《C过程化语句》PPT课件.ppt

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1、c+程序设计,上海大学通信与信息工程学院 2020/8/23,第四章 过程化语句及程序设计,第一节 面向过程的程序设计及其算法,面向过程的程序设计： 把程序看做处理数据的一系列过程 程序设计者必须指定计算机执行的具体步骤， 做什么？怎么做？ 根据程序要“做什么” ，写出一个个语句，安排好它们的执行顺序。 怎样设计这些步骤，怎样保证它的正确性和具有较高的效率，这就是算法需要解决的问题。,第一节 面向过程的程序设计及其算法,面向过程的程序设计,第一节 面向过程的程序设计及其算法,程序和算法,程序和算法： 程序=算法+数据结构,指定数据的类型和数据的组织形式数据结构(data structure)。

2、,对操作的描述。即操作步骤算法(algorithm)。,作为程序设计人员，必须认真考虑和设计数据结构和算法。 算法必须具体地指出在执行时每一步应当怎样做。,第一节 面向过程的程序设计及其算法,算法,算法就是解决一个问题的完整的步骤描述。也就是给定初始状态或数据，按照算法描述的步骤进行运算，能够得出所要求或所期望的终止状态或输出数据。 解决一个问题的方法有高明的的，也有糟糕的；同样，同一个问题的算法也存在优劣之分。,什么是算法？,第一节 面向过程的程序设计及其算法,算法,一个算法的优劣可以用空间复杂度与时间复杂度来衡量。,算法优劣的衡量,算法的时间复杂度是指执行算法需要消耗的时间资源，其表征了算

3、法执行的效率问题，既解决问题的速度。 算法的空间复杂度是指执行算法需要占用的内存空间，其表征了算法执行需要的资源，也就是解决问题付出的代价。 算法的效率越高、代价越小，其性能越优异。,算法的表示： 自然语言：用中文或英文等自然语言描述算法。在程序设计中一般不用自然语言表示算法。 流程图：用传统的流程图或结构化流程图表示算法，比较形象直观，但修改算法时显得不大方便。 伪代码(pseudo code) ：用介于自然语言和计算机语言之间的文字和符号来描述算法 用计算机语言表示算法：用一种计算机语言去描述算法，这就是计算机程序。,if x is positive then print x else p

4、rint-x,算法,第一节 面向过程的程序设计及其算法,流程图：,算法,第一节 面向过程的程序设计及其算法,C/C+的控制语句,if()else（条件语句） for()（循环语句） while() dowhile()（循环语句） continue（结束本次循环语句） switch（多分支选择语句） break（终止执行switch或循环语句） return（从函数返回语句） goto（转向语句）,流程控制语句：,操作运算语句：,表达式语句,第一节 面向过程的程序设计及其算法,三种基本结构,严格使用三种基本结构： 顺序结构 选择结构 循环结构 1996年，计算机科学家Bohm和Jacopini证

5、明：任何简单或复杂的算法都可以由顺序结构、选择结构和循环结构这三种结构组合而成。所以，这三种结构就被称为程序设计的三种基本结构，也是面向过程程序设计建议采用的结构。,第二节 顺序结构,第二节 顺序结构,顺序结构编程实例1,例：交换两个变量 #include /预处理命令 int main() int a=1, b=2; /定义待交换的两个整型变量，并赋值 int tmp; /定义一个整型变量作为中间交换用 cout交换前:a=a,b=bendl; tmp=a; a=b; b=tmp; cout交换后:a=a,b=bendl; ,自上而下顺序执行,第二节 顺序结构,顺序结构编程实例2,例： 求一

6、元二次方程式ax2+bx+c=0的根。a,b,c的值在运行时由键盘输入，它们的值满足b2-4ac0。,自上而下顺序执行,#include /预处理命令 #include /要用到数学函数sqrt，应包含头文件cmath.h int main( ) float a,b,c,x1,x2; /声明语句 cinabc; /对象调用语句 x1=(-b+sqrt(b*b-4*a*c)/(2*a); /表达式语句 x2=(-b-sqrt(b*b-4*a*c)/(2*a); coutx1=x1endl; coutx2=x2endl; return 0; /控制语句 ,第三节 选择结构,第三节 选择结构,选择结

