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1、第 4 章 循環(huán) C+程序設計 2 主要內容 while 循環(huán) do-while 循環(huán) for 循環(huán) 循環(huán)的嵌套 轉向語句 實例研究 小結及作業(yè) C+程序設計 3 4.1 while 循環(huán) 循環(huán)是一種控制語句塊 重復執(zhí)行 的結構，是程序設計的基 本概念 循環(huán)可用來控制一個操作或一個操作序列連續(xù)執(zhí)行多少次 C+提供三種循環(huán)語句： while 循環(huán)， do- while循環(huán)和 for 循環(huán) while 循環(huán)的語法形式 while (表達式 ) 語句； 可以是復合語句，其中必須含有改 變條件表達式值的語句 執(zhí)行順序：先判 斷表達式的值， 為 true 時，再 執(zhí)行語句 C+程序設計 4 4.1 wh
2、ile 循環(huán) #include using namespace std; int main( ) int i=1,sum=0; while (i=100) sum=sum+i; i+; coutsum=sumendl; 例：求 1+2+3+ +100。用流程圖表示算法，根據(jù)流程圖寫出程序 開始 int i=1,sum=0; i=100? sum=sum+i; i+; T coutsum=sumendl; 結束 F C+程序設計 5 4.1 while 循環(huán) 對數(shù)學學習工具程序的改進 改進一：一次生成 10 個問題，回答完畢后統(tǒng)計回答正確題數(shù)并 給出完成整個測試所有時間 #include #in
3、clude / for time function #include / for the srand and rand functions using namespace std; int main() int correctCount = 0; / Count the number of correct answers int count = 0; / Count the number of questions long startTime = time(0); C+程序設計 6 4.1 while 循環(huán) while (count 10) / 1. Generate two random s
4、ingle-digit integers srand(time(0); int number1 = rand() % 10; int number2 = rand() % 10; / 2. If number1 number2, swap number1 with number2 if (number1 number2) int temp = number1; number1 = number2; number2 = temp; / 3. Prompt the student to answer what is number1 ?number2? cout What is number1 -
5、number2 answer; C+程序設計 7 4.1 while 循環(huán) / 4. Grade the answer and display the result if (number1 - number2 = answer) cout You are correct!n; correctCount+; else cout Your answer is wrong.n number1 - number2 should be (number1 - number2) endl; / Increase the count count+; /end of while long endTime = t
6、ime(0); long testTime = endTime - startTime; cout Correct count is correctCount nTest time is testTime secondsn; return 0; C+程序設計 8 4.1 while 循環(huán) 對數(shù)學學習工具程序的改進 改進二：由測試者控制是否繼續(xù)生成問題，回答完畢后統(tǒng)計回答 正確題數(shù)并給出完成整個測試所有時間 #include #include / for time function #include / for the srand and rand functions using namespa
7、ce std; int main() int correctCount = 0; / Count the number of correct answers int count = 0; / Count the number of questions long startTime = time(0); char chContinue = Y; C+程序設計 9 4.1 while 循環(huán) while (chContinue =Y) / Increase the count count+; / Prompt the user for confirmation? coutchContinue; C+
8、程序設計 10 4.2 do-while循環(huán) 是 while 循環(huán)的一種變形，其語法形式為： do 語句； while(表達式 )； 執(zhí)行順序 先執(zhí)行循環(huán)體語句，后判斷條件；表達式為 true 時，繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體 與 while 語句的比較 while 語句先判斷表達式的值，為 true 時，再執(zhí)行語句 可以是復合語句，其 中必須含有改變條件 表達式值的語句 C+程序設計 11 4.2 do-while循環(huán) 用 do-while語句求 1+2+3+100, 根據(jù)流程圖，編寫程序 #include using namespace std; int main( ) int i=1,sum=0; d
