1、1第6章 循环结构程序设计许多问题的求解归结为重复执行的操作,例如输入多个同学的成绩、对象遍历、迭代求根等问题。这种重复执行的操作在程序设计语言中用循环控制来实现。几乎所有实用程序都包含循环。特别是在现代多媒体处理程序（图像、声音、通讯）中，循环更是必不可少。根据开始循环的初始条件和结束循环的条件不同，C语言中用如下语句实现循环(1) while语句。(2) do-while语句。(3) for语句。(4) 用goto语句和if语句构成循环。循环结构在程序设计中十分重要。所谓循环结构就是当给定条件成立时，反复执行某段程序，直到条件不成立时为止。给定的条件称为循环条件，反复执行的程序段称为循环体
2、。6.1 while语句while 语句最简单的情况为循环体只有一个语句，其形式如下：while(表达式) 语句；但是，while 语句通常使用更复杂的形式，也就是其一般形式：while(表达式)语句序列；其中表达式是循环条件，语句序列为循环体。其执行过程是：先计算 while 后面圆括号内表达式的值，如果其值为真（非 0） ，则执行语句序列（循环体） ，然后再计算 while 后面圆括号内表达式的值，并重复上述过程，直到表达式的值为“假” （值为0）时，退出循环，并转入下一语句去执行。While 循环的执行流程如图 6-1 所示。使用 while 语句时，需注意如下几个问题：（1） whil
3、e 语句的特点是先判断表达式的值，然后根据表达式的值决定是否执行循环体中的语句，因此，如果表达式的值一开始就为“假“，则循环体将一次也不执行。（2）当循环体由多各语句组成时，必须用左、右花括号括起来，使其形成复合语句。如：while(x0)s+=xx-；表 达 式真 （ 非 0）循 环 体假 （ 0）图 6-1 while循 环 流 程 图2（3）为了使循环最终能够结束，而不至于使循环体语句无穷执行，即产生“死循环” 。因此，每执行一次循环体，条件表达式的值都应该有所变化，这既可以在表达式本身中实现，也可以在循环体中实现。【例 6-1】利用 while 语句，编写程序，求 1+2+3+100
4、的值。这是一个求 100 个数的累加和问题，加数从 1 变化到 100，可以看到加数是有规律变化的。后一个加数比前一个加数增 1，第一个加数为 1，最后一个加数为 100；因此可以在循环中使用一个整型变量 i,每循环一次使 i 增 1,一直循环到 i 的值超过 100，用这个办法就解决了所需的加数问题；但是要特别注意的是变量 i 需要有一个正确的初值，在这里它的初值应当设定为 0。下一个要解决的是求累加和。设用一个变量 sum 来存放这 100 个数和的值，可以先求0+1 的和并将其放在 sum 中，然后把 sum 中的数加上 2 再存放在 sum 中，依次类推，这和人们心算的过程没有什么区别
5、，sum 代表着人们脑中累加的那个和数，不同的是心算的过程由人们自己控制。在这里，sum 累加的过程要放在循环中，由计算机来判断所加的数是否已经超过 100，加数则放在变量 i 中，并在循环过程中一次次增加 1。整个流程如图 6-2所示。图 6-2 累加求和流程图以下就是求累加和的典型算法。main()int i=1, sum=0; /*i 的初值为 1，sum 的初值为 0*/while(i100 时循环结束。如果没有这一语句，则 i 的值始终不变，循环将无限进行。（3） 在循环体中，语句的先后位置必须符合逻辑，否则将会影响运算结果，例如，若3将上例中的 While 循环体改写成：while
6、(i100sum=sum+1i=i+1（ a） （ b）5（3） C 语言中的 do-while 语句是在表达式的值为真时重复执行循环体，这一点与别的语言中类似语句有区别，在程序设计时应引起注意。【例 6-4】 利用 do-while 语句计算 1+1/2+1/4+1/50 的值，并显示出来。main()int i=2; float sum=1;dosum+=1/(float)i;i+=2;while(i=A /*跳出整个 for 循环结构*/printf(“s=%dn“,s);程序运行结果：s=2s=4上例中，如果没有 break 语句，程序将进行 10 次循环；但当 i=3 时，s 的值为
7、 6，if语句中的表达式：s5 的值为 1，于是执行 break 语句，跳出 for 循环，从而提前终止循环。6.6.2 continue 语句continue 语句的一般形式为：continue；其作用是结束本次循环，即跳过本层循环体中余下尚未执行的语句，接着再一次进行循环的条件判定。注意：执行 continue 语句并没有使整个循环终止。在 while 和 do-while 循环中， continue 语句使得流程直接跳到循环控制条件的测试部分，然后决定循环是否继续进行。在 for 循环中，遇到 continue 后，跳过循环体中余下的语句，而去对 for 语句中的“表达式 3”求值，然后
