第五章 循环结构程序设计

讲师介绍：软件工程师，阿里云技术专家，《智能前端技术与实践》作者

考试科目：883 《C程序设计》（第五版）谭浩强，清华大学出版社

参考资料：《C程序设计（第五版）》谭浩强

5.1 为什么需要循环控制

使用场景：

• 要向计算机输入全班50个学生的成绩；
• 分别统计全班50个学生的平均成绩；
• 求30个整数之和；
• 检查30个学生的成绩是否及格；

5.2 用while语句实现循环

while语句的一般形式如下：while(表达式) 语句，其执行过程为先判断条件表达式，后执行循环体语句，只要当循环条件表达式为真，就执行循环体语句。

例5.1 求1+2+3+...。

#include <stdio.h>
int main(){
    int num,i=1,sum=0;
    printf("请输入数值：");
    scanf("%d",&num);
    while (i<=num) {
        sum += i;
        i++;
    }
    printf("sum=%d\n",sum);
    return 0;
}

5.3 用do...while语句实现循环

do...while语句的一般形式为：

do
	语句
while(表达式);

其执行过程为：先执行循环体，然后再检查条件是否成立，若成立，再执行循环体。

例5.2 求1+2+3+...。

#include <stdio.h>
int main(){
    int num,i=1,sum=0;
    printf("请输入数值：");
    scanf("%d",&num);
    do{
        sum += i;
        i++;
    }while (i<=100);
    printf("sum=%d\n",sum);
    return 0;
}

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，那么结果也一样，但是如果while后面的表达式一开始就为假时，两种循环的结果是不同的。

例5.3 while循环&&do...while循环比较

#include <stdio.h>
int main(){
    int i = 1,sum = 0;
    printf("请输入i值:");
    scanf("%d",&i);
    while (i<=10) {
        sum += i;
        i++;
    }
    printf("sum=%d\n",sum);
    return 0;
}

#include <stdio.h>
int main(){
    int i = 1,sum = 0;
    printf("请输入i值:");
    scanf("%d",&i);
    do{
        sum += i;
        i++;
    }while(i<=10);
    printf("sum=%d\n",sum);
    return 0;
}

5.4 用for语句实现循环

for语句的一般形式为：

for(表达式1；表达式2；表达式3)
	语句

3个表达式的主要作用是：

• 表达式1：设置初始条件，只执行一次，可以为0个、1个或多个变量设置初值；
• 表达式2：是循环条件表达式，用来判定是否继续循环，在每次执行循环体前先执行此表达式，决定是否继续执行循环；
• 表达式3：作为循环的调整，例如使循环变量增值，它是在执行完循环体后才进行的；

for (int i = 1; i <= 100; i++) {
      printf("%d",i);
}

5.5 循环的嵌套

5.6 几种循环的比较

凡用while循环能够完成的，用for循环都能实现。

5.7 改变循环执行的状态

以上案例都是根据事先指定的循环条件正常执行和终止循环，但有时当出现某种情况，需要提早结束正在执行的循环操作。

5.7.1 用break语句提前终止循环

break：终止循环

例5.4 在全系1000学生中，征集慈善募捐，当总数达到10万元时就结束，统计此时捐款的人数，以及平局每人捐款的数目。

#include <stdio.h>
#define SUM 100000
int main(){
    float amount,average,total;
    int i;
    for (i = 1,total = 0; i<=1000; i++) {
        printf("请输入第%d个人的捐款数额：",i);
        scanf("%f",&amount);
        total += amount;
        if(total >= SUM){
            break;
        }
    }
    average = total / i;
    printf("共有%d人捐款，累计捐款金额为%.1f，平均每人捐款%.1f\n",i,total,average);
    return 0;
}

5.7.2 用continue语句提前结束本次循环

continue：跳出当前循环，进入下一次循环；

例5.5 要求输出100～200之间的不能被3整除的数。

#include <stdio.h>
int main(){
    for (int i = 100; i <= 200; i++) {
        if(i%3==0){
            continue;
        }
        printf("%5d",i);
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

5.7.3 break语句和continue语句的区别

• 代码块

• 对应流程图：

例5.6 输入4*5的矩阵

#include <stdio.h>
int main(){
    int i,j,n=0;
    for (i = 1; i<=4; i++) {
        for (j = 1; j<=5; j++,n++) {
            if (n%5==0) {
                printf("\n");
            }
            printf("%d\t",i*j);
        }
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

• break示例

#include <stdio.h>
int main(){
    int i,j,n=0;
    for (i = 1; i<=4; i++) {
        for (j = 1; j<=5; j++,n++) {
            if (n%5==0) {
                printf("\n");
            }
            if(i==3&&j==1){
                break;
            }
            printf("%d\t",i*j);
        }
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

• continue示例

#include <stdio.h>
int main(){
    int i,j,n=0;
    for (i = 1; i<=4; i++) {
        for (j = 1; j<=5; j++,n++) {
            if (n%5==0) {
                printf("\n");
            }
            if(i==3&&j==1){
                continue;;
            }
            printf("%d\t",i*j);
        }
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

5.8 循环程序举例

例5.7 乘法口诀表

#include <stdio.h>
int main(){
    for (int i = 1; i <= 9; i++) {
        for (int j = 1; j <= i; j++) {
            printf("%dx%d=%d\t",j,i,i*j);
        }
        printf("\n");
    }
}

例5.8 斐波那契数列

• 方法一

#include <stdio.h>
int main(){
    int f1 = 1,f2 = 1,f3;
    int i;
    printf("%12d\n%12d\n",f1,f2);
    for (i = 1; i <= 38; i++) {
        f3 = f1+f2;
        printf("%12d\n",f3);
        f1 = f2;
        f2 = f3;
    }
    return 0;
}

• 方法二：F(0) = 0 F(1) = 1 F(n) = F(n-1)+F(n-2)

#include<stdio.h>
int fib(int n)
{
    if(n==1||n==2)
        return 1;
    else
        return fib(n-1)+fib(n-2);
}
int main()
{
    int n;
    printf("请输入需要查询的斐波那契数列索引：");
    scanf("%d",&n);
    printf("斐波那契数列中第%d项为%d\n",n,fib(n));
    return 0;
}

例5.9 翻译密码

#include<stdio.h>
int main(){
    char c;
    c = getchar();
    while (c!='\n') {
        if((c>='a' && c<= 'z')||(c>='A' && c<='Z')){
            if((c>='W' && c<='Z')||(c>='w' && c<='z')){
                c = c-22;
            }else{
                c = c+4;
            }
        }
        printf("%c",c);
        c = getchar();
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

课后题：3、4、5、6、7、8、9、10、16