9、o sum=sum+i; i+; while (i=100); coutsum=sumendl; return 0; 開始 int i=1,sum=0; i=100? sum=sum+i; i+; T coutsum=sumendl; 結束 F C+程序設計 12 4.3 for 循環(huán) for 循環(huán)語法形式為 : for (表達式 1；表達式 2；表達式 3) 語句； C+中的 for語句使用最為廣泛和靈活，不僅 可以用于循環(huán)次數(shù)已經(jīng)確定的情況，而且可 以用于循環(huán)次數(shù)不確定而只給出循環(huán)結束條 件的情況 循環(huán)前 先求解 循環(huán)條 件判定 每次執(zhí)行完循 環(huán)體后求解 C+程序設計 13 4.3 for
10、 循環(huán) /用 for循環(huán)語句求 1+2+3+100 #include using namespace std; int main( ) int i,sum=0; for(i=1; i=100; i+) sum=sum+i; coutsum=sumendl; return 0; int i=1,sum=0; for(;i=100;i+) for(int i=1,sum=0;i=100;i+) C+程序設計 14 4.3 for 循環(huán) 有關 for 循環(huán)的若干說明 表達式 1可以是設置循環(huán)變量初值的賦值表達式 for 語句的一般格式中的 “表達式 1”可以省略，此時應在 for語句之 前給循環(huán)變量
11、賦初值 ,但 “表達式 1”后的分號不能省 表達式 2不能省略，省略即不判斷循環(huán)條件，循環(huán)無終止進行下去； 若省略需要在循環(huán)體中有跳出循環(huán)的控制語句 表達式 2一般是關系表達式 (如 i=100)或邏輯表達式 (如 ab while( ); for( ; ; ) for( ; ; ) C+程序設計 18 4.4 嵌套的循環(huán) #include #include using namespace std; int main() cout Multiplication Tablen; cout -n; / Display the number title cout | ; for (int j = 1
12、; j = 9; j+) cout setw(3) j; cout n; / Print table body for (int i = 1; i = 9; i+) cout i | ; for (int j = 1; j = 9; j+) / Display the product and align properly cout setw(3) i * j; cout n; return 0; 使用嵌套的 for循環(huán)打印乘法表 C+程序設計 19 4.5 轉向語句 C+中的轉向語句有 break, continue, goto 三種 break 語句 主要用在 switch、 while、
13、dowhile 和 for 語句中 在 switch語句中， break 用來使流程跳出 switch語句，繼續(xù)執(zhí)行 switch 后的語句 在循環(huán)語句中， break 用來從最近的封閉循 環(huán)體內跳出 語句 1 語句 2 C+程序設計 20 4.5 轉向語句 break 語句 for(; ;) for (; ;) if (i=1) break; a=1; /break 跳至此處 while(表達式 1) if (表達式 2) break; b =1; /break 跳至此處 C+程序設計 21 4.5 轉向語句 continue 語句 只能在循環(huán)體內使用 continue語句使流程結束本次循環(huán)
14、，進入 下次循環(huán)，但并不結束整個循環(huán) 結束本次循環(huán)，程序流程轉去執(zhí)行對條件 的判斷，如果這時循環(huán)條件為真，則開始 下一次循環(huán)，否則終止循環(huán) 語句 1 語句 2 C+程序設計 22 4.5 轉向語句 continue 語句 continue 語句 和 break 語句的區(qū)別 continue 語句只結束本次循環(huán)而不是終止整個循環(huán)的執(zhí)行 break 語句結束本次循環(huán)，不再進行條件判斷 for (int n=100;n=200;n+) if (n%3 = 0) continue; coutnendl; while(表達式 1) if (表達式 2) continue; C+程序設計 23 4.5 轉
15、向語句 goto 語句 將控制從它所在的地方轉移到標識符所標識的語句處 大量使用 goto 語句將會使程序的流程無規(guī)律，降低程序的可讀性， 程序設計中盡量少用 goto 語句 小結 總是可以不使用轉向控制語句的循環(huán)代碼 使用轉向控制語句的目的是使代碼簡化，程序易讀 C+程序設計 24 4.6 綜合示例 求循環(huán)次數(shù) : 1) while (int i=0) i-; 2) int i=5; do couti-=0); 無限 20 C+程序設計 25 實例 1：輸入一個整數(shù) m ，判 斷它是否是素數(shù) 數(shù)學定義：素數(shù)是指能被 1和 它自身整除外，不能被其它任何 整數(shù)整除的數(shù)。 方法 1： 2 m-1整
