一键难忘520

这个屌丝很懒，什么也没留下！

热门标签

C的实用笔记7——循环控制语句_控制循环次数

作者：一键难忘520 | 2024-07-29 00:48:25

踩

控制循环次数

while循环控制语句

while循环和if选择语句很像，都是在条件表达式为真的时候才执行复合语句中的代码。不同的是if语句只执行一遍，while循环可以根据需要指定循环次数。分为两种：

while循环：while可以理解为当满足条件时，就一直做。我们通过习题9、来巩固该知识点（代码心得在13、14、15、16）
o while循环：与while不同的是，do while是先执行一次，然后再进行条件判断。按照我们平时的语言逻辑，do while可以理解为一直做某一件事直到什么事情发生就停止下来。因此，以下两种方式等价。

for循环控制语句

我们经过while循环语句的学习，可以认识到循环控制语句实际上有三个重要表达式：

表达式一：循环开始前，条件的初始化
表达式二：条件的临界值
表达式三：一次循环后，条件的变化

见下面例子。

实际上，我们可以将这三个表达式换一种写法，这时候就可以用for循环语句，for循环语句和while循环语句是无条件等价：
for循环语句格式为： for(表达式1; 表达式2; 表达式3) { 循环体; } //注意是表达式之间用分号，不是逗号。再要注意 for(){} 后面不加分号

for循环和while循环的流程图：

for循环的几个变体：见怪不怪

形式一（和while循环语句完全相同）：表达式1挪到外面去，表达式3挪到循环体中去，表达式2不挪动。
注意：记得分号保留。

形式二（死循环）：没有表达式2，也就是没有判断条件
形式三（瞎搞）：直接将定义语句写在表达式1中。
注意：C99支持这种写法，Java和C++中也是这种写法。

形式四（空循环体）：把表达式3写成逗号表达式。
注意：这种情况for语句后要加分号，表示循环体为空，这是因为不加分号，会默认下一条语句是循环体。

形式五（for循环的双循环变量法减少循环次数）：把表达式1写成逗号表达式，写入两个循环变量 head 和 tail 。我们可以看习题11（习题9的改良），体会该用法。
注：用while循环当然也可以。

循环控制语句的简单使用

计算简单级数：
1. 简单正向级数：我们之前已经学习过了，可以看习题9、习题11。
2. 简单交错级数：交错级数（也就是正一项，负一项），此时我们除了要定义循环变量外，还需要定义一个循环标志变量flag，它专门用来确定循环过程中每一项的正负号。我们可以通过习题12，来体会这一用法
用辗转相除法计算两个整数的最大公因数、最小公倍数：见习题13。
用循环实现遍历：习题14、习题15。

用break提前结束整个循环

原本我们是通过循环的条件表达式来判断是否进入或者跳出循环，而break的作用就是当循环变量没有到达临界值时，可以提前结束循环。break被放置在循环体中，通常结合选择控制语句来使用。

例题：我们通过 习题16（捐款）、习题17（判断素数），来巩固该知识点。

用continue提前结束本次循环

在本次循环中，continue用来跳过它后面的循环语句。continue被放在循环体中，通常也是结合选择控制语句来使用的。如果continue后面没有代码了，那么也起不到什么作用。

例题：我们通过 习题18，来巩固该知识点。

循环嵌套

我们很容易想明白，第一点：循环嵌套肯定是要用到多个循环变量，但他的用法不同于我们双循环变量法减少循环次数中的那样；第二点：外层的循环肯定是要等内层的循环完成了，才会继续下去，可见循环的次数是相乘的关系。

打个比方：我们在方格纸上写字，我们是不是要从上往下，从左往右写？那么，我们可以进行类比：写字就是一个两层的循环嵌套。当我们换行书写时，就相当于外层循环，行数是外层循环变量；当我们书写某一行时，就相当于内层循环，列数是内层循环变量。

