文章目录
- 一、循环结构
-
- (一)循环的概念
- (二)循环的类型
- (三)循环的构成
- (四)当型循环的实现
- (五)for...
- (七)循环实现的三要素
- (八)直到型循环的实现
- [(九) 循环的嵌套](#(九) 循环的嵌套)
- (十)循环结构的典型应用场景
- 二、基础算法模型
- 三、break和continue
- 四、补充
一、循环结构
(一)循环的概念
代码的重复执行,就叫做循环。
(二)循环的类型
1.无限循环:程序设计中尽量避免无限循环。(程序中的无限循环必须可控)
2.有限循环:循环限定循环次数或者循环的条件
(三)循环的构成
1.循环体:需要重复执行的操作
2.循环的结束条件: 循环在什么情况下停止进行
(四)当型循环的实现
while
语法:
c
while(循环条件)
{
循环语句;
}
说明:
1.循环条件的返回值必须是布尔类型,在C语言中,布尔类型为真使用非0
来表示,布尔类型为假使用0
表示。
2.{} 包起来的内容整体称之为为循环体
。
3.我们要在循环体
中控制循环条件
的变化,否则会产生死循环。
执行过程:
特点:
先判断,后执行,循环体语句有可能一次都不执行。
案例1:计算1~100的和
c
/*
需求:while循环案例:如何编程来计算1 + 2 + 3 + ... + 100?
*/
#include <stdio.h>
int main(void)
{
// 定义一个变量,保存累加和
int sum = 0;
// 定义一个循环变量
int i = 1;
while(i <= 100) // 循环条件,这里可以有关系表达式、逻辑表达式,表达式运算结果是boolean(1,0)
{
// 累加计算
// sum = sum + i;
sum += i;
// 给循环变量赋值,用来影响循环条件
i++;
}
printf("1~100的累加和是:%d\n",sum);
return 0;
}
案例2:计算1~100之间的偶数和
c
/*
需求:while循环案例-计算1~100之间的偶数和,也就是2+4+6+8+..+100的累加和
*/
#include <stdio.h>
int main()
{
// 创建一个变量,用来存放累加和
int sum = 0;
// 创建循环变量,初始值2
int i = 2;
while(i <= 100)
{
// 排除奇数
if( i % 2 == 0) // 表示能被2整除,说名这个数是偶数
{
sum += i;
}
i++;// 改变循环变量的值,此时一定要注意这句代码的位置
}
printf("1~100之间的偶数的累加和是:%d\n",sum);
return 0;
}
死循环
c
while(1) // 我们会在死循环进行必要的限制 1
(五)for...
语法:
c
for(①表达式1;②表达式2;③表达式3)
{
④循环体语句;
}
说明:
1.()
中可以只保留两个分号,举例:( ; ; )
2.① 是循环变量,我们需要赋初值,循环变量可以是列表,多个循环变量使用逗号分隔,举例:int i=0,j=0
3.② 是循环条件,用来限制循环的次数,循环条件支持关系表达式,如果加入逻辑表达式,会变成复合表达式,举例:i < 10 && j < 10
4.③ 改变循环条件,支持列表,这里可以使用赋值表达式,举例:i++,j++
5.执行顺序:①②④③ --> ②④③ --> ②④③ ... --> ②,这里①只执行1次。
执行过程:
特点:
先判断,后执行,循环体语句有可能一次都不执行。
案例1:
c
/**
* 需求:for循环案例-求1~100之间的偶数和
*/
#include <stdio.h>
// while实现
void while_test()
{
int sum = 0;
int i = 1;
while(i <= 100)
{
if(i % 2 == 0)
{
sum += i;
}
i++;
}
printf("while实现:1~100之间的偶数和:%d\n",sum);
}
// for实现
void for_test()
{
int sum = 0;
for(int i = 1;i <= 100;i++) // 死循环表示:while(1)、for(;;)
{
if(i % 2 == 0)
{
sum += i;
}
}
printf("for实现:1~100之间的偶数和:%d\n",sum);
}
int main()
{
while_test();
for_test();
return 0;
}
案例2:
c
/*
需求:for案例-用户可通过键盘录入一个整数n,用来作为阶乘的最高位数
*/
#include <stdio.h>
#include <math.h>
int main()
{
int n = 1;// 接受控制台输入,作为阶乘最高位
int r = 1;// 用来接收计算结果
printf("请输入一个整数:\n");
scanf("%d",&n);
// 循环实现阶乘
for(int i = 1;i <= fabs(n);i++)
{
r *= i;
}
printf("1~%d之间的阶乘的结果是:%d\n",n,r);
return 0;
}
总结
1.for语句使用语法规则上,降低/避免因为忘记循环条件更新操作,而引起的产生无限循环的几率。
2.应用场合:for语句往往应用于循环次数事先可以确定的场景。
死循环
c
for(表达式1;;表达式3);
for(;;);
(七)循环实现的三要素
1.循环变量初始化
2.循环条件
3.循环变量更新
案例1:
c
/*
需求:for案例-求Fibonacci数列前40个数。
*/
#include <stdio.h>
int main()
{