16、除？ 方法 2：數(shù)學證明 2 整除？ 整除的 C+語言表示： X %K =0? 4.6 實例研究 m 開始 輸入整數(shù) m i=k? m%i = 0? 輸出 m不是素數(shù) 結束 Y N ii+1 Y N 輸出 m是素數(shù) i2, km C+程序設計 26 4.6 實例研究 #include #include using namespace std; int main() int m, i, k; coutm; i =2; k = (int)sqrt(m); while (i=k) if (m % i = 0) coutmk) coutm is a prime number!n; / return 0
17、; 開始 輸入整數(shù) m ik) 如何？ C+程序設計 27 #include #include using namespace std; int main() int m, i, flag = 1; /*標志變量 flag初值置為 1*/ coutm; for (i=2; i=m-1; i+) if (m % i = 0) flag = 0; coutiendl; if (flag) / 等價于 if (flag=1) coutNo divisor! It is a prime number.n; coutProgram is over!n; return 0; 4.6 實例研究 思考 (1)
18、這個程序是做什么的？ (2)求 2 100之間的質數(shù)并以每行 顯示 5 個質數(shù) ,請編寫程序 C+程序設計 28 #include using namespace std; int main() int m, i, nCount = 0; bool bIsPrime; for(m = 2;m=100;m+) /bIsPrime初值為 true bIsPrime = true; for(i = 2;i=m-1;i+) if (m % i = 0) bIsPrime =false; break; if (bIsPrime) /等價于 if (bIsPrime=true) coutmt; nCoun
19、t+; if (nCount % 5 =0) coutendl; / end of for(m=1;) return 0; 4.6 實例研究 這個程序就是求 2 100之 間的質數(shù)并以每行顯示 5 個 質數(shù) ! C+程序設計 29 實例 2：分類統(tǒng)計 對 輸入一串字符， 統(tǒng)計其中單詞的個數(shù)、字母個數(shù)、數(shù)字個數(shù)。規(guī)定 單詞之間用一個空白符分開（空白符包括空格符、水平制表符、換行符） , 以 z表示輸入結束。 分析： （ 1）統(tǒng)計單詞的個數(shù)，可通過統(tǒng)計空白符的個數(shù)得到。 （ 2）由于標準輸入流 cin輸入時會把空白符作為輸入結束符，所以應使 用 cin.get() 函數(shù)逐一讀取字符。 4.6 實例
20、研究 C+程序設計 30 #include using namespace std; int main() int alpha =0, num=0,ch=0,word=0; char c; cout=a else ch+; / end of while coutword=word talpha=alpha tnum=num tch=ch0, n為整數(shù) ! 1 2 3nn 開始 輸入 n int i,n,p; i1;p1; i=n? pp*i;ii+1; 打印 n, p 結束 #include using namespace std; int main() int i,n,p; coutn; f
21、or(i=1,p=1;i=n;i+) p = p*i; coutn! = pendl; return 0; C+程序設計 32 4.6 實例研究 實例 4: 用下面公式求 的近似值： 直到最后一項的絕對值小于 10-7為止 #include #include #include using namespace std; int main( ) int s=1; double n=1,t=1,pi=0; while( fabs(t) =1e-7 ) pi = pi + t; n = n + 2; s = -s; t = s/n; pi = pi*4; coutpi= setiosflags(ios
22、:fixed) setprecision(6) piendl; return 0; 1 1 11 4 3 5 7 C+程序設計 33 實例 5： 計算 sin(x) 的值 ， 公式為： 當?shù)?n 項的絕對值小于 10-5 時結束 。 方法一：利用學過的階乘計算程序，逐項求值，然后再求和 4.6 實例研究 C+程序設計 34 4.6 實例研究 #include # include using namespace std; int main() double const fPI = 3.1415926; int i,n,p,s; double fX,fX1; double fSum,fItem;
23、coutfX; fX1 = (fX/180.0)*fPI; /弧度 n = 1; s = 1; fSum = 0; do / 求 n 的階乘 for (i=1,p=1;i= 1e-5 ); coutsin(fX) = fSum=1e-5 ) fSun += fItem; fItem = -fItem *fX1*fX1/(n+1)*(n+2); n = n+2; 2 21( 1 ) , , 1 , 3 , 5( 1 ) 2nn xt t t x n nn C+程序設計 36 實例 6：百元買百雞問題 （ 窮舉法 ） 假定小雞每只 5角 ， 公雞每只 2元 ， 母雞每只 3元 。 現(xiàn)有 100元錢