循环嵌套可以做什么？我们看以下习题来巩固该知识点：

输出矩阵： 习题19（九九乘法表）
遍历求解多元线性方程组：习题20（百元买鸡问题）。
多条件下遍历所有可能情况：习题21（考试排考）。

习题总结

1、代码心得

用scanf从键盘获取值时，要注意内存越界，因为变量的数据类型限定了它所能存储的数值大小。
if() .... 选择控制语句中，括号里的条件语句在计算机中终究会变成1和0，1代表你说的是真的，0代表你说的是假的，因此括号里的条件语句可以是表达式，表达式的值如果是非0数值，则表达式为真；表达式的值如果是0值，则表达式为假。
两个等号“==”才表示等于关系，一个等号“=”则是赋值的意思，混着用会发生逻辑上的判断错误
我们一开始写程序，如果问题有点复杂，那么我们可以用自然语言先在编辑器中写下个思路，写的时候像程序那样缩进显示，方便我们理清思路，写完后，再往里面添加程序即可。注意一点，如果仅仅为了写程序，可以用自然语言，像跟别人谈话一样，这样写程序快；如果为了做示意图，我们可以采用流程图的方式来展现。可读性上自然语言更适合人类，而直观性上流程图更好。更复杂一点，如果是在业务场景里面，我们就得用xmind这类思维导图了，因为自然语言和流程图无法满足我们庞大的需求了。
有的公司会规定写代码的规范，比如变量名前面写个'c'，代表字符型；前面写个'i'，代表整型。等等。
if ... else if ... else .. 多分支选择语句中逻辑稍微有点复杂，所以一定要注意大括号的对齐。
if语句的嵌套使用时，if也总是和离它最近的else配对，所以在实现复杂选择控制时要养成加大括号的习惯。同时，我们用自然语言或者思维导图理解后，嵌套语句先从最外层的if...else...开始写，即写了一个if后不要着急写复合语句里面的内容，而是现将与if配对的else打上去，防止出错。
对于简单的双分支if语句，我们其实可以也可以用条件运算符来写。
使用switch语句时，最好不要把case后面的break漏掉，如果漏掉，那么执行完上一个case后不会退出，反而会继续向下运行其他case下的代码，所以必要的时候，即当你的expression满足case1或case2时希望做相同的事情，可以如下书写：
switch语句中，括号里的expression不会变成1或0，因为这个表达式要去和case中的具体情况作配对。
switch语句中，括号里的表达式必须是整型或者字符型，他不会识别浮点型和字符串。
使用switch时，我们通常会用到除法运算符。
循环语句中，括号里的条件表达式和if语句中的条件表达式一样，最后都会变成1或0。
死循环内如果有动态内存申请，那么极有可能把内存消耗殆尽。如果我们遇到了死循环，我们要在命令提示符中按ctrl C，才能强制结束程序。
我们使用是循环控制语句时，通常要定义一个循环变量（要有初始值），它放在循环体中，目的是控制循环的次数，因此常常在循环体中用自加自减运算符、赋值及扩展运算符，来改变循环变量的值，使用时要注意循环的次数，因为循环变量从0开始和从1开始是不一样的。
循环语句中，如果一个变量只是为了循环（控制循环次数），那么我们也不关心他叫什么名字，习惯叫诸如：i、j、k这种变量名；如果一个变量在循环中起到某种作用，那么需要给它起上一个通俗的名字，并且打上注释，说明其含义，以及它是一个循环变量。
我们定义变量时，尽量将它初始化，这是一个编程习惯；否则，以“用循环方法求级数的和”这类问题（比如习题9、习题11）为例，我们可以预见如果不给sum赋初值，那么这个变量的值就是随机的。

习题9：计算级数 12+22+32+ ··· ··· 的前10项和。

思路：循环变量也参与求和运算且它从1开始（因为从12开始加）

代码：


#include <stdio.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    int times = 1;  //既作为循环变量，又作为求和变量
    int sum = 0;    //和，这里一定要初始化
    while (times <= 10)
    {
        sum = sum + times*times;
        times++;
    }
    printf("1^2+2^2+...+10^2的值为: %d\n", sum);
    return 0;
}

