当型”循环结构，当满足“i=100”时执行花括弧内的循环体。运行结果：5050§6.3用while语句实现循环while语句用来实现“当型”循环结构。一般形式：while(表达式)语句当表达式为非0值时，执行while语句中的内嵌语句。其特点是:先判断表达式，后执行语句。图例6.2求1到100的和#includestdio.hvoidmain(){inti，sum=0;i=1;while(i=100){sum=sum+i;i++;}printf(″%d\\n″，sum);}1001nn说明：(1)循环体如果包含一个以上的语句，应该用花括弧括起来，以复合语句形式出现.(2)在循环体中应有使循环趋向于结束的语句。运行结果：5050§6.3用while语句实现循环注意：(1)循环体如果包含一个以上的语句，应该用花括弧括起来，以复合语句形式出现。(2)在循环体中应有使循环趋向于结束的语句。如果无此语句，则i的值始终不改变，循环永不结束。§6.4用do-while语句实现循环do-while语句的特点:先执行循环体，然后判断循环条件是否成立。一般形式:do循环体语句while(表达式)；执行过程：先执行一次指定的循环体语句，然后判别表达式，当表达式的值为非零(“真”)时，返回重新执行循环体语句，如此反复，直到表达式的值等于0为止，此时循环结束。图例6.3求1到100的和#includestdio.hvoidmain(){inti，sum=0;i=1;do{sum=sum+i;i++;}while(i=100);printf(%d\\n″，sum)；}运行结果：50501001nn§6.4用do-while语句实现循环while语句和用do-while语句的比较:在一般情况下，用while语句和用do-while语句处理同一问题时，若二者的循环体部分是一样的，它们的结果也一样。但是如果while后面的表达式一开始就为假(0值)时，两种循环的结果是不同的。例6.4while和do-while循环的比较(1)#includestdio.h(2)#includestdio.hvoidmain()voidmain(){intsum=0，i;{intsum=0，i;scanf(“%d″，&i);scanf(”%d″，&i);while(i=10)do{sum=sum+I;{sum=sum+i;i++;i++;}while(i=10);printf(“sum=%d\\n″，sum);}printf(“sum=%d\\n”,sum);}1001nn运行结果：1↙sum=55再运行一次：11↙sum=0运行结果：1↙sum=55再运行一次：11↙sum=11说明：(1)当while后面的表达式的第一次的值为“真”时，两种循环得到的结果相同。否则，二者结果不相同。§6.5用for语句实现循环•C语言中的for语句使用最为灵活，不仅可以用于循环次数已经确定的情况，而且可以用于循环次数不确定而只给出循环结束条件的情况，它完全可以代替while语句。•一般形式:for(表达式1；表达式2；表达式3)语句§6.5用for语句实现循环for语句的执行过程：(1)先求解表达式1。(2)求解表达式2，若其值为真(值为非0)，则执行for语句中指定的内嵌语句，然后执行下面第(3)步。若为假(值为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)步骤继续执行。(5)循环结束，执行for语句下面的一个语句§6.5用for语句实现循环表达式2?执行语句成立不成立执行for循环之后的语句执行表达式3执行表达式1循环初始条件循环控制条件循环体•for语句等价于下列语句：表达式1；while（表达式2）{语句；表达式3；}§6.5用for语句实现循环•for语句最简单的应用形式也就是最易理解的如下形式：for(循环变量赋初值；循环条件；循环变量增值)例如:for(i=1;i=100;i++)sum=sum+i;它相当于以下语句：i=1;while(i=100){sum=sum+i;i++;}显然，用for语句简单、方便。§6.5用for语句实现循环说明：(1)for语句的一般形式中的“表达式1”可以省略，此时应在for语句之前给循环变量赋初值。注意省略表达式1时，其后的分号不能省略。如for(；i=100;i++)sum=sum+i;执行时，跳过“求解表达式1”这一步，其他不变。§6.5用for语句实现循环说明：(2)如果表达式2省略，即不判断循环条件，循环无终止地进行下去。也就是认为表达式2始终为真。例如：for(i=1;;i++)sum=sum+i;表达式1是一个赋值表达式，表达式2空缺。它相当于：i=1;while(1){sum=sum+1;i++;}图6.7§6.5用for语句实现循环说明：(3)表达式3也可以省略，但此时程序设计者应另外设法保证循环能正常结束。如：for(i=1;i=100;){sum=sum+i;i++;}在上面的for语句中只有表达式1和表达式2，而没有表达式3。