7、构编程,C/C+语言提供了多种手段来实现选择结构： if语句 switch语句 条件表达式和逻辑表达式 它们各有优劣和适用的场合。 if语句是C/C+语言中实现选择结构最常用的方式。当if语句和else语句组合时候时，可以实现更灵活更复杂的选择结构。学会熟练地使用if语句是C/C+编程的基础。,第三节 选择结构,If语句（1）,if语句是用来判定所给定的条件是否满足，根据判定的结果（真或假）决定执行给出的两种操作之一。,在if语句中，用括号中表达式的值来判断程序的流向，如果表达式的值不为0（即为true），表示条件成立；否则（即表达式的值等于0或false）表示条件不成立。,if( )else

8、,if(条件表达式) 语句; 或 if(条件表达式) 语句块 ,语义：如果条件表达式的值为真，则执行其后的语句， 否则不执行该语句。,int main() int a,b,max; coutab; max=a; if (maxb) max=b; coutmax=max; ,第三节 选择结构,三种形式之一：,If语句（2）（p44）,if(条件表达式) 语句1; else 语句2;,语义：如果条件表达式的值为真，则执行语句1，否则执行语句2。,int main() int a, b; coutab; if(ab) coutmax= a; else coutmax= b; ,第三节 选择结构,三种

9、形式之二：,If语句（3）(p45),if(条件表达式1) 语句1; else if(条件表达式2) 语句3; else if(条件表达式3) 语句3; else if(条件表达式m) 语句m; else 语句n;,语义：依次判断表达式的值，当出现某个值为真时，则执行其对应的语句。然后跳到整个if语句之外继续执行程序。如果所有的表达式均为假，则执行语句n。,第三节 选择结构,三种形式之三：,If语句（3）,第三节 选择结构,If语句（4）,#include void main() int score; coutscore; if (score =90) cout=80) cout=70) co

10、ut=60) cout“及格endl; else cout“不及格endl; ,例：根据考分给出学生成绩等级,第三节 选择结构,If语句（5）,使用If语句应注意的问题,1、在if关键字后面均为表达式，通常为逻辑或关系表达式，但也可以是其它表达式，甚至也可以是一个变量。 if(a=5).； if(b)；/均合法。只要表达式的值为非0，即为“真”。 if(a=b) couta; else couta=0; 语义为:把b赋给a，若非0则输出该值，否则输出a=0字符串。这种用法在程序中是经常出现的。,第三节 选择结构,If语句（6）,使用If语句应注意的问题,2、在if语句中，条件判断表达式必须用括

11、号括起来，在语句之后必须加分号。 3、在if语句的3种形式中，所有的语句应为单个语句，如果要想在条件满足时执行一组（多个）语句，则必须把这一组语句用括起来组成一个复合语句。但要注意的是在之后，不能再加分号。如： if(ab) a+; b+; else a=0; b=10; ,第三节 选择结构,If语句（7）,C/C+语言中赋值运算符（= ）和等于运算符（=）只相差一个等号。这种错误在编程中十分常见。而且，这两种写法都是合法的写法，编译器无法自动检测。编程时必须特别小心！,int a=1; if(a=2) coutYesn; else coutNon“ 输出：No,int a=1; if(a=2

12、) coutYesn; else coutNon“ 输出：Yes,特别注意条件表达式中“”与“”的区别,第三节 选择结构,If语句（8）,If语句的嵌套 在if语句中又包含一个或多个if语句称为if语句的嵌套。 if(表达式1) if(表达式2)语句1 else 语句2 else if(表达式3 )语句3 else 语句4 应当注意if与else的配对关系。else总是与它上面最近的、且未配对的if配对。,第三节 选择结构,If语句（9）,if(x=0) if(x50) coutx is okn; else coutx is not okn;,if(x=0) if(x50) coutx is

13、okn; else coutx is not okn; ,if(x=0) if(x50) coutx is okn; else coutx is not okn;,解释1,解释2,if语句嵌套导致的二义性,第三节 选择结构,If语句（9）,if语句嵌套中if-else配对规则,if-else语句成对的规则：else连接到上面没有配对的且为可见的if上。 if(条件) if(条件) if(条件) 语句; else 语句;,正确的配对。 用括起来的第三if不可见了,第三节 选择结构,If语句（10）,if(x=0) if(x50) coutx is okn; else coutx is not o

14、kn;,if(x=0 ,程序的改进,二者并不完全一样！,第三节 选择结构,If语句（11）,嵌套结构： int main() int A,B; coutAB; if(A!=B) if(AB) coutBn; else coutABn; else coutA=Bn; ,if-else-if结构: int main() int A,B; coutAB; if(A=B) coutB) coutBn; else coutABn; ,第三节 选择结构,条件运算符与条件表达式（p47）1,如果在条件语句中，只执行单个赋值语句时，常可以用条件表达式来实现。不但使程序简洁，也提高了运行效率。 条件运算符为：

