程序设计基础课件第05章 程序的基本控制结构.pptx

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1、第 5 章 程序的基本控制结构v程序设计基础从问题到程序（第3版）本章基本内容选择结构 循环结构 其他控制语句顺序结构 任何程序都可以由顺序、选择和循环这三种基本控制结构组成，因此，灵活掌握基本控制结构是编写程序的重要基础！【引例5.1】四则运算【问题】计算两个整数的和、差、积、商。【想法】依照四则运算的规则，将两个整数进行加、减、乘、除运算。【算法】设变量x和y表示两个整数，依次计算并输出x和y的和、差、积、商，算法如下：1.计算并输出x+y;2.计算并输出x-y;3.计算并输出x*y;4.计算并输出x/y;【程序】算法需要顺序执行每一条指令，可以采用顺序结构实现。程序如下：#include

2、 int main()int x,y;printf(请输入两个整数：);scanf(%d%d,&x,&y);printf(%d与%d的和是%dt,x,y,x+y);printf(%d与%d的差是%dn,x,y,x-y);printf(%d与%d的积是%dt,x,y,x*y);printf(%d与%d的商是%5.2fn,x,y,(double)x/y);return 0;程序中涉及到新的语法？【引例5.1】四则运算 复合语句：由一对花括号括起来的若干条语句组成。从逻辑上讲，复合语句是一个整体，可以将它看成是一条语句，可以放在能够使用语句的任何地方。【语法】复合语句的一般形式：语句语句1 语句语句

3、2 语句语句n没有分号没有分号可以是任何语句可以是任何语句【语义】依次执行花括号中的每条语句。语句语句1语句语句2语句语句n5.1 顺序结构复合语句实现顺序结构例5.1 设计复合语句实现交换两个变量的值。temp=x;x=y;y=temp;temp1020 xy1020 xy2020 xytemp10temp10(a)第一步第一步temp=x (b)第二步第二步x=y (c)第三步第三步y=temp5.1 顺序结构复合语句实现顺序结构102010【问题】给定一个两位数，将这个两位数的个位和十位颠倒得到其逆值（也称逆向值），例如85的逆值是58。【想法】设两位数的个位数字是x，十位数字为y，则该

4、数的逆值为x10+y。需要分离出这个两位数的个位和十位，分离的方法是整除和求余，例如，通过对85除10 取整数部分得到十位数字8，通过对85除10取余数部分得到个位数字5。【算法】设变量num表示一个两位数，变量x表示整数num的个位数字，变量y表示整数num的十位数字，变量numDevo表示整数num的逆值，算法如下：step1:x=num%10;step2:y=num/10;step3:numDevo=x*10+y;step4:输出输出numDevo;程序设计实例整数的逆值【程序】算法需要顺序执行每一条指令，可以采用顺序结构实现。程序如下：#include int main()int nu

5、m,x,y,numDevo;printf(请输入一个两位数：请输入一个两位数：);scanf(%d,&num);x=num%10;y=num/10;numDevo=x*10+y;printf(%2d的逆值为的逆值为：%2dn,num,numDevo);return 0;程序设计实例整数的逆值【引例5.2】奇偶判定【问题】判断给定整数的奇偶性。【想法】将整数除以2，若余数等于0，则该整数是偶数，否则是奇数。【算法】设变量x表示一个整数，用求余运算判断其奇偶性。算法如下：1.为变量x赋值；2.如果x%2的结果等于0，则x是偶数；否则x是奇数；【程序】首先用变量x接收用户从键盘输入的整数，然后根据求

6、余运算的结果得出其奇偶性。程序如下：#include int main()int x;printf(请输入一个整数：请输入一个整数：);scanf(%d,&x);if(x%2=0)printf(%d是偶数是偶数n,x);else printf(%d是奇数是奇数n,x);return 0;【引例5.2】奇偶判定程序中涉及到新的语法？逻辑值控制的选择结构1.单分支的选择结构，一般由 if 语句实现。【语法】if 语句的一般形式如下：if(表达式表达式)语句语句判断条件判断条件必须有括号必须有括号【语义】计算表达式的值；当表达式的值为真时执行语句；否则顺序执行if 语句的下一条语句。表达式表达式语句

