C语言第六循环结构

第六章 循环结构

6.1 循环结构的程序设计

6.1.1 while 语句

  while (表达式) //表达式中可以是任意类型的表达式
  语句;	 //循环体
  //while后面的表达式可以是任意类型的表达式,但一般是条件表达式或逻辑表达式. 表达式的值是循环的控制条件.

执行过程：

首先判断表达式的值是否是真（非0），如果是真，则执行循环体内的语句，然后再判断表达式是否为真，如果是真，再执行循环体内的语句，如此往复，直到表达式为假（0）为止。

注意：

1. 如果while后面的表达式一开始就是假，循环体讲一次也不执行
2. 退出循环：1）：表达式为假（0）
   2）：循环体中遇到break，return，goto 语句
3. 要注意循环变量的增值，如果不增，很容易变成死循环
4. 通常情况下, 程序中会利用一个变量来控制while语句的表达式的值, 这个变量成为循环控制变量. 循环控制变量必须初始化

//求两个正整数的最大功因子
/*
输入两个正整数m和n , 然后用M除以N如果R为0, 则N是最大公因子,否则把N赋值给M,把R赋值给N再继续除
*/
	#include<stdio.h>
	void main(){
		int m, n, r;
		printf("Please input two postive inteager:\n");
		scanf("%d%d",&m, &n);
		while(n != 0)
		{
		r = m % n; //求余数
		m = n;
		n = r;
		}
		printf("Their greatest common divisor is %d\n",m);
	}

6.1.2 do- while语句

1. 一般形式

do
	语句;  //循环体
while(表达式); //循环条件

执行过程：

首先执行循环体内的语句，然后才判断表达式的值是否为真（非0），如果为真，则再执行循环体内的语句，如此循环往复，知道表达式的值为假（0）为止。

注意：

1. do-while语句和while语句的区别的在于do-while是先执行后判断，因此do-while至少要执行一次循环体。而while是先判断后执行，如果条件不满足，则循环体语句一次也不执行。
2. 如果 do-while 后的表达式的值一开始就是假，循环体还是要执行一次
3. do-while语句的表达式后面必须加分号。

6.1.3 for 语句

1. 一般形式

for(表达式1;表达式2;表达式3)  //循环条件
	语句;  //循环体

要求：

表达式1:一般为赋值表达式，给控制变量赋初值。
表达式2：关系表达式或逻辑表达式，循环控制条件。
表达式3:一般为赋值表达式，给控制变量增量或减量

执行过程：

首先，求表达式1的值，然后判断表达式2是否为真（非0），如果为真，则执行循环体语句，然后求表达式3的值。接下来再判断表达式2是否为真，如果为真，继续执行循环体语句以及求表达式3的值，直到表达式2为假为止。

6.1.4 break 与 continue 语句

1. break语句
   break语句的作用是在循环体中测试到应立即结束循环时，使控制立即跳出循环结构，转而执行循环语句后的第一条语句。

   注意：

   1. break只能用于while、do-while、for语句构成的循环结构中和switch选择结构中。
   2. break语句只能终止并跳出包含它的最近一层的循环体。
   3. 在嵌套循环的情况下，如果想让break语句跳出最外层的循环体，需要设置标志变量tag，然后在每层循环后加上一条语句: if(tag) break; 其值为1表示跳出循环体，为0则不跳出。

2. continue语句
   continue语句和break语句不同，当在循环体中遇到continue语句时，程序将跳过continue语句后面尚未执行的语句，开始下一次循环，即只结束本次循环的执行，并不终止整个循环的执行。

注意：

1. continue语句只能用于while、do-while、for语句构成的循环结构中。
2. 在嵌套循环中，continue语句只对包含它的最内存的循环体语句起作用。

6.1.5 go to 语句

goto语句也称为无条件转移语句。

	goto 语句标号;
	
	语句标号;

应用：

1. goto 语句可与条件语句配合使用来实现条件转移，构成循环

int tag = 0;
for(...)
	{
	while(...)
 	{
 	  		..
 	if(..) goto stop;
 	..
 	}
 	..
 	}	
 		stop:for循环后第一条语句

2. 在嵌套循环的条件下，利用goto语句可以直接从最内层的循环体跳出最外层的循环体。

6.1.6 exit()函数

void exit(int status); 头文件<stdlib.h>
exit( )作用时：终止整个程序的执行，强制返回操作系统

6.2 循环结构类型的选择和转换

1. 循环结构类型选择

1. 如果循环次数在循环体之前就已经确定，一般使用for 循环；如果循环次数时由循环体的执行情况确定的，一般用while循环或者do-while循环。
   当循环体至少执行一次时，使用do-while循环，反之，如果循环体可能一次也不执行，使用while循环。

2. 循环结构类型之间的相互转换

6.3 循环结构程序设计

1. 验证哥德巴赫猜想：任意充分大的偶数，都可以用两个素数之和表示。

/*
思路：输入一个偶数N，将它分为p和q，使= p + q;
让p从2开始，每次增加1，而令q = n - p;如果 q and p是素数，则正为所求，否则令p = p + q再尝试。