15、? ： 由条件运算符组成的条件表达式的一般形式为： 表达式1 ? 表达式2表达式3,条件表达式,条件为真时表达式,条件为假时表达式,max=(ab)? a:b;,第三节 选择结构,条件运算符与条件表达式(p47)2,条件语句： if(ab)max=a; else max=b; 可以用条件表达式写成 ： max=(ab)?a:b; 执行该语句的语义是：ab为真，则把a赋予max，否则把b赋予max。,条件运算符的优先级，高于赋值运算符，但低于关系运算符和算术运算符。,第三节 选择结构,条件运算符与条件表达式(p47)3,条件表达式中，表达式1的类型可以与表达式2和表达式3的类型不同: int x

16、; int m; m=x? a:b; 表达式2和表达式3的类型也可以不同，此时条件表达式的值的类型为二者中较高的类型。 xy?1:1.5 如果xy，则条件表达式的值为1.5，若xy，值应为1，由于C+把1.5按双精度数处理，双精度的类型比整型高，因此，将1转换成双精度数，以此作为表达式的值。,若x=0，则条件表达式的值为字符b的ASCII码。,条件表达式中的类型转换,第三节 选择结构,条件运算符与条件表达式(p47)4,例: 输入一个字符，判别它是否为大写字母，如果是，将它转换成小写字母；如果不是，不转换。然后输出最后得到的字符。 #include int main( ) char ch; c

17、inch; ch=(ch=A ,第三节 选择结构,条件运算符与条件表达式(p47)5,条件表达式通常用于赋值语句中: max=(ab)?a:b; 语义是：ab为真，则把a赋予max，否则把b赋予max 条件运算符的运算优先级低于关系运算符和算术运算符，但高于赋值符 max=(ab)?a:b;可以去掉括号写成max=ab?a:b; 条件运算符?和:是一对运算符（3目），不能分开单独使用。 条件运算符的结合方向是自右至左 例：ab?a:cd?c:d 应理解为 ab?a:(cd?c:d ),总结,第三节 选择结构,多分支选择语句switch(1),if 语句是二分支选择语句，一个条件会出现两种可能性

18、。而在实际生活中，一个条件会出现多种可能性，虽然可以用嵌套的if语句来处理，但整个程序结构可读性就比较差了。 switch语句是多分支选择语句，当条件值为一系列的整数值时，用switch语句就显得更加直观和简捷。 switch也称为开关语句。,第三节 选择结构,多分支选择语句switch(2),一般形式,switch（表达式） case 常量表达式1：语句组1 case 常量表达式2：语句组2 . case 常量表达式n：语句组n default：语句组n+1 执行switch语句时，先计算表达式，再与每一种情况常量表达式进行比较。如果某一情况常量表达式等于表达式的值，控制就转向该情况常量表达

19、式后面的相应语句。 如果没有相匹配的就转到default。 如果没有相匹配，也没有default就不执行任何语句。,第三节 选择结构,多分支选择语句switch(3),例：按照考试成绩的等级打印出百分制分数段 switch (grade) case A: cout85100n; case B: cout7084n; case C: cout6069n; case D: cout60n; default : couterrorn; 1、switch后面括号内的“表达式”，允许为任何类型表达式，但表达式的值必须是整型、字符型或枚举型。case后面的常量表达式必须与其匹配,第三节 选择结构,多分支选

20、择语句switch(4),例：按照考试成绩的等级打印出百分制分数段 switch (grade) case A: cout85100n; case B: cout7084n; case C: cout6069n; case D: cout60n; default : couterrorn; 2、每一个case表达式的值必须互不相同，否则就会出现互相矛盾的现象,第三节 选择结构,多分支选择语句switch(5),例：按照考试成绩的等级打印出百分制分数段 switch (grade) case A: cout85100n; case B: cout7084n; case C: cout6069n;

21、 case D: cout60n; default : couterrorn; 3、各个case和default的出现次序不影响执行结果。例如，可以先出现“default：”，再出现“case D：”，然后是“case A：”。,第三节 选择结构,多分支选择语句switch(6),例：按照考试成绩的等级打印出百分制分数段 switch (grade) case A: cout85100n; case B: cout7084n; case C: cout6069n; case D: cout60n; default : couterrorn; 4、在执行switch语句时，根据switch表达式