24、要買 100只雞 ， 列出所有可能的購雞方案 。 分析： (1) 設母雞 、 公雞 、 小雞各為 x、 y、 z只 ， 列出方程為： x+y+z = 100 3x+2y+0.5z = 100 三個未知數(shù) ， 兩個方程 ， 此題有若干個整數(shù)解 。 (2) 采用試湊法 (也稱為窮舉法或枚舉法 )來實現(xiàn) ， 即將可能出現(xiàn)的各種 情況一一羅列測試 ， 判斷是否滿足條件 ， 采用循環(huán)結構來實現(xiàn) 。 4.6 實例研究 C+程序設計 37 用二重循環(huán)來實現(xiàn) : for(x=0;x=33;x+) for(y=0;y=50;y+) z=100-x-y; if(3*x+2*y+0.5*z)=100) coutse
25、tw(5)xsetw(5)ysetw(5)zendl; 用三重循環(huán)來實現(xiàn) : for(x=0;x100;x+) for(y=0;y100;y+) for(z=0;z100;z+) if(3*x+2*y+0.5*z)=100) 4.6 實例研究 能否有更少的計 算來解該題？ C+程序設計 38 4.6 實例研究 * 1 2 3 4 5 6 7 8 9 - 1 1 2 2 4 3 3 6 9 4 4 8 12 16 5 5 10 15 20 25 6 6 12 18 24 30 36 7 7 14 21 28 35 42 49 8 8 16 24 32 40 48 56 64 9 9 18 27
26、36 45 54 63 72 81 * 1 2 3 4 5 6 7 8 9 - 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 4 6 8 10 12 14 16 18 3 9 12 15 18 21 24 27 4 16 20 24 28 32 36 5 25 30 35 40 45 6 36 42 48 54 7 49 56 63 8 64 72 9 81 實例 7:乘法口訣表 C+程序設計 39 4.6 實例研究 乘法表分析 : 組成：表頭、表體兩部分 格式：每項至少需要 3個字符寬度 實現(xiàn)： 表頭：直接用 cout 輸出即可 表體：需要二重循環(huán)；左下三角為空格，右上三角為輸出項，分隔線為對
27、 角線（行、列相等）；左下三角為空格的計算 /表頭 coutsetw(3) *; for (i=1;i=9;i+) coutsetw(3) i; coutendl; for (j=1;j=10;i+) cout- - -; coutendl C+程序設計 40 4.6 實例研究 * 1 2 3 4 5 6 7 8 9 - 1 1 2 2 4 3 3 6 9 4 4 8 12 16 5 5 10 15 20 25 6 6 12 18 24 30 36 7 7 14 21 28 35 42 49 8 8 16 24 32 40 48 56 64 9 9 18 27 36 45 54 63 72 8
28、1 for (i=1;i=9;i+) coutsetw(3)i; for (j=1;j=j) coutsetw(3)i*j; coutendl; C+程序設計 41 4.6 實例研究 * 1 2 3 4 5 6 7 8 9 - 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 4 6 8 10 12 14 16 18 3 9 12 15 18 21 24 27 4 16 20 24 28 32 36 5 25 30 35 40 45 6 36 42 48 54 7 49 56 63 8 64 72 9 81 for (i=1;i=9;i+) coutsetw(3)i; for (j=1;jj) co
29、utsetw(3) ; else coutsetw(3)i*j; coutendl; C+程序設計 42 #include #include using namespace std; int main() int i,j; coutt 九九乘法表 endl; coutsetw(3)*; for (i=1;i=9;i+) coutsetw(3)i; coutendl; for (i=1;i=10;i+) cout-; coutendl; for (i=1;i=9;i+) coutsetw(3)i; for (j=1;j=j) coutsetw(3)i*j; coutn (2) m 除以 n 得余
30、數(shù) r (3) 若 r為 0 則 n 為最大公約數(shù)，結束；否則執(zhí)行 (4) (4) m n， n r，再重復執(zhí)行 (2) m n r 12 5 2 5 2 1 2 1 0 4.6 實例研究 輾轉相除法 while (r=m % n)!=0) m = n; n = r; coutn n=n-m nm m、 n為公約數(shù) m=n while (m!=n) if(mn) m = m-n; else n = n m; coutmendl; C+程序設計 44 /輾轉相減法 #include using namespace std; int main( ) int m, n, t; cout請輸入 m,n
31、:mn; while (m!=n) if (mn) m = m -n; else n= n -m; cout最大公約數(shù)為 nendl; return 0; /輾轉相除法 #include using namespace std; int main( ) int m, n, t, r; cout請輸入 m, n:mn; if (m n) t =m; m =n; n =t; while (r=m % n)!=0) m=n; n=r; cout最大公約數(shù)為 nendl; return 0; 4.6 實例研究 C+程序設計 45 小結與作業(yè) 這一章我們學習了。 while循環(huán) do-while循環(huán) for 循環(huán) 轉向控制語句 常用算法：求和，求素數(shù)，求階乘，求 sin(x)，乘法表 作業(yè) 教材 P98: 習題 4.8;綜合題 4.14,4.15; 程序設計練習 4.2,4.6,4.19 預習實驗指導書實驗四
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