7、语句TF5.2 选择结构2.双分支的选择结构，一般由if-else语句实现。【语义】计算表达式的值；当表达式的值为真时执行语句1；否则执行语句2。if(表达式表达式)语句语句1else语句语句2判断条件判断条件表达式成立执行表达式成立执行表达式不成立执行表达式不成立执行必须有括号必须有括号表达式表达式 语句语句1TF 语句语句25.2 选择结构逻辑值控制的选择结构【语法】if-else语句的一般形式如下：例5.4 求两个整数中的较大者。解1：设整数 x 和 y 的较大值为max，可以先假定 x 较大，再判断max是否小于 y，如果max小于 y，则较大值为y，否则较大值仍为max。解解1：ma

8、x=x;if(max=y)max=x;else max=y;5.2 选择结构逻辑值控制的选择结构解2：设整数 x 和 y 的较大值为max，可以直接将 x 和 y 进行比较，若x y，则较大值为 x，否则，较大值为y。条件表达式有括号！从语法上看，分支结构中的语句可以是任何语句，如果又是一个分支语句，则构成分支结构的嵌套。3.分支结构的嵌套if(x y)if(y z)x=0;else x=1;if(x y)if(y z)x=0;else x=1;5.2 选择结构逻辑值控制的选择结构 如果嵌套在if语句中的语句是if-else语句，或嵌套在if-else语句中的语句是if语句，则会出现多个if和

9、多个else重叠并且个数不等的情况，这时要注意if和else的配对问题。else与其前面最近的尚未配对的if相配对。例5.5 编写程序实现数学中的符号函数：sign(x)=1，当当x 0 0，当当x=0-1，当当x 0)sign=1;else if(x 0)sign=-1;else /*注意嵌套注意嵌套if-else语句的缩进格式语句的缩进格式*/sign=0;5.2 选择结构逻辑值控制的选择结构 多分支的选择结构，由switch语句实现，switch语句也称为开关语句或选择语句。【语法】switch语句的一般形式如下：switch(表达式表达式)case 常量表达式常量表达式1:语句语句1

10、break;case 常量表达式常量表达式2:语句语句2 break;case 常量表达式常量表达式n:语句语句n break;default:语句语句n+1 break;算术表达式算术表达式相当于语句标号相当于语句标号没有分号没有分号5.2 选择结构算术值控制的选择结构【语义】当表达式的值与某一个常量表达式的值相等时，顺序执行该case后面的语句。值值=语句语句n值值1语句语句1计算表达式的值计算表达式的值值值2语句语句2值值nbreakbreakbreak语句语句n+1defaultbreak5.2 选择结构算术值控制的选择结构例5.6 将百分制成绩转换为对应的等级制成绩，转换规则为：10

11、090：A；8980：B；7970：C；6960：D；590：E 解：设百分制成绩为score，则score是0，100区间的一个实数，注意到十位数字决定转换等级，因此将score转换为整数再整除10。设字符型变量grade表示等级制成绩，语句如下：switch(int)score/10)/*switch语句表达式的运算结果通常为整型语句表达式的运算结果通常为整型*/case 10:/*case 10和和case 9共用一个程序段共用一个程序段*/case 9:grade=A;break;case 8:grade=B;break;case 7:grade=C;break;case 6:grad

12、e=D;break;default:grade=E;break;5.2 选择结构算术值控制的选择结构 step1:x1=x%10;y=x/10;step2:x2=y%10;step3:x3=y/10;step4:如果x1*x1*x1+x2*x2*x2+x3*x3*x3等于x，则该数是水仙花数；否则该数不是水仙花数；【问题】所谓水仙花数是指一个三位数，其各位数字的立方和等于该数本身。例如：153=13+53+33，则153是一个水仙花数。要求从键盘上输入一个三位数，判断该数是否是一个水仙花数。程序设计实例1水仙花数【算法】设变量x存储一个三位数，变量x1、x2和x3分别存储x的个位、十位和百位数

13、字，算法如下：【想法】首先将这个三位数的个位、十位和百位分离出来，然后判断各位数字的立方和是否等于该数。【程序】首先用变量x接收从键盘输入的三位正整数，分离出个位、十位和百位数字，再用if语句实现判断，程序如下：#include int main()int x,x1,x2,x3,y;printf(请输入一个三位整数：);scanf(%d,&x);x1=x%10;y=x/10;x2=y%10;x3=y/10;if(x1*x1*x1+x2*x2*x2+x3*x3*x3=x)printf(%d是水仙花数n,x);else printf(%d不是水仙花数n,x);return 0;程序设计实例1水仙花

