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C语言循环控制语句
文章来源:互联网

循环控制结构(又称重复结构)是程序中的另一个基本结构。在实际问题中,常常需要进行大量的重复处理,循环结构可以使我们只写很少的语句,而让计算机反复执行,从而完成大量类同的计算。
C语言提供了while语句、do...while语句和for语句实现循环结构。
3.4.1while语句
while语句是当型循环控制语句,一般形式为:
while<表达式>语句;
语句部分称为循环体,当需要执行多条语句时,应使用复合语句。
while语句的流程图见图3-8,其特点是先判断,后执行,若条件不成立,有可能一次也不执行。

[例3-11]求n!
分析:n!=n*(n-1)*(n-2)*..2*1,0!=1。即S0=1,Sn=Sn-1*n。可以从S0开始,依次求出S1、S2、...Sn。
统一令S等于阶乘值,S的初值为0!=1;变量i为计数器,i从1变到n,每一步令S=S*i,
则最终S中的值就是n!。
流程图见图3-9,程序如下:


考察图3-9中循环部分的流程图可以看出,在循环前各变量应有合适的值(s=1),另外,控制循环结束的变量(此处为i)必须在循环体中被改变,否则,循环将无限进行下去,成为死循环。


本题中,将多项式的每一项用t表示,s代表符号,在每一次循环中,只要改变s、n的值,就可求出每一项t。
一般情况下,while型循环最适合于这种情况:知道控制循环的条件为某个逻辑表达式的
值,而且该表达式的值会在循环中被改变,如同例3-12的情况一样。
3.4.2do...while语句
在C语句中,直到型循环的语句是do...while,它的一般形式为:
do语句while<表达式>
其中语句通常为复合语句,称为循环体。
do...while语句的流程图见图3-10,其基本特点是:先执行后判断,因此,循环体至少被执行一次。
但需要注意的是,do...while与标准的直到型循环有一个极为重要的区别,直到型循环是当条件为真时结束循环,而do...while语句恰恰相反,当条件为真时循环,一旦条件为假,立即结束循环,请注意do...while语句的这一特点。
例[3-13]计算sin(x)=x-x3/3!+x5/5!-x7/7!+...
直到最后一项的绝对值小于1e-7时为止。
分析:这道题使用递推方法来做。
让多项式的每一项与一个变量n对应,n的值依次为1,3,5,7,...,从多项式的前一项
算后一项,只需将前一项乘一个因子:
(-x2)/((n-1)*n)
用s表示多项式的值,用t表示每一项的值,程序如下:

#include <math.h>
# include <stdio.h>
m a i n ( )
{
double s,t,x ;
int n ;
printf("please input x :");
scanf("%lf",&x);
t=x;
n=1;
s=x;
do
{
n=n+2;
t=t*(-x*x)/((float)(n)-1)/(float)(n);
s=s+t;
}while(fabs(t)>=1e-7);
printf("sin(%f)=%lf,"x,s);
}
运行结果如下:
RUN¿
pleaseinputx:1.5753¿
sin(1.575300)=0.999990
RUN¿
pleaseinputx:-0.65¿
sin(-0.650000)=-0.605186
3.4.3for语句
for语句是循环控制结构中使用最广泛的一种循环控制语句,特别适合已知循环次数的情
况。它的一般形式为:
for(<表达式1>;<表达式2>;<表达式3>)语句
for语句很好地体现了正确表达循环结构应注意的三个问题:
1)控制变量的初始化。
2)循环的条件。
3)循环控制变量的更新。
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。
语句:循环体,当有多条语句时,必须使用复合语句。
for循环的流程图如图3-11,其执行过程如下:
首先计算表达式1,然后计算表达式2,若表达式2为真,则执行循环体;否则,退出for循环,执行for循环后的语句。如果执行了循环体,则循环体每执行一次,都计算表达式3,然后重新计算表达式2,依此循环,直至表达式2的值为假,退出循环。
[例3-14]计算自然数1到n的平方和。