22、的值找到与之匹配的case子句，就从此case子句开始执行下去，不再进行判断。,第三节 选择结构,多分支选择语句switch(7),例：按照考试成绩的等级打印出百分制分数段 switch (grade) case A: cout85100n; break; case B: cout7084n; break; case C: cout6069n; break; case D: cout60n; break; default : couterrorn; break; 5、在执行一个case子句后，必须使流程跳出switch结构，即终止switch语句的执行。可以用一个break语句来达到此目的。,

23、第三节 选择结构,多分支选择语句switch(8),例：按照考试成绩的等级打印出百分制分数段 switch (grade) case A: case B: case C: case D: cout60n; break; default : couterrorn; break; 6、多个case可以共用一组执行语句。当grade的值为A、B或C时都执行同一组语句。,第三节 选择结构,多分支选择语句switch(9),7、switch不一定非要包含复合语句块。 switch(i) case 1:cout“okn” ; 等价于： if(i=1) cout“ok/n”;,但一般不这样写！,第三节 选择

24、结构,多分支选择语句switch(9),8、switch语句可以嵌套。 int i,j; switch(i) case 1:/ case 2: switch(j) /嵌套switch case 1: / case 2: / case 3: / ,第三节 选择结构,多分支选择语句switch(10),9、switch语句可以用if语句替换,char grade; / if(grade=A) cout85100n； else if(grade=B) cout7084n； else if(grade=C) cout6069n； else if(grade=D) cout60n； else coute

25、rrorn；,第三节 选择结构,多分支选择语句switch(11),10、switch语句可以用if语句替换,如果根据分数输出其成绩等级，就只能用if而不能用switch了。因为条件是一个范围，而不是单独的整数。 if(grade=85 ,第三节 选择结构,多分支选择语句switch(12),扩展：实习二的将学生成绩转换为等级可以用switch实现：,第三节 选择结构,选择结构举例(1),例： 编写程序，判断某一年是否为闰年。 #include int main( ) int year; bool leap; coutyear; /输入年份 if (year%4!=0) /年份不能被4整除 l

26、eap=false; /非闰年 else if (year%100!=0) /年份能被4整除但不能被100整除 leap=true; /闰年 else if (year%400=0) /年份能被400整除 leap=true; /闰年 else /年份能被4和100整除但不能被400整除 leap=false; /非闰年,闰年的条件：能被4整除但不能被100整除，或能被400整除,第三节 选择结构,选择结构举例(2),/ 输出结果 if (leap) coutyear is ; /若leap为真，就输出年份和“是” else coutyear is not ; /若leap为假，就输出年份和“

27、不是” cout a leap year.endl; /输出“闰年” return 0; ,运行情况如下： 2005 2005 is not a leap year. 2000 2000 is a leap year.,第四节 循环结构,第四节 循环结构,循环结构,当程序要反复执行同一操作时，就必须使用循环结构。很多问题都必须使用循环结构。如，树的遍历，数组输出，链表的操作等等。循环结构的功能是：通过设置执行循环体的条件和改变循环变量，从而重复执行一系列操作。 C/C+语言中提供了for语句、while语句、do-while语句来实现循环结构。 for语句是C/C+编程中最主要的循环语句。fo

28、r语句用法简单，用以实现在满足某一条件下一系列操作的重复执行，其实现的循环结构逻辑清晰。,第四节 循环结构,for循环（p58）（1）,for语句的一般形式： for(表达式1;表达式2;表达式3) 循环体 表达式1：循环初始化 表达式2：条件测试判断 表达式3：状态修正 一个循环包括： (1)循环初始状态 (2)条件判断 (3)状态修正 (4)循环体,第四节 循环结构,for循环（p58）（2）,for(int i=1; i=10; +i) coutHello.; for语句头的括号中由两个分号隔开了三个部分，分别表示： （1）循环变量初始化(int i=1)； （2）条件判断(i=10)表

29、示循环的结束判断，当条件为假时，则说明循环应该结束； （3）循环变量的增量(+i表示循环的状态修正)。 for语句花括弧中的部分为循环体，它可以由若干条语句组成，当循环体只含一条语句时，其外面的花括弧（表示语句块）可以省略。,反复做10次输出”Hello”,第四节 循环结构,for循环（p58）（3）,for(int i=1; i=10; +i) coutHello.; 最初i的值为1，判断i=10为真，所以开始执行循环体。即输出一个“Hello.”。 然后，返回去进行状态修正，i的值变成2，再进行条件判断，i=10为真，所以又一次执行循环体，输出第二个“Hello.”。 再去状态修正，再去条