14、数 1.为变量yy和mm赋值；2.根据mm确定天数，有下列三种情况：（1）mm是1、3、5、7、8、10、12，则days=31;（2）mm是4、6、9、11，则days=30;（3）mm是2，若yy年不是闰年，则days=28;否则days=29;3.输出days;【问题】输入某年某月，确定该月有多少天。【算法】设变量days表示某年某月的天数，算法如下：【想法】设变量yy、mm表示某年某月，根据月份确定天数，需要判断闰年的情况。程序设计实例2某年某月的某一天【程序】用switch语句为某月的天数days赋值，注意多个case子句可以共用一段程序。程序如下：#include int main

15、()int yy,mm,days;printf(请输入日期（年 月）：);scanf(%d%d,&yy,&mm);switch(mm)case 1:case 3:case 5:case 7:case 8:case 10:case 12:days=31;break;case 4:case 6:case 9:case 11:days=30;break;case 2:if(yy%4=0&yy%100!=0)|(yy%400=0)days=29;else days=28;break;printf(%d年%d月有%d天n,yy,mm,days);return 0;程序设计实例2某年某月的某一天【引例5.

16、3】偶数和【问题】计算100以内所有偶数的和。【想法】设变量sum作为累加器，依次将2、4、100累加到sum中。【算法】将变量sum初始化为0，循环变量i的初值为2、终值为100、步长为2，重复执行加法操作，算法如下：1.初始化累加器sum=0；2.循环变量i从2100重复执行下述操作：2.1 sum=sum+i；2.2 i=i+2；3.输出sum；【程序】循环变量具有确定的初值、终值和循环步长，用for循环实现。程序如下：#include int main()int sum=0,i;/*sum存储累加和，i是循环变量*/for(i=2;i=100;i=i+2)sum=sum+i;print

17、f(100之内所有偶数的和为：%dn,sum);return 0;【引例5.3】偶数和程序中涉及到新的语法？当型循环结构，一般由while语句实现，因此，也称while循环。【语法】while语句的一般形式如下：【语义】计算表达式的值；当表达式的值为真时执行语句（循环体）；重新计算表达式的值，决定是否再次执行循环体；当表达式的值为假时结束循环，执行while语句的下一条语句。while(表达式表达式)语句语句循环体循环体循环条件循环条件必须有括号必须有括号表达式表达式 语句语句TF5.3 循环结构当型循环结构例5.7 计算n!。【想法】由数学知识可知，n!=nn-121，设变量result保存

18、计算结果，首先将变量result初始化为1，然后将result乘以1再存入变量result、将result乘以2再存入变量result、，直至将result乘以n再存入变量result，则result的值即为n!。step1:初始化阶乘结果初始化阶乘结果result=1;step2:循环变量循环变量i从从1n，重复执行下述操作：，重复执行下述操作：step2.1:result=result*i；step2.2:i+；step3:输出输出result；5.3 循环结构当型循环结构【算法】设变量result保存阶乘结果，i 表示乘数。算法如下：两个注意：1.循环变量一定要初始化，否则程序的运行结果

19、可能不确定；2.循环体中一定要有改变循环变量的语句（循环变量的修正），否则可能出现死循环。【程序】用while循环实现，语句如下：result=1;i=1;/*result为阶乘结果，为阶乘结果，i为循环变量为循环变量*/while(i=n)/*当当i小于等于小于等于n时执行循环时执行循环*/result=result*i;/*将将result乘以乘以i再存入变量再存入变量result*/i+;/*循环变量增循环变量增1*/5.3 循环结构例5.7 计算n!。当型循环结构 直到型循环结构由do-while语句实现，也称do-while循环。【语法】do-while语句的一般形式如下：【语义】执

20、行语句（即循环体）；计算表达式的值，当表达式的值为真时再次执行语句，当表达式的值为假时结束循环，顺序执行do-while语句的下一条语句。do 语句语句while(表达式表达式);循环体循环体循环条件，括号不能省略循环条件，括号不能省略一定要有分号一定要有分号表达式表达式语句语句TF5.3 循环结构直到型循环结构例5.8 计算n!。【程序】用do-while循环实现，语句如下：result=1;i=1；/*result为阶乘结果，为阶乘结果，i为循环变量为循环变量1*/do /*至少执行一次循环体至少执行一次循环体*/result=result*i;i+;/*循环变量增循环变量增1*/whil