习题11：计算级数 12+22+32+ ··· ··· 的前terms项和，这里terms要求用户输入。

思路：对习题9改良（用双循环变量法减少循环次数）、同时要考虑terms为奇数时会多加一项


1. 输入简单级数的求和项数
2. 双循环变量法，head <= tail 时进入循环
    2.1 从级数首、尾同时求和
    2.2 改变两个循环变量
3. 判断i和j是否差2（因为项数存在奇偶，若是奇数项，循环结束后i比j大2，偶数项则没问题）
    3.1 如果是
            那么，循环求和结果减去重复项
4. 显示求和结果

代妈：


#include <stdio.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    int terms;  //级数求和项数
    int sum = 0;
    int head, tail;   //双循环变量
    puts("确认你想求和的项数");
    scanf("%d", &terms);
    for ( head = 1, tail = terms; head <= tail; head++, tail--)
    {
        sum += head*head + tail*tail;
    }
    if (head - tail == 2)
    {
        sum -= (head-1)*(head-1);
    }    
    printf("1^2+2^2+...+%d^2的值为: %d\n", terms, sum);
    return 0;
}

习题12：计算交错级数：的前10项和：

思路：由于每一项与用于控制循环次数的变量i不存在直接关系但是可以找到i与分母的关系，所以这类问题还要考虑其他变量，第一个是代表每一项绝对值的变量term，第二个是代表每一项符号的变量flag。


1. while循环，在i <= 10的时候进入循环
    1.1 改变循环变量term的值（此时term是级数的第i项的绝对值）
    2.2 求和
    2.3 改变循环变量flag的值（此时flag是级数的第i项前的符号）
    2.4 改变循环变量i
2. 打印结果

代码：


#include <stdio.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    int i = 1;  //循环变量，仅用于控制循环次数
    double term = 1;   //代表某一项的循环变量
    double sum = 0;
    double flag = 1;   //表示符号的循环变量
    while (i <= 10)
    {
        term = 1.0/(2*i-1);
        sum += flag*term;
        printf("%lf\n", term);  //小技巧，相当于断点调试功能
        flag = -flag;
        i++;
    }
    printf("sum = %lf\n", sum);
    return 0;
}

习题13：输入两个整数，用辗转相除法求解它们的最大公因数，最小公倍数

GCD算法详解：并以求98和63的最大公因数为例。①九章算术中说道【更相减损术】： “可半者半之，不可半者，副置分母、子之数，以少减多，更相减损，求其等也。以等数约之。”，翻译为：（如果需要对分数进行约分，那么）可以折半的话，就折半（也就是用2来约分）。如果不可以折半的话，那么就比较分母和分子的大小，用大数减去小数，互相减来减去，一直到减数与差相等为止，用这个相等的数字来约分。②线性代数/一元多项式环/整除关系中说道【辗转相除法】：两个一元多项式f(x)、g(x)，一定有f(x)=h(x)g(x)+r(x)，此时求解f(x)和g(x)的最大公因式，可以转换为求解g(x)和r(x)的最大公因式。

思路：我们以辗转相除法为例


1. 输入两个整数，分别保存在dividend(被除数)和divisor(除数)中
2. 保存两个整数的乘积
3. 判断除数是否大于被除数
    3.1 如果是
            那么，交换它们，保证被除数大于除数
4. 取出这两个数的余数，记为rem
5. while循环，当rem不为0时进入循环
    5.1 改变循环变量dividend，上一次除数作为下一次的被除数
    5.2 改变循环变量divisor，上一次余数作为下一次的除数
    5.3 改变循环变量rem
6. rem为0，循环结束，此时的除数就是最大公因数，输入的两个数的乘积除以这个最大公因数就是最小公倍数
7. 打印输入的两个数的最大公因数和最小公倍数

代妈：


#include <stdio.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    int dividend;   //被除数，作为循环变量
    int divisor;    //除数，作为循环变量
    int rem;    //余数，作为循环变量
    int dataSmall;  //临时变量, 保证被除数比除数大
    int product;    //被除数和除数的乘积
    puts("请输入两个数");
    scanf("%d %d", &dividend, &divisor);
    product = dividend * divisor;
    if (divisor > dividend)
    {
        dataSmall = dividend;
        dividend = divisor;
        divisor = dataSmall;
    }
    rem = dividend % divisor;
    while (rem != 0)
    {
        dividend = divisor;
        divisor = rem;
        rem = dividend % divisor;
    }
    printf("这两个数的最大公因数为%d\n", divisor);
    printf("这两个数的最小公倍数为%d\n", product / divisor);
    return 0;
}