30、件判断直到最后，当i为11，条件（ i=10 ）为假时，循环终止，即本for循环语句执行完成。整个循环共执行了10次。,反复做10次输出”Hello”,第四节 循环结构,for循环（p58）（4）,求1+2+3+100的值,如果不考虑用计算公式(首项+尾项) 项数2，而是逐项相加，应为下列语句： int sum = 0; sum = sum+1; sum = sum+2; sum = sum+100; coutsumendl; 该序列中，中间的100条语句都做相似的操作： sum=sum+i 只不过i的值从1逐一变化到100，对此可以将这100条语句拿出来作为循环来设计。,第四节 循环结构,f

31、or循环（p58）（4）,求1+2+3+100的值,int sum = 0; for (int i=1; i=100; i+) /循环变量在for头部定义， /这是一个好的做法。p60 sum + =i; coutsumendl; 如果把第一句放在循环体内，就会起不到累计的作用，因为每次都创建sum，并执行sum=0，并会导致最后输出因sum只从属于for而出现sum没定义的错误。 如果把最后一句放入循环体，就会导致共输出100个不同的值，也不是想要的结果形式。,原来的代码在这里： int sum = 0; for (int i=1; i=100; i+) sum + = i; coutsum

32、endl;,int sum = 0; int i=1; for( ; i=100; i+) /分号不能省 sum += i; coutsumendl; 循环变量的初始化放在for循环的外部定义。这样可以使循环变量在循环结束之后，仍然存在。在某些情况下便于查看循环是否正常退出。,for语句变化-省略初始化,for循环（p58）（5）,第四节 循环结构,int sum = 0; for(int i=1; ; i+) /分号不能省 sum += i; if(i=100) break; coutsumendl; 这表明可以在循环体中测试循环结束条件，并用break退出循环，而省略for循环结构描述中的

33、条件测试部分。 省略条件测试部分，相当于让循环体执行永不停止。循环的退出在每一轮都可以测试退出条件，但也可以在循环体中，通过测试条件，决定执行break的时机，达到退出循环的目的。,原来的代码在这里： int sum = 0; for (int i=1; i=100; i+) sum + =i; coutsumendl;,for语句变化-省略条件测试,for循环（p59）（6）,第四节 循环结构,int sum = 0; for(int i=1; i=100; ) /分号不能省 sum += i+; /同时修改循环变量 coutsumendl; 该循环体中改变循环变量的值和累加赋值合二为一，省

34、略for循环结构描述中的修正循环变量部分。,原来的代码在这里： int sum = 0; for (int i=1; i=100; i+) sum + = i; coutsumendl;,for语句变化-省略状态修正,for循环（7）,第四节 循环结构,int sum = 0; int i=1; for( ; i=100; ) sum += i+; coutsumendl; 要注意的是for语句在格式上，其两个分号不能少！,for语句变化-省略初始化和状态修正,原来的代码在这里： int sum = 0; for (int i=1; i=100; i+) sum + = i; coutsume

35、ndl;,for循环（8）,第四节 循环结构,int sum = 0; int i=1; for( ; ; ) sum += i+; if(i100) break; coutsumendl; 要注意的是for语句在格式上，其两个分号不能少！,for循环（9）,第四节 循环结构,for语句变化-省略初始化、状态测试和状态修正,原来的代码在这里： int sum = 0; for (int i=1; i=100; i+) sum + = i; coutsumendl;,int sum = 0; for(int i=100; i=1; i-) sum += i; coutsumendl; for循环

36、的循环变量可以从这一头变化到那一头，也可以从那一头变化到这一头。,原来的代码在这里： int sum = 0; for (int i=1; i=100; i+) sum + =i; coutsumendl;,for语句变化-从100到1倒过来累计,for循环（10）,第四节 循环结构,多重循环-输出水仙花数,for循环（11）,第四节 循环结构,所谓水仙花数是指一个三位数，其各位数字立方之和等于该数本身，如153。 解：为了输出所有的水仙数，可以使用3层for循环，最外层循环变量为三位数的百位数，中层循环变量为三位数的十位数，内层循环变量为个位数，循环的结果是遍历了100999，在循环体中判断

37、该三位数是否是水仙数。,多重循环-输出水仙花数,for循环（12）,第四节 循环结构,#include int main() int a, b, c; int narcissus; coutNarcissus numbers:n; for(a = 1; a 10; +a) /* 百位数 */ for(b = 0; b 10; +b) /* 十位数 */ for(c = 0; c 10; +c) /* 个位数 */ narcissus = a * 100 + b * 10 + c; /* 计算该三位数的值 */ /* 判断这个三位数是否为水仙花数 */ if (a * a * a + b * b