i++的操作不放在for语句的表达式3的位置处，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。§6.5用for语句实现循环说明：(4)可以省略表达式1和表达式3，只有表达式2，即只给循环条件。如：for(;i=100;)while(i=100){sum=sum+i;相当于{sum=sum+i;i++;}i++;}在这种情况下，完全等同于while语句。可见for语句比while语句功能强，除了可以给出循环条件外，还可以赋初值，使循环变量自动增值等。§6.5用for语句实现循环说明：(5)3个表达式都可省略，如：for(;;)语句相当于while(1)语句即不设初值，不判断条件(认为表达式2为真值)，循环变量不增值。无终止地执行循环体。§6.5用for语句实现循环说明：(6)表达式1可以是设置循环变量初值的赋值表达式，也可以是与循环变量无关的其他表达式。如:for(sum=0;i=100;i++)sum=sum+i;表达式3也可以是与循环控制无关的任意表达式。§6.5用for语句实现循环说明：表达式1和表达式3可以是一个简单的表达式，也可以是逗号表达式，即包含一个以上的简单表达式，中间用逗号间隔。如：for(sum=0，i=1;i=100;i++)sum=sum+i;或for(i=0，j=100;i=j;i++，j--)k=i+j；表达式1和表达式3都是逗号表达式，各包含两个赋值表达式，即同时设两个初值，使两个变量增值.图6.8§6.5用for语句实现循环说明：在逗号表达式内按自左至右顺序求解，整个逗号表达式的值为其中最右边的表达式的值。如:for(i=1;i=100;i++，i++)sum=sum+i;相当于for(i=1;i=100;i=i+2)sum=sum+i;§6.5用for语句实现循环说明：(7)表达式一般是关系表达式(如i=100)或逻辑表达式(如ab&&xy)，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。§6.5用for语句实现循环说明：①for(i=0;(c=getchar())!=′＼n′;i+=c);在表达式2中先从终端接收一个字符赋给c，然后判断此赋值表达式的值是否不等于′＼n′(换行符)，如果不等于′＼n′，就执行循环体。注意：此for语句的循环体为空语句，把本来要在循环体内处理的内容放在表达式3中，作用是一样的。可见for语句功能强，可以在表达式中完成本来应在循环体内完成的操作。图6.9§6.5用for语句实现循环说明：②for(;(c=getchar())!=′＼n′;)printf(″%c″，c);for语句中只有表达式2，而无表达式1和表达式3。其作用是每读入一个字符后立即输出该字符，直到输入一个“换行”为止。请注意，从终端键盘向计算机输入时，是在按Enter键以后才将一批数据一起送到内存缓冲区中去的。运行情况：Computer↙(输入)Computer(输出)而不是Ccoommppuutteerr§6.5用for语句实现循环注意:C语言中的for语句比其他语言(如BASIC，PASCAL)中的FOR语句功能强得多。可以把循环体和一些与循环控制无关的操作也作为表达式1或表达式3出现，这样程序可以短小简洁。但过分地利用这一特点会使for语句显得杂乱，可读性降低，最好不要把与循环控制无关的内容放到for语句中。§6.6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。•三种循环(while循环、do-while循环和for循环)可以互相嵌套。§6.6循环的嵌套•下面几种都是合法的形式：(1)while()(2)do(3)for(;;){…{…{while()dofor(;;){…}{…}{…}}while();}}while();§6.6循环的嵌套(4)while()(5)for(;;)(6)do{…{…{…do{…}while()for(;;){}while(){}…{…}…}}}while()§6.7几种循环的比较(1)四种循环都可以用来处理同一问题，一般情况下它们可以互相代替。但一般不提倡用goto型循环。(2)在while循环和do-while循环中，只在while后面的括号内指定循环条件，因此为了使循环能正常结束，应在循环体中包含使循环趋于结束的语句(如i++，或i=i+1等)。§6.7几种循环的比较for循环可以在表达式3中包含使循环趋于结束的操作，甚至可以将循环体中的操作全部放到表达式3中。因此for语句的功能更强，凡用while循环能完成的，用for循环都能实现。(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。§6.7几种循环的比较(4)while循环、do-while循环和for循环，可以用break语句跳出循环，用continue语句结束本次循环(break语句和continue语句见下节)。而对用goto语句和if语句构成的循环，不能用break语句