要点：判断是否是素数，我们可以领两个表示量：flagp,falgq,初始值为0；若p是素数，令flagp =1,若q是素数，令flagq=1

*/

	#include<stdio.h>
	#include<stdlib.h>
	#include<math.h>
	
	void prime_number(){
		int i, n, p, q, flagp, glagq;
		printf("please input n:");
		scanf("%d",&n); 
		if(n<4 ||n%2!=0) //如果这个数不是偶数
		{
			printf("input data error!\n");
			exit(-1); //程序结束
		}
		
		p=1;
		do{
			p++;
			q = n - p;
			//Determine whether p is prime
			flagp = 1;
			for(i=2;i<=(int) sqrt(p);i++){
			if(p % 1 ==0){
				flagp=0;
				break;
			}
			}
			//Determine whether p is prime
			flagq = 1;
			for(i =2; i<=(int)sqrt(q);i++){
				if(q % i ==0){
					flagq = 0;
					break;
				}
			}
		}while(flagq * flagq ==0); //p q 中有一个不为素数时，继续循环
		printf("%d = %d + %d\n",n,q,p);
	}

2. 打印大小可变的菱形图案

	/*
							*
						* * *
					* * * * *
				* * * * * * *
				  * * * * *
				    * * *
              *
关键：1. 确定每行*的个数：当行数i(假设最上面的一行为第一行)<=(size+1)/2时，该行的个数为 n = 2*i-1 ；
否则，n = 2*(size-i+1)-1；
	*/
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

void rhombus()
{
		int i, j, k, m, n, size;
    pritnf("input size:"); 
    scanf("%d",&size);
    if(size <=0 || size %2 ==0)
    {
    	printf("error!\n");
    	exit(-1);
    }
    for(i = 1;i<=size ;i++) //控制行数
    {
    	n = (i<=(size+1)/2)?i:size-i+1; //每行中"*"号的个数
    	n=2*n-1;
    	m=(size-n)/2+15; //每行打印 * 之前应打印的空格数
    	for(k=1;k>=m;k++)  //打印每行前面的空格
    		printf(" ");
    	for(j =1;j<=n;j++) //打印每行的 *
    		printf("*");
    	printf("\n");  //打印一行后，回车换行
    }
}

3. 统计两个整数之间的所有整数中0、1、2、3、4、5、6、7、8、9数码的个数

/*
	问题的关键在于要计算某整数中包含的各个数码的个数，必须对该整数进行分解，求得包含的各个数码，其方法可以通过每次除以10取余数得到，然后对商进行同样的处理，直到商为0时为止。
*/
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

void statistics(){
	int num1, num2;
	int n,s,r;
	int count0=0,count1=0,count2=0,count3=0,count4=0,count5=0,count6=0,count7=0,count8=0,count9=0;
	printf("input two intrger:");
	scanf("%d%d",&num1,&num2);
	if(num1<0||num2<||num1>num2){
		printf("input error!\n");
		exit(-1);
	}
	for(n=num1;n<num2;n++){
		s = n;
		do{
			r =s % 10;
			switch(r){
					case 0:count0++;break;
					case 1:count1++;break;
					case 2:count2++;break;
					case 3:count3++;break;
					case 4:count4++;break;
					case 5:count5++;break;
					case 6:count6++;break;
					case 7:count7++;break;
					case 8:count8++;break;
					case 9:count9++;break;
			}
			s = s / 10;
		}while(s != 0);
	}
	printf("0 == %-4d  1 -- %-4d 2 -- %-4d 3-- %-4d\n",count0,count1,count2,count3);
	printf("4 == %-4d  5 -- %-4d 6 -- %-4d 7-- %-4d\n",count4,count5,count6,count7);
	printf("8 -- %-4d 9 -- %-4d\n",count8,count9)
}

4. （重要）利用下面的公式求PI 的近似值，要求累加到最后一项小于10的-6次幂为止。公式：PI /4 ~1-1/3+1/5-1/7…

	#include<stdio.h>
	#include<math.h>
//累加项可以找规律 t = s / n; 其中s可以用s = -s实现; n按照1，3，5变化，n = n+2
void main(){
  int s =1;
  float n =1.0, t =1, pi=0;
  while(fabs(t)>=1e-6){
    pi +=t;
    n+=2;
    s=-s;
    t = s/n;
  }
  pi *=4;
  printf("pi = %.6f\n",pi);
}

6.4 注意事项

1. 需要在do-while循环语句的后面一定要加分号
2. while循环是先判断后执行，而do-while循环是先执行后判断。
   while循环中循环一次可能不执行循环体，而do-while语句是要执行一次循环体。
3. break语句在循环体中的作用是：跳出循环结构，转而执行循环语句后的第一条语句
4. continue语句在循环体中的作用是：结束本次循环，循环执行下一次循环
5. 注意：

	t =0;
	while (printf("*")){ //这里的意思为： 返回字符串中*字符的个数，这里是一个，所以返回1，相当于while(1)；这个相当于循环控制表达式与'0'等价
			t++;
			if(t<3)
				break;
	}