21、e(i=n);使用while和do-while循环需要考虑以下三个问题：（1）循环的条件是什么？（2）重复做什么操作？（3）循环体至少执行一次吗？5.3 循环结构直到型循环结构 计数型循环结构由for语句实现，因此，也称for循环。【语法】for语句的一般形式如下：【语义】计算表达式1的值；判断表达式2是否成立，如果成立则执行语句（即循环体），如果不成立则退出循环；计算表达式3的值；判断表达式2是否成立，以决定是否再次执行循环体。for(表达式表达式1;表达式表达式2;表达式表达式3)语句语句循环体循环体循环条件循环条件循环的初值循环的初值循环变量的修正循环变量的修正由括号括起由括号括起，由由

22、分号分隔分号分隔表达式表达式2 语句语句TF 计算表达式计算表达式1 计算表达式计算表达式35.3 循环结构计数型循环结构例5.9 计算n!。【程序】用for循环实现，语句如下：for(result=1,i=1;i=n;i+)/*表达式表达式1为逗号表达式为逗号表达式*/result=result*i;使用for循环需要考虑以下四个问题：（1）循环的起点（从哪开始）是什么？（2）循环的终点（到哪结束）是什么？（3）每次循环的步长是多大？（4）重复做什么操作？5.3 循环结构计数型循环结构i=0;for(;i n;i+)/省略表达式省略表达式1，可以在，可以在for循环外面为循环变量赋初值循环外

23、面为循环变量赋初值 for(i=0;i+)/省略表达式省略表达式2，可以在循环体测试循环条件，可以在循环体测试循环条件 if(i n)break;for(i=0;i n;)/省略表达式省略表达式3，可以在循环体内改变循环变量，可以在循环体内改变循环变量 i+;5.3 循环结构计数型循环结构表达式1、表达式2和表达式3均可以省略，但是分号不能省略。同一个问题，往往既可以用当型循环，也可以用直到型循环或计数型循环，但在实际应用中，应根据具体情况选用不同的循环结构，选用的一般原则是：1.如果循环次数在执行循环体之前就已确定，一般选用计数型循环；如果循环次数由循环体的执行情况确定，一般选用当型循环或直

24、到型循环。2.如果循环体至少执行一次，可以选用当型循环也可以选用直到型循环，如果循环体有可能一次也不执行，则选用当型循环。5.3 循环结构三种循环结构之间的比较熟练掌握至少一种循环结构！【问题】计算整数中所含数字的位数。step1:初始化位数初始化位数digits=0；step2:重复执行下述操作，直到重复执行下述操作，直到x等于等于0：step2.1:digits+；step2.2:x=x/10；step3:输出输出digits；程序设计实例1整数的位数【算法】设变量x表示整数，digits存储整数x的位数，算法如下：【想法】将整数反复除以10，直到商为0，执行除法的次数就是该整数所含数字的

25、位数。例如：285/10=28，28/10=2，2/10=0，共执行3次除法，则285包含3位数字。用用while循环实现循环实现 int x,digits=1;x=x/10;while(x!=0)digits+;x=x/10;【程序】由于整数至少含有一位数字，显然选用直到型循环更合适。程序如下：#include int main()int x,digits=0;/*digits存储整数x的位数*/printf(请输入一个整数：);scanf(%d,&x);do digits+;/*位数增加1位*/x=x/10;/*将x缩小10倍*/while(x!=0);/*当x不等于0时执行循环*/pri

26、ntf(有%d位数字n,digits);return 0;程序设计实例1整数的位数【问题】辗转相除法求两个自然数 m 和 n 的最大公约数。除数除数m 被除数被除数 n 余数余数r 35 25 10 25 10 5 10 5 0 step1:r=m%n;step2:当当r!=0时，重复执行下述操作：时，重复执行下述操作：step2.1:m=n;step2.2:n=r;step2.3:r=m%n;step3:输出输出n;程序设计实例2欧几里得算法【算法】算法如下：【想法】将m和n辗转相除直到余数为0。例如，m=35，n=25，m除以n的余数用 r表示，计算过程如下：【程序】首先用变量m和n接收从

27、键盘输入的两个整数，然后用while循环实现辗转相除。程序如下：#include int main()int m,n,r;printf(请输入两个正整数：);scanf(%d%d,&m,&n);r=m%n;while(r!=0)/*当余数r不等于0时执行循环*/m=n;n=r;r=m%n;printf(这两个整数的最大公约数是：%dn,n);return 0;程序设计实例2欧几里得算法如果循环结构中的语句又是一个循环语句，则构成循环结构的嵌套。合法的嵌套循环形式如下：内层循环内层循环 内层循环内层循环外层循环外层循环5.3 循环结构循环结构的嵌套例5.13 打印九九乘法表。解：九九乘法表需要一