习题14：将一个正整数每位加5，若相加超过9，则保留个位，最后逆序输出，比如输入2645后，输出0917。

思路：结合取余运算符和除法运算符取出一个正整数的每一位


1. 输入正整数x
2. while循环，在x不等于0时进入循环
    2.1 取出x的最后一位，加5，再取个位
    2.2 打印刚才得到的数
    2.3 改变循环变量x，舍弃掉x的最后一位

代妈：


#include <stdio.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    int x;  //输入的数，作为循环变量
    int y;  //每一位转化后的数
    printf("请输入一个正整数:");
    scanf("%d", &x);
    while (x != 0)
    {
        y = ((x % 10) + 5) % 10;
        printf("%d", y);
        x = x / 10;
    }
    return 0;
}

习题15：列出0~999中所有的水仙花数，若一个正整数等于其各位数字的立方和，那么这个数称为水仙花数。

思路：结合取余运算符和除法运算符取出一个正整数的每一位


1. for循环, 让i从0遍历到999
    1.1 获取i的个位
    1.2 获取i的十位
    1.3 获取i的百位
    1.4 判断是否是水仙花数
        1.4.1 如果是
                那么，打印出来

代妈：


#include <stdio.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    int i;       // 0~999的数
    int a, b, c; //分别存储i的个位、十位、白位
    for (i = 0; i <= 999; i++)
    {
        a = i % 10;      // 个位
        b = i / 10 % 10; // 十位
        c = i / 100;     // 百位
        if (i == a * a * a + b * b * b + c * c * c)
            printf("%d是个水仙花数\n", i);
    }
    return 0;
}

习题16：不限次数捐款，但是当捐款总数超过10万元后，不再接受捐赠，最后统计捐款总额、人数。

思路：捐款总额超过10万元后用break提前退出循环


1. for循环，循环变量是捐赠人数（从1开始），可以缺少表达式2（死循环）
    1.1 输入本次捐赠数目
    1.2 计入捐款总额之中
    1.3 判断总额是否大于10万元
        1.3.1 如果是，
                退出循环
2. 打印当前捐款总额和捐款人数

代码：


#include <stdio.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    int numOfPeople;
    float totalMoney = 0;
    float donations;
    for ( numOfPeople = 1; ;numOfPeople++)
    {
        puts("请输入捐款的数目");
        scanf("%f", &donations);
        totalMoney = totalMoney + donations;
        if (totalMoney >= 100000)
        {
            break;
        }
    }
    printf("累计捐款%.2f元,超过10万元,不再接受捐款\n", totalMoney);
    printf("总捐款人数是:%d\n", numOfPeople);
    return 0;
}

习题17：输入一个正整数，判断它是否是素数，若一个数只能被1和其自身整除，那么这个数就是素数，否则为合数。

思路：①如果这个数能被某个数整除，那么用break提前退出循环，因为它已经是合数了；②使用sqrt函数可以减少遍历次数，因为对于一个正整数m，若能进行因式分解，那么这两个数的分布一定是一个在2到√m，另一个在√m到m。因此循环变量divisor从2到√m。


1. 输入一个正整数ddata
2. for循环遍历，循环变量divisor从2开始，小于等于ddata的算术平方根时进入循环
    2.1 判断这个正整数是否能整除divisor
        2.1.1 如果能，
                那么，它不是质数，令质数标志=0
                break，退出循环
3. 判断质数标志是否为1
    3.1 如果是，
            那么，该数是质数
    3.2 否则，
            那么，该数是合数

代码：


#include <stdio.h>
#include <math.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    int ddata;  //输入的整数
    int divisor;  //被除数，作为循环变量
    int primeYesOrNot = 1;  //先默认是质数
    printf("请输入一个整数:\n");
    scanf("%d", &ddata);
    for (divisor = 2; divisor <= sqrt(ddata); divisor++){
        if (ddata % divisor == 0)
        {
            primeYesOrNot = 0;
            break;
        }
    }
    if (primeYesOrNot == 1){
        printf("%d是质数\n", ddata);
    }else{
        printf("%d是合数\n", ddata);
    }
    return 0;
}