# include <stdio.h>
# include <math.h>
main ( )
{
int i;
float s;
printf("please input n :");
scanf("%d",&n);
s=0.0;
for(i=1;i<=n;i++)
s=s+(float)(i)*(float)(i);
printf("1*1+2*2+...+%d*%d=%f\,nn",n,s);
}
运行结果如下:
RUN
please input n:5
1*1+2*2+...+5*5=55.000000
for语句的几种格式
for语句的三个表达式都是可以省略的,但分号“;”绝对不能省略。
a.for(;;)语句;
这是一个死循环,一般用条件表达式加break语句在循环体内适当位置,一旦条件满足时,
用break语句跳出for循环。
例如,在编制菜单控制程序时,可以如下:
for(;;)
{
printf("please input choice(Q=Exit):");显/*示菜单语句块:*/
scanf("%c",&ch);
if(ch=='Q')or(ch=='q')break;语/*句段*/
}
b.for(;表达式2;表达式3)
使用条件是:循环控制变量的初值不是已知常量,而是在前面通过计算得到,例如:
i=m-n;
⋯⋯
for(;i<k;i++)语句;
c.for(表达式1;表达式2;)语句
一般当循环控制变量非规则变化,而且循环体中有更新控制变量的语句时使用。
例如:
for(i=1;i<=100;)
{
⋯⋯
i=i*2+1;
⋯⋯
}
d.for(i=1,j=n;i<j;i++,j--)语句;
在for语句中,表达式1、表达式3都可以有一项或多项,如本例中,表达式1同时为i和j赋
初值,表达式3同时改变i和j的值。当有不止一项时,各项之间用逗号“,”分隔。
另外,C语言还允许在循环体内改变循环变量的值,这在某些程序的设计中是很有用的。
到此,我们已经学习了C语言中三种循环控制语句while、do...while和for语句,下面再讨论两个问题:
三种语句的选用
同一个问题,往往既可以用while语句解决,也可以用do...while或者for语句来解决,但在
实际应用中,应根据具体情况来选用不同的循环语句,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,一般用for语句;如果循环次数是由循环体
的执行情况确定的,一般用while语句或者do...while语句。
2)当循环体至少执行一次时,用do...while语句,反之,如果循环体可能一次也不执行,
选用while语句。
循环的嵌套
一个循环的循环体中有另一个循环叫循环嵌套。这种嵌套过程可以有很多重。一个循环
外面仅包围一层循环叫二重循环;一个循环外面包围两层循环叫三重循环;一个循环外面包
围多层循环叫多重循环。
三种循环语句for、while、do...while可以互相嵌套自由组合。但要注意的是,各循环必须
完整,相互之间绝不允许交叉。如下面这种形式是不允许的:
do
{
for(;;)
{
......
}while();
}
[例3-15]打印8行7列的星形矩阵。
流程图见图3-12,程序如下:

#include<stdio.h>
main()
{
inti,j;
for(i=0;i<8,i++)/*控制行*/
{
for(j=0;j<7>;j++)/*控制列*/
printf("*");
printf("\n");/*换行*/
}
}
打印结果如下:
RUN
*******
*******
*******
*******
*******
*******
*******
*******
将程序中for(j=0;j<7;j++)改为for(j=0;j<i;j++),用行数来控制每行星号的多少,就可以
打印三角形。
3.4.4break与continue语句
有时,我们需要在循环体中提前跳出循环,或者在满足某种条件下,不执行循环中剩下
的语句而立即从头开始新的一轮循环,这时就要用到break和continue语句。
1.break语句
在前面学习switch语句时,我们已经接触到break语句,在case子句执行完后,通过break
语句使控制立即跳出switch结构。在循环语句中,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语句。
[例3-16]打印半径为1到10的圆的面积,若面积超过100,则不予打印。
#include<stdio.h>
main()
{
intr;
float area;
for(r=1;r<=10;r++)
{
area=3.141593*r*r;
if(area>100.0)
break;
printf("square=%f\n",area);
}
printf("nowr=%d\n",r);
}运行程序:
RUN
square=3.141593
square=12.566373
square=28.274338
square=50.265488
square=78.539825
nowr=6
当break处于嵌套结构中时,它将只跳出最内层结构,而对外层结构无影响。
2.continue语句
continue语句只能用于循环结构中,一旦执行了continue语句,程序就跳过循环体中位于
该语句后的所有语句,提前结束本次循环周期并开始新一轮循环。
[例3-17]计算半径为1到15的圆的面积,仅打印出超过50的圆面积。
#include<stdio.h>
main()
{
int r;
float area;
for(r=1;r<=5;r++)
{
area=3.141593*r*r;
if(area<50.0)
continue;
printf("square=%f",area);
}
}
结果为:
RUN
square=50.265488
square=78.539825
同break一样,continue语句也仅仅影响该语句本身所处的循环层,而对外层循环没有影
响。
3.4.5程序应用举例
[例3-18]验证哥德巴赫猜想:任一充分大的偶数,可以用两个素数之和表示,例如:
4=2+2
6=3+3
......
98=19+79
哥德巴赫猜想是世界著名的数学难题,至今未能在理论上得到证明,自从计算机出现后,人们就开始用计算机去尝试解各种各样的数学难题,包括费马大定理、四色问题、哥德巴赫猜想等,虽然计算机无法从理论上严密地证明它们,而只能在很有限的范围内对其进行检验,但也不失其意义。费马大定理已于1994年得到证明,而哥德巴赫猜想这枚数学王冠上的宝石,至今无人能及。
分析:我们先不考虑怎样判断一个数是否为素数,而从整体上对这个问题进行考虑,可
以这样做:读入一个偶数n,将它分成p和q,使n=p+q。怎样分呢?可以令p从2开始,每次加1,而令q=n-p,如果p、q均为素数,则正为所求,否则令p=p+q再试。
其基本算法如下:
1)读入大于3的偶数n。
2)P=1
3)do{
4)p=p+1;q=n-p;
5)p是素数吗?
6)q是素数吗?
7)}whilep、q有一个不是素数。
8)输出n=p+q。
为了判明p、q是否是素数,我们设置两个标志量flag p和flag q,初始值为0,若p是素数,
令flag p=1,若q是素数,令flag q=1,于是第7步变成:
7)}while(flag p*flag q==0);
再来分析第5、第6步,怎样判断一个数是不是素数呢?
素数就是除了1和它自身外,不能被任何数整除的整数,由定义可知:
2、3、5、7、11、13、17、19等是素数;
1、4、6、8、9、10、12、14等不是素数;
要判断i是否是素数,最简单的办法是用2、3、4、⋯⋯i-1这些数依次去除i,看能否除尽,
若被其中之一除尽,则i不是素数,反之,i是素数。
但其实,没必要用那么多的数去除,实际上,用反证法很容易证明,如果小于等于i的平
方根的数都除不尽,则i必是素数。于是,上述算法中的第5步、第6步可以细化为:
第5)步p是素数吗?
flag p=1;
for(j=2;j<=[sqrt(p)];j++)
ifp除以j的余数=0
{flag p=0;
break;}
第6)步q是素数吗?
flag q=1;
for(j=2;j<=[sqrt(q)];j++)
ifq除以j的余数=0
{flag q=0;
break;}
程序如下:
#include<math.h>
#include<stdio.h>
main()
{
intj,n,p,q,flag p,flag q;
printf("please input n:");
scanf("%d",&n);
if(((n%2)!=0)||(n<=4))
printf("inputdataerror!\n");
else
{
p=1;
do{
p=p+1;
q=n-p;
flag p=1;
for(j=2;j<=(int)(floor(sqrt((double)(p))));j++)
{
if((p%j)==0)
{
flag p=0;
break;
}
}
flag q=1;
for(j=2;j<=(int)(floor(sqrt((double)(q))));j++)
{
if((q%j)==0)
{
flag q=0;
break;
}
}
}while(flag p*flag q==0);
printf("%d=%d+%d\n,"n,p,q);
}
}
程序运行结果如下:
RUN¿
please input n:8
8=3+5
RUN
please input n:98
98=19+79
RUN
please input n:9
input data error!

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