38、 * b + c * c * c= narcissus) coutnarcissus ; coutendl;/* 换行，调整输出样式 */ return 0; ,while循环（1）,第四节 循环结构,while语句是C/C+语言中循环结构的另一种实现方式。它和for语句的结构有很大不同之处，在不同的场景中各有优劣；两者还可以相互转换。,一般形式： while (表达式) 循环体 作用： 当指定的条件为真(表达式为非0)时，执行while语句中的内嵌语句。 特点：先判断表达式，后执行语句。while循环称为当型循环。,while循环（2）,第四节 循环结构,int sum = 0; int i

39、=1; while( i=100) sum = sum+i; i = i+1; coutsumendl;,While,while循环（3）,第四节 循环结构,for循环： int sum = 0; int i=1; for( ; i=100; ) sum += i+; coutsumendl;,已经演变成了while循环： int sum = 0; int i=1; while( i=100) sum += i+; coutsumendl;,Do-while循环（1）,第四节 循环结构,一般形式： do 循环体 while (表达式)； 先执行一次语句，再判断表达式的值，当指定的条件为真时，继

40、续执行循环体中的语句。 Do-while循环称为do循环。,do-while语句是while语句的一个变体。for语句与while语句都是对进入循环进行条件判断，先做条件判断，再执行循环体；而do-while则是对跳出循环进行条件判断，先执行循环体，后再做条件判断。,Do-while循环（2）,第四节 循环结构,#include int main( ) int i=1,sum=0; do sum=sum+i; i+; while (i=100); coutsum=sumendl; return 0;,循环体中必须有使循环趋于结束的语句,Do-while循环（3）,第四节 循环结构,int ma

41、in() int sum=0,i; cini; while(i=10) sum=sum+i; i+; coutsum; ,int main() int sum=0,i; cini; do sum=sum+i; i+; while(i=10); coutsum=sumendl; ,当i分别等于2和12时输出结果分别是多少？,while do-while,三种循环比较,第四节 循环结构,(1) 3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。for最常用，while次之，d0.while最少。 (2) while和do-while循环，是在while后面指定循环条件的，在循环体中应包含

42、使循环趋于结束的语句(如i+，或i=i+1等)。 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。,循环的嵌套,第四节 循环结构,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。 3种循环(while循环、do-while循环和for循环)可以互相嵌套。,(2

43、) do do while( ); while( );,(3) for (;) for(;) ,(1) while( ) while( ) ,(4) while( ) do while( ); ,(6) do for (;) while( );,(5) for(; ) while( ) ,循环结构与选择结构的嵌套,第四节 循环结构,情况1： while(循环条件判断) if(选择条件判断) 分支; 循环体; ,情况2： if(选择条件判断) 分支; while(循环条件判断) 循环体 ,循环结构与选择结构嵌套举例（1）,第四节 循环结构,打印图形。按输入边长n，打印n行n列图形。偶数行（从0行

44、开始计算）充填=，奇数行充填+。例如输入1，则打印： = 输入5，则打印： = + = + =,循环结构与选择结构嵌套举例（2）,第四节 循环结构,void main( ) /方案1 int i, j,length; cout0):length; / 输入图形边长 for (i = 0; i length; +i) /外层循环：控制行数 for (j = 0; j length; +j) / 内层循环：控制列数 if (i % 2 =0) / 根据行数的奇偶性决定输出内容 cout=; else cout+; cout“n”; /换行 ,分析：打印每一个字符之前都需要执行if判断，以检查行号的

45、奇偶性， 共需length*length 次，代价比较大。,循环结构与选择结构嵌套举例（3）,第四节 循环结构,void main(void) /方案2 int i, j，length; cout0):length;/ 输入图形边长 for (i = 0; i length; +i) /外层循环：控制行数 if (i % 2= 0) /使用选择结构包含循环结构的方式 for (j = 0; j length; +j) / 偶数行各列输出 cout=; else for (j = 0; j length; +j) /奇数行各列输出 cout+; cout“n”; /换行 ,分析：把选择结构从内层

46、循环体提升一层，放到外层循环体。打印之前判断行号的奇偶性。条件判断只需要执行length次，但可读性上要比上一个方案差，但也不会很糟糕。,转向语句break,第四节 循环结构,用在while，do-while，for和switch语句中。 在switch语句中，用break来使流程跳出switch语句，继续执行switch后的语句。 在循环语句中，用break从最近的封闭循环体内跳出。 for( ; ; ) for( ; ;) break; a=1; /break跳至此句 ,转向语句continue,第四节 循环结构,continue语句在循环中，作用为结束本次循环，即跳过循环体中尚未执行的语