8、进行“表达式 2”的条件测试，最后根据“表达式 2”的值来决定 for 循环是否执行。在循环体内，不论 continue 是作为何种语句中的语14句成分，都将按上述功能执行，这点与 break 有所不同。【例 6-15】 从键盘输入 30 个字符，并统计其中数字字符的个数。#include“stdio.h“main ()int sum=0,i;char ch;for(i=0;i9)continue; /*终止本轮循环，但未跳出循环结构*/sum+;printf(“sum=%dn“,sum);在本程序中，当读入的字符（在 ch 中）不是数字字符（09 ）时，将不执行sum+语句，而立即进行下一轮
9、循环。【例 6-16】 在循环体中 continue 语句执行示例。#include“stdio.h“main ()int k=0,s=0,i;for(i=1;i5)printf(“*i=%d,s=%d,k=%dn“,i,s,k);continue; /*终止本轮循环，但未跳出循环结构*/k=k+s;printf(“i=%d,s=%d,k=%dn“,i,s,k);程序运行结果：i=1,s=1,k=1i=2,s=3,k=4*i=3,s=6,k=4*i=4,s=10,k=4*i=5,s=15,k=4程序运行时，当 i 为 1 和 2 时，并不执行 if 之后的复合语句,仅执行 k=k+s；和第 2
10、 个输出语句；执行第三次循环时，s 的值已是 6，这时表达式 s5 的值为 1，因此执行 if 分支中的第 1 个输出语句和 continue 语句，并跳过 k=k+s;语句和第 2 个输出语句；接着执行 for15后面括号中的 i+，继续执行下一次循环。由输出结果可见，后面三次循环中 k 的值没有改变。由以上几个例子可以看出，continue 语句和 break 语句的主要区别是：continue 语句只终止本次循环，而不是终止整个循环结构的执行；break 语句则是结束循环，不再进行条件判断。如果有以下两个循环结构：（1） while (表达式 1) （2） while (表达式 1) ;
11、 ;if（表达式 2） break; if（表达式 2）continue; ; ; 程序（1）的流程图如图 6-10 所示，而程序（2）的流程图如图 6-11 所示。请注意图中当“表达式 2”为真时，流程的转向。6.7应用举例【例 6-17】从键盘输入一个大于 2 的整数 n，判断 n 是不是素数。只能被 1 和它本身整除的数是素数。为了判断 n 是不是素数，可以让 n 除以 2 到 n 的平方根（sqrt(n)）之间的每一个整数，如果 n 能被某个数整除，则说明 n 不是素数，否则，n 一定是素数。程序的执行过程见图 6-12。程序如下：#include“stdio.h“#include“m
12、ath.h“main ()int n, m, i, flag;doscanf (“%d“,while(n2m=sqrt(n) flag=0for i=1 to mn被 i整 除真 假flag=1结 束 循 环flag=1真 假n是 素 数 n不 是 素 数图 6-12 判 断 素 数 NS图16for(i=2;i=20)break;if(b%3=1)b+=3;continue;b-=5;printf(“a=%dn“,a);6. 阅读下列程序，指出运行结果：main( )int i,a=0;for(i=1;i=5;i+)doi+;a+;while(i3);i+;printf(“a=%d,i=%d
13、“,a,i);7. 已知有如下计算公式：4*（1/1-1/3+1/5-1/7+）下列程序就是根据这一公式计算圆周率的。其中，精度控制在 0.00001；变量 s 表示当前符号项，item 表示当前项，n 表示当前项的序号。阅读程序，并填空：#include “math.h“main( )float pai=0.0,item=1.0,s=1.0;int n=1;while( )pai+=item;s=-s;21item=s/(2*n+1);pai=4*pai;printf(“pai=%fn“,pai);8. 编写程序，求 1000 以内奇数的和。9. 编写程序，求任意两个整数之间所有的素数。10. 编写程序，以上三角形式输出九九乘法表。11. 编写程序，求 1！+2！+3！+n! 。n 从键盘输入。12. 一球从 100 米高空自由落下，每次落地后反跳回原高度的一半，再落下，求它在第十次落地时，共经过多少米，第十次反弹多高？
