6     循环控制... 1

6.1    概述... 1

6.2    goto语句以及用goto语句构成循环... 1

6.3    while语句... 2

6.4    do-while语句... 4

6.5    for语句... 6

6.6    循环的嵌套... 9

6.7    几种循环的比较... 9

6.8    breakcontinue语句... 9

6.8.1   break语句... 9

6.8.2   continue 语句... 10

6.9    程序举例... 11

6       循环控制



6.1    概述

循环结构是程序中一种很重要的结构。其特点是,在给定条件成立时,反复执行某程序段,直到条件不成立为止。给定的条件称为循环条件,反复执行的程序段称为循环体。C语言提供了多种循环语句,可以组成各种不同形式的循环结构。

1)       goto语句和if语句构成循环;

2)       while语句;

3)       do-while语句;

4)       for语句;

6.2    goto语句以及用goto语句构成循环

goto语句是一种无条件转移语句, 与BASIC中的goto语句相似。goto 语句的使用格式为:

     goto  语句标号;

其中标号是一个有效的标识符,这个标识符加上一个:一起出现在函数内某处, 执行goto语句后,程序将跳转到该标号处并执行其后的语句。另外标号必须与goto语句同处于一个函数中,但可以不在一个循环层中。通常goto语句与if条件语句连用, 当满足某一条件时, 程序跳到标号处运行。

goto语句通常不用,主要因为它将使程序层次不清,且不易读,但在多层嵌套退出时, 用goto语句则比较合理。

【例6.1】用goto语句和if语句构成循环,

main()

{

        int i,sum=0;

        i=1;

loop:   if(i<=100)

          {sum=sum+i;

           i++;

           goto loop;}

         printf("%d\n",sum);

}

6.3    while语句

while语句的一般形式为:

    while(表达式)语句

其中表达式是循环条件,语句为循环体。

    while语句的语义是:计算表达式的值,当值为真(非0)时, 执行循环体语句。其执行过程可用下图表示。

【例6.2】用while语句求

用传统流程图和N-S结构流程图表示算法,见图:

main()

{

   int i,sum=0;

   i=1;

   while(i<=100)

        {

sum=sum+i;

          i++;

         }

   printf("%d\n",sum);

}

【例6.3】统计从键盘输入一行字符的个数。

#include <stdio.h>

main(){

    int n=0;

    printf("input a string:\n");

    while(getchar()!='\n') n++;

    printf("%d",n);

}

    本例程序中的循环条件为getchar()!='\n',其意义是, 只要从键盘输入的字符不是回车就继续循环。循环体n++完成对输入字符个数计数。从而程序实现了对输入一行字符的字符个数计数。

使用while语句应注意以下几点:

1)       while语句中的表达式一般是关系表达或逻辑表达式,只要表达式的值为真(非0)即可继续循环。

【例6.4】

main(){

    int a=0,n;

    printf("\n input n:    ");

    scanf("%d",&n);

    while (n--)

      printf("%d  ",a++*2);

}

本例程序将执行n次循环,每执行一次,n值减1。循环体输出表达式a++*2的值。该表达式等效于(a*2;a++)。

2)       循环体如包括有一个以上的语句,则必须用{}括起来,组成复合语句。

6.4    do-while语句

do-while语句的一般形式为:

        do

            语句

        while(表达式);

这个循环与while循环的不同在于:它先执行循环中的语句,然后再判断表达式是否为真, 如果为真则继续循环;如果为假, 则终止循环。因此, do-while循环至少要执行一次循环语句。其执行过程可用下图表示。

【例6.5】用do-while语句求

用传统流程图和N-S结构流程图表示算法,见图:

main()

{

   int i,sum=0;

   i=1;

   do

        {

sum=sum+i;

          i++;

         }

while(i<=100)

    printf("%d\n",sum);

}

同样当有许多语句参加循环时, 要用"{"和"}"把它们括起来。

【例6.6】while和do-while循环比较。

1)main()

{int sum=0,i;

 scanf(%d,&i);

 while(i<=10)

    {sum=sum+i;

     i++;

}

printf(sum=%d,sum);

}

2)main()

{int sum=0,i;

 scanf(%d,&i);

 do

   {sum=sum+i;

    i++;

}

while(i<=10);

printf(sum=%d,sum);

}

6.5    for语句

C语言中,for语句使用最为灵活,它完全可以取代 while 语句。它的一般形式为:

        for(表达式1;表达式2;表达式3) 语句

它的执行过程如下:

1)       先求解表达式1。

2)       求解表达式2,若其值为真(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;若其值为假(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)步继续执行。

5)       循环结束,执行for语句下面的一个语句。

其执行过程可用下图表示。

for语句最简单的应用形式也是最容易理解的形式如下:

for(循环变量赋初值;循环条件;循环变量增量) 语句

循环变量赋初值总是一个赋值语句, 它用来给循环控制变量赋初值; 循环条件是一个关系表达式,它决定什么时候退出循环;循环变量增量,定义循环控制变量每循环一次后            按什么方式变化。这三个部分之间用分开。

   例如:

for(i=1; i<=100; i++)sum=sum+i;

   先给i赋初值1,判断i是否小于等于100, 若是则执行语句,之后值增加1。再重新判断, 直到条件为假,即i>100时,结束循环。

相当于:

    i=1;

while(i<=100)

    { sum=sum+i;

     i++;

}

对于for循环中语句的一般形式,就是如下的while循环形式:

    表达式1;

while(表达式2)

    {语句

     表达式3;

}

注意:

1)       for循环中的表达式1(循环变量赋初值)表达式2(循环条件)表达式3(循环变量增量)都是选择项, 即可以缺省,但不能缺省。

2)       省略了“表达式1(循环变量赋初值), 表示不对循环控制变量赋初值。

3)       省略了“表达式2(循环条件), 则不做其它处理时便成为死循环。

例如:

    for(i=1;;i++)sum=sum+i;

相当于:

    i=1;

    while(1)

        {sum=sum+i;

         i++;}

4)       省略了“表达式3(循环变量增量), 则不对循环控制变量进行操作,这时可在语句体中加入修改循环控制变量的语句。

例如:

for(i=1;i<=100;)

{sum=sum+i;

       i++;}

5)       省略了“表达式1(循环变量赋初值)表达式3(循环变量增量)

例如:

for(;i<=100;)

{sum=sum+i;

    i++;}

相当于:

    while(i<=100)

        {sum=sum+i;

         i++;}

6)       3个表达式都可以省略。

例如:

for(;;)语句

相当于:

while(1)语句

7)       表达式1可以是设置循环变量的初值的赋值表达式,也可以是其他表达式。

例如:

    for(sum=0;i<=100;i++)sum=sum+i;

8)       表达式1和表达式3可以是一个简单表达式也可以是逗号表达式。

for(sum=0,i=1;i<=100;i++)sum=sum+i;

    或:

        for(i=0,j=100;i<=100;i++,j--)k=i+j;

9)       表达式2一般是关系表达式或逻辑表达式,但也可是数值表达式或字符表达式,只要其值非零,就执行循环体。

例如:

    for(i=0;(c=getchar())!=\n;i+=c);

又如:

    for(;(c=getchar())!=\n;)

        printf(%c,c);

6.6    循环的嵌套

【例6.7】

main()

{

 int i, j, k;

 printf("i j k\n");

 for (i=0; i<2; i++)

    for(j=0; j<2; j++)

       for(k=0; k<2; k++)

           printf(%d %d %d\n", i, j, k);

 }

6.7    几种循环的比较

1)        四种循环都可以用来处理同一个问题,一般可以互相代替。但一般不提倡用goto型循环。

2)        whiledo-while循环,循环体中应包括使循环趋于结束的语句。for语句功能最强。

3)        whiledo-while循环时,循环变量初始化的操作应在whiledo-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。

6.8    breakcontinue语句

6.8.1   break语句

break语句通常用在循环语句和开关语句中。当break用于开关语句switch中时,可使程序跳出switch而执行switch以后的语句;如果没有break语句,则将成为一个死循环而无法退出。break在switch 中的用法已在前面介绍开关语句时的例子中碰到,这里不再举例。

break语句用于do-while、for、while循环语句中时,可使程序终止循环而执行循环后面的语句, 通常break语句总是与if语句联在一起。即满足条件时便跳出循环。

【例6.8】

main()

{

   int i=0;

   char c;

   while(1)                 /*设置循环*/

     {

      c='\0';             /*变量赋初值*/

      while(c!=13&&c!=27) /*键盘接收字符直到按回车或Esc键*/

        {

         c=getch();

         printf("%c\n", c);

        }

      if(c==27)

         break;          /*判断若按Esc键则退出循环*/

      i++;

      printf("The No. is %d\n", i);

      }

    printf("The end");

 }

 注意:

1)       break语句对if-else的条件语句不起作用。

2)       在多层循环中, 一个break语句只向外跳一层。

6.8.2    continue 语句

continue语句的作用是跳过循环本中剩余的语句而强行执行下一次循环。continue语句只用在for、while、do-while等循环体中,常与if条件语句一起使用,用来加速循环。其执行过程可用下图表示。

1) while(表达式1)

     { ……

       if(表达式2)break;

       ……

}

 

2) while(表达式1)

     { ……

       if(表达式2)continue;

       ……

}

 

 

【例6.9】

main()

{

  char c;

  while(c!=13)      /*不是回车符则循环*/

      {

         c=getch();

         if(c==0X1B)

            continue; /*若按Esc键不输出便进行下次循环*/

         printf("%c\n", c);

       }

}

6.9    程序举例

【例6.10】用公式求π。

N-S流程图:

#include<math.h>

main()

{

  int s;

  float n,t,pi;

  t=1,pi=0;n=1.0;s=1;

  while(fabs(t)>1e-6)

      {pi=pi+t;

       n=n+2;

       s=-s;

t=s/n;

      }

  pi=pi*4;      

  printf("pi=%10.6f\n",pi);

  }

【例6.11】判断m是否素数。

N-S流程图:

#include<math.h>

main()

{

int m,i,k;

scanf(%d,&m);

k=sqrt(m);

for(i=2;i<=k;i++)

if(m%i==0)break;

if(i>=k+1)

printf(%d is a prime number\n,m);

else

printf(%d is not a prime number\n,m);

}

【例6.12】求100至200间的全部素数。

#include<math.h>

main()

{

int m,i,k,n=0;

for(m=101;m<=200;m=m+2)

{

k=sqrt(m);

for(i=2;i<=k;i++)

if(m%i==0)break;

if(i>=k+1)

{printf(%d,m);

   n=n+1;}

      if(n%n==0)printf(\n);

}

printf(\n);

}