习题18：统计10个非零的输入值的和。也就是当输入的值是0时，要求这次重新输入，最后计算这些值的和。

思路：while循环语句、continue。


1. while循环，10次
    1.1 输入整数
    1.2 判断输入的整数是否是0
        1.2.1 如果是
                那么，要求用户重新输入
                continue，回到循环开头，不执行1.3和1.4
    1.3 求和
    1.4 改变循环变量
2. 打印输入数的和

代码：


#include <stdio.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    int times = 0;  //循环变量
    int m;      //键盘输入的值
    int sum;    //求和
    while (times < 10)
    {
        printf("请输入第%d个非零整数\n", times+1);
        scanf("%d", &m);
        if (m == 0)
        {
            puts("请重新输入");
            continue;
        }
        sum += m;
        times++;
    }
    printf("结果是%d\n", sum);
    return 0;
}

习题19：输出下三角矩阵“99乘法表”。

思路：循环嵌套、由于是下三角矩阵，所以需要注意每一行的列数等于该行的行号、注意对齐方式


1. for循环，当行号i<=9时，进入循环
    1.1 for循环，当列号j<=行号i时，进入循环
        1.1.1 打印i*j的大小
    1.2 打印完一行后换行

代码：


#include <stdio.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    int i;  //行
    int j;  //列
    for(i = 1; i <= 9; i++){
        for(j = 1; j <= i; j++){
            printf("%d*%d=%-2d ",i, j, i*j);
        }   
        putchar('\n');
    }
    return 0;
}

习题20（百元买鸡问题）：用100元去买100只鸡，假设母鸡3元/只，公鸡2元/只，小鸡0.5元/只，请问有几种购买方案？

思路：


1. for循环，当公鸡数x <=33时，进入循环
    1.1 for循环，当母鸡数y <=50时，进入循环
        1.1.1 用x、y这两个主变量确定小鸡数z这个自由变量（方程一）
        1.1.2 判断x、y、z是否满足方程二
            1.1.2.1 如果满足，
                        那么，显示公鸡、母鸡、小鸡分别有多少个

代码：


#include <stdio.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    int x, y, z;
    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){
                printf("公鸡%d只，母鸡%d只，小鸡%d只\n", \
                        x, y, z);
            }
        }
    }  
    return 0;
}

习题21（考试排考问题）：高校期末有英语、计算机、高等数学这三门考试，排考要求如下：①周一到周五考试；②每天最多一门考试；③高数考试时间这三门里最早；④计算机不能在周四考；

思路：有三门课，并且这三门课没有直接的关系，因此我们可以认为这三门课都是主变量，要用三层循环


1. for循环，循环变量math从1开始，<=3时进入循环
    1.1 for循环，循环变量english从math+1开始，<=5时进入循环
        1.1.1 for循环，循环变量computer从math+1开始，<=5时进入循环
            1.1.1.1 判断计算机和英语是否不在一天，并且计算机不在周四
                1.1.1.1.1 如果是，
                            那么，打印方案情况
                            让count自加1，用于保存方案个数
2. 打印一共有几种方案

代码：


#include <stdio.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    int math, english, computer;
    int count = 0;  //排考方案数
    for (math = 1; math <= 3; math++){
        for (english = math + 1; english <= 5; english++){
            for (computer = math + 1; computer <= 5; computer++){
                if (computer != english && computer != 4){
                    count++;
                    printf("周%d考高数，周%d考英语，周%d考计算机\n", math, english, computer);
                }
            }
        }
    }
    printf("总共有%d种排考方案\n", count);
    return 0;
}

声明：本文内容由网友自发贡献，不代表【wpsshop博客】立场，版权归原作者所有，本站不承担相应法律责任。如您发现有侵权的内容，请联系我们。转载请注明出处：https://www.wpsshop.cn/w/一键难忘520/article/detail/896457