47、句，接着进行下一次是否执行循环的判定。 for(int n=100; n=200; n+) if(n%3 =0) continue; /结束本次循环，转向下次循环 coutnendl; ,Break与continue区别（1）,第四节 循环结构,continue只结束本次循环，break结束整个循环过程。,一个循环结构套一个选择结构,Break与continue区别（2）,第四节 循环结构,打印100200之间所有不能被3整除的数。,for (int n=100;n=200;n+) if (n%3=0) continue; cout nendl; ,for (int n=100;n=200;n

48、+) if (n%3=0) break; cout nendl; ,打印100200之间比第1个能被3整除的数小的数。,第五节 循环设计,三种循环结构的使用说明,第五节 循环设计,循环是程序设计入门中最重要的内容之一。 用得最多的是for语句，因为它能描述循环体的初始和结束状态，以及中间步长。 while是for的一种特例，在循环不含明确的循环变量时，用while会更简捷。 而do-while循环的使用机会大大少于前两者，因为大多数循环可以用前两者描述，没有必要用do-while。,字符图形例1：输出字母图形,第五节 循环设计,M MM MMM MMMM MMMMM MMMMMM MMMMMM

49、M MMMMMMMM MMMMMMMMM MMMMMMMMMM,用for循环编程画出图形。图形一共10行，每行增加一个字符M，,应循环10次，每次输出一行，其循环模式为： for(int i=1; i=10; +i) 输出第i行 换行 其中“输出第i行”是在for循环中的一个小循环。每次执行时其长度都是不一样的，但长度的变化正好与i同步，所以可以依赖i来实现。,字符图形例1：输出字母图形,第五节 循环设计,注意到第i行的M字符数与i的关系： 行i M数 111 222 333 444 1010 10 所以，可以得到“输出第i行”的循环为 for(int j=1; j=i; +j) cout“M

50、”;,M MM MMM MMMM MMMMM MMMMMM MMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMMM MMMMMMMMMM,字符图形例1：输出字母图形,第五节 循环设计,将内、外循环套起来，就有了完整的程序： #include int main() for(int i=1; i=10; +i) for(int j=1; j=i; +j) coutM; coutendl; /换行 对付这种字符图形，一般用两重循环，外循环遍历所有行，内循环遍历行中每个字符。,举一反三,第五节 循环设计,字符图形的排列图形除了有正直角三角形之外，还有其它各种图形如：倒直角三角形及其它朝向的直角三角形、等

51、腰三角形、梯形、菱形、平行四边形等等。都可以通过程序来实现,* * * * * * * * * *,* * * * * * * * * *,* * * * * * *,* * * * * * * * * *,第五节 循环设计,字符图形例2：输出金字塔字母图形,A ABC ABCDE ABCDEFG ABCDEFGHI,外循环的形式 for(int i=1; i=5; +i) 输出若干空格 输出若干字符 换行 如果要输出A起头依序的n(n27)个字母。可以 for(int i=1; i=n; +i) coutchar(A+i-1); / 括号内的整型转换成 char型 或者 for(char c

52、h=A; chA+n); +ch) coutch;,第五节 循环设计,字符图形例2：输出金字塔字母图形,A ABC ABCDE ABCDEFG ABCDEFGHI,每一行中的空格数、字符数与i的关系 行 空格数 字符数 141 233 325 0 9 第i行的空格数为5-i个，字符数为2i-1。 因此输出空格数和字符数的内循环分别为： for(int j=1; j=5-i; +j) cout“ ”; for(char ch=A; chA+2*i-1; +ch) coutch;,第五节 循环设计,字符图形例2：输出金字塔字母图形,A ABC ABCDE ABCDEFG ABCDEFGHI,将内、

53、外循环套起来： #include int main() for(int i=1; i=5; +i) for(int j=1; j=5-i; +j) /每行的空格数 cout ; for(char ch=A; chA+2*i-1; +ch) /每行的字符 coutch; coutn; ,第五节 循环设计,举一反三,字符图形排列的另一种形式就是与计算与字符的变化结合在一起，例如： 九九乘法表 杨辉三角形 日历 各种其它换算表,第五节 循环设计,素数判定穷举法p68,给定一个整数m，判断其是否为素数。 分析： 判断一个数m是否为素数，最简单的方法是按素数的定义，试除以从2开始到m-1的整数，如果无一