28、行一行地打印，共打印9行，打印第i行时需要打印i列。程序需要两层嵌套的循环，外层循环变量为i，其变化范围为1,9，内层循环变量为j，其变化范围为1,i。for(i=1;i=9;i+)/*打印第打印第i行行*/for(j=1;j=i;j+)/*打印第打印第j列列*/printf(%d%d=%2d ,j,i,i*j);/*列号在前，占列号在前，占2个宽度个宽度*/printf(n);/*第第i行打印完毕，换行行打印完毕，换行*/5.3 循环结构循环结构的嵌套for(i=1;i=9;i+)for(j=1;j=i;j+)printf(%d%d=%2d ,j,i,i*j);printf(n);5.3 循

29、环结构【问题】已知公鸡5元一只，母鸡3元一只，小鸡1元三只，用100元钱买100只鸡，问公鸡、母鸡、小鸡各多少只？x+y+z=1005x+3y+z/3=1000 x 200 y 330 z 100程序设计实例3百元买百鸡问题【想法】设公鸡、母鸡和小鸡的个数为x、y、z，则有如下方程组成立：注意到方程组可能有多个解，则需要输出所有满足条件的解。【算法】设变量x表示公鸡的个数，y表示母鸡的个数，z表示小鸡的个数，count表示解的个数，算法如下：step1:初始化解的个数初始化解的个数count=0；step2:循环变量循环变量x从从020循环执行下述操作：循环执行下述操作：step2.1:循环变

30、量循环变量y从从033循环执行下述操作：循环执行下述操作：step2.1.1:z=100 x y；step2.1.2:如果如果5*x+3*y+z/3等于等于100，则，则count+；输出输出x、y和和z的值；的值；step2.1.3:y+；step2.2:x+；step3:如果如果count等于等于0，则输出无解信息，则输出无解信息;程序设计实例3百元买百鸡问题【问题】对给定的整数x，判定是否是素数。step1:循环变量循环变量i从从2x-1，循环执行下述操作：，循环执行下述操作：step1.1:如果如果 x%i等于等于0，则说明，则说明x不是素数，跳出循环；不是素数，跳出循环；step1.

31、2:i+；step2:如果提前跳出循环，则如果提前跳出循环，则x不是素数；否则不是素数；否则x是素数；是素数；【引例5.4】素数判定【算法】设变量x存储需要判定的整数，算法如下：【想法】素数除了1和其自身外没有其他因子。将整数x除以2x-1，如果能整除，则x不是素数。【程序】用变量x接收从键盘输入的整数，然后用for循环进行拭除，程序如下：#include int main()int x,i;printf(请输入一个整数：);scanf(%d,&x);for(i=2;i x;i+)/*从2开始试除，一直试到x 1*/if(x%i=0)/*能够整除，不是素数，跳出循环*/break;if(i x

32、)/*如果是提前跳出循环*/printf(%d不是素数n,x);else printf(%d是素数n,x);return 0;【引例5.4】素数判定程序中涉及到新的语法？break语句用于跳出switch语句和循环语句，【语法】break语句一般与if语句配合使用，其一般形式如下：【语义】如果条件表达式成立，则跳出循环语句，执行循环语句的下一条语句。循环语句循环语句 if(条件表达式条件表达式)break;5.4 其他控制语句break语句例5.14 从键盘上输入10个整数，判断是否含有负数。for(flag=0,i=1;i=10;i+)/*已知循环次数，用已知循环次数，用for循环循环*/s

33、canf(%d,&x);if(x 0)/*接收到负数接收到负数*/flag=1;break;/*没有必要接收其他数据，跳出循环没有必要接收其他数据，跳出循环*/if(flag=1)printf(输入的整数中有负数输入的整数中有负数n);else printf(输入的整数中没有负数输入的整数中没有负数n);解：依次读取从键盘上输入的整数并进行判断，当输入负整数时，没有必要继续读入数据，执行break语句跳出循环。设变量flag表示中间退出循环的标志，语句如下：5.4 其他控制语句break语句 continue语句只是结束本次循环的执行，但没有跳出循环。【语法】continue语句一般与if语句配合使用，其一般形式如下：【语义】如果条件表达式成立，则结束本次循环，重新开始新一轮的循环。循环语句循环语句 if(条件表达式条件表达式)continue;5.4 其他控制语句continue语句例5