54、例外地不能整除，则该数一定是素数。 可以用运算符%，进行取余操作，例如13%5的值为3。利用取余操作判定一个数是否能被另一个数除尽。也就是说一个数是否为另一个数的因子，若存在这样的因子，则立即可以判定该数不是素数而终止程序。等到2到m-1的数都尝试过了，就可以最后断定该数一定是素数了。,第五节 循环设计,素数判定穷举法p68,#include int main() long m; cout m; int i; for(i=2; im; i+) /找m的因数 if(m%i=0) break; if(m=i) /判断m是否被小于m的数整除 cout m is prime.n; else cout

55、m isnt prime.n; ,程序的优化： 大于2的偶数一定不是素数； 奇数中不需要用2M1的所有整数去循环判断，只需用其中的奇数,第五节 循环设计,素数判定平方根法,#include #include int main() long m; cout m; double sqrtm=sqrt(m); /用到math.h int i; for(i=2; i=sqrtm; i+) if(m%i=0) break; if(sqrtmi) cout m is prime.n; else cout m isnt prime.n; ,假定某个整数m不是素数，则一定可以表示成两个因子的积： m=ij 其

56、中：1ijm 则 i2ijj2 即 i2mj2 即 所以必定有一个因子不大于m的平方根。故判断m是否为素数，只要试除到m的平方根就可以了，不必一直到m-1。,第五节 循环设计,举一反三,有关素数的问题很多： 判断一个数是否为素数。 求a,b区间中的所有素数。 在若干个区间中求素数的个数。,第五节 循环设计,找出100200之间的素数,#include #include #include int main( ) int m,k,i,n=0; bool prime; /定义布尔变量prime for(m=101;m=200;m=m+2) /判别m是否为素数，m由101200 prime=true;

57、 /循环开始时设prime为真，即先认为m为素数 k=int(sqrt(m); /用k代表根号m的整数部分 for(i=2;i=k;i+) /作用是将m被2根号m除，检查是否能整除 if(m%i=0) /如果能整除，表示m不是素数 prime=false; /使prime变为假 break; /终止执行本循环 if (prime) /如果m为素数 coutsetw(5)m; /输出素数m，字段宽度为5 n=n+1; /n用来累计输出素数的个数 if(n%10=0) coutendl; /输出10个数后换行 coutendl; /最后执行一次换行 return 0; ,例2：找出100200之间

58、的全部素数,第五节 循环设计,逻辑判断百钱买百鸡,对于逻辑判断的问题，一般都要考虑全部的可能性，然后从这些可能性中按条件逐一排查，直到最后获得某个结论。,第五节 循环设计,逻辑判断百钱买百鸡,例：公鸡7元一只，母鸡5元一只，小鸡1元3只。花100元钱，买100只鸡，如果公鸡、母鸡和小鸡都必须有，则公鸡、母鸡和小鸡应各买几只？ 分析：考虑全部可能性，先考虑公鸡、母鸡和小鸡的取值范围（也可以从金额着手）。由于各种鸡都必须要有，所以公鸡的最高耗用金额为100-5-1=94元，取7的倍数，得91元，所以：公鸡数的范围为113 同理，母鸡数的范围为118 小鸡数的范围为396，注意小鸡数虽可以花100-

59、7-5=88元来买264只，但由于总鸡数的限制，小鸡数应98。,第五节 循环设计,逻辑判断百钱买百鸡,for(列举所有可能的情况) /可能为多重循环 if(条件1不满足)continue if(条件2不满足) continue / if(条件n不满足) continue 输出结果之一或者累计符合所有条件的方案 ,公鸡数+母鸡数+小鸡数=100 (cock+hen+chick=100) 买公鸡款+买母鸡款+小鸡款=100 (7*cock+5*hen+chick/3=100) 小鸡数为3的倍数(chick%3=0),本问题条件,第五节 循环设计,逻辑判断百钱买百鸡,公鸡数+母鸡数+小鸡数=100

60、(cock+hen+chick=100) 买公鸡款+买母鸡款+小鸡款=100 (7*cock+5*hen+chick/3=100) 小鸡数为3的倍数(chick%3=0),条件,上述问题的反条件值： (cock+hen+chick != 100) (7*cock+5*hen+chick/3 !=100) (chick%3 != 0),反条件,第五节 循环设计,百钱买百鸡解1,#include int main() for(int cock=1; cock=13; +cock) for(int hen=1; hen=18; +hen) for(int chick=1; chick=96; +chick) if(7*cock+5*hen+chick/3 != 100)continue; if(cock+hen+chick != 100)continue; if(chick%3 !=0)continue; coutCock:cock