int f1 = 1;// 前一个数,默认是1,因为第1个是1
int f2 = 1;// 后一个数,默认是1,因为第2个是1
int i = 1;// 循环变量
for(;i <= 20;i++) //一次打印两个数,循环20次
{
printf("%12d%12d",f1,f2);
// 一行显示两个数,每两个换一行
if(i % 2 == 0)
{
printf("\n");
}
f1 = f1 + f2; // f1 = 2 = 1+1
f2 = f2 + f1; // f2 = 3 = 1+2
}
return 0;
}
(八)直到型循环的实现
do...while
语法:
c
do
{
循环体;
} while(循环条件);
说明:
1.循环条件的返回值必须是布尔类型,在C语言中,布尔类型为真使用非0
来表示,布尔类型为假使用0
表示。
2.{} 包起来的内容整体称之为为 循环体 。
3.我们要在循环体
中控制循环条件
的变化,否则会产生死循环。
执行过程:
特点:
先执行,后判断,循环体语句至少执行一次。
案例:
c
/*
需求:do..while案例:求1~100之间奇数的累加和
*/
#include <stdio.h>
int main()
{
// 创建一个变量,用来存储累加和
int sum = 0;
// 创建循环变量,默认值1
int i = 1;
do
{
// 判断i是否是奇数
if(i % 2 != 0)
{
sum += i;
}
i++;// 改变循环变量的值
}while(i <= 100);
printf("1~100之间奇数的累加和是:%d\n",sum);
return 0;
}
goto
语法:
c
goto 标签(label);
标签:标明目标代码的位置,是一个不加""的字符串。
案例:
c
// 需求:求1~100之内的累加和
int main()
{
int sum = 0;
int i = 1;
loop: // 自己定义的 标签
sum += i;
i++;
if(i <= 100)
{
goto loop;
}
printf("1~100之内的累加和是:%d\n",sum);
return 0;
}
注意: goto只能在同一个函数中跳转,goto会破坏掉代码的结构,同时会降低代码可读性。在企业开发中, 不建议使用。
(九) 循环的嵌套
3种循环(while、do......while、for)可以互相嵌套。在前一个循环结构的内部又存在一个完整的循环
结构,如:
案例:
c
/**
* 需求:嵌套for循环案例-求100~200之间的所有素数
*/
#include <stdio.h>
int main()
{
int num = 100;// 存放100~200之间的自然数
int i = 2;// 循环变量,默认从2开始,因为自然数除以1没有意义 102,100~102, 102%100,102%101
int isPrime = 1;// 用来记录1~自身之间能整除的次数 6, 2~5, 6%2,6%3,6%4,6%5
// 第1层for循环:生成100~200之间的自然数
for(;num <= 200; num++)
{
// 默认是素数
isPrime = 1;
// 第2层循环,生成 2~自身-1的自然数,用于和自身校验,是否能够整除,如果有1个能被整除,就说明不是素数
for(i = 2; i < num -1; i++)
{
if(num % i == 0)
{
isPrime = 0;// 不是素数
}
}
if(isPrime) // 条件判断:isPrime == 1 缩写 isPrime
{
printf("%d ",num);
}
}
printf("\n");
return 0;
}
(十)循环结构的典型应用场景
1.求累和:举例:1+2+3+4+..+100的和
2.求累乘:举例:1*2*3*4*..*100的积
3.求均值:举例:(1+2+3+4+..+100) / 100的值
4.求极值:举例:12,34,55,2,66中的最大值或者最小值
5.元素遍历:常用于数组元素的遍历,比如从 [1,2,3,4,5] 获取每一个元素。数组我们后续课程讲解。
...
二、基础算法模型
(一)累加和
1.定义一个变量(sum),并赋初值为0;
2.用该变量累加(+=)每一个数据项(i)
3.当访问完每一个数据项,此时该变量的取值就是累加和的结果。
(二)累乘
1.定义一个变量,并赋初值为1;
2.用该变量累乘(*=)每一个数据项;
3.当访问完每一个数据项,此时该变量的取值就是累乘的结果。
(三)极值【知识点:数组】
1.定义一个变量,并赋初值为第一个数据项
2.从第二个数据项开始,一次性与该变量进行比较,如果大于/小于该变量,则将当前数据项的数据赋值给该变量。
3.当访问完每一个数据项,此时该变量的取值就是求极值的结果。
三、break和continue
break
功能:
1.用在switch中,用来跳出switch的case语句;如果case没有break,可能会产生case穿透。
2.用在循环中(while、do...while、for...),提前结束循环,也就是跳出整个循环。
说明:
1.break不能用于循环语句和switch语句之外的任何其它语句之中。
2.break只能终止并跳出最近一层的结构。
图示:
案例1:
c
/**
* 需求:break案例-小马哥参与一阶段分段考试,如果考试及格,就跳出循环,否则就一直考
*/
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("一阶段分段考试\n");
// 声明一个变量,用来存放考试成绩
int score = 0;
do
{
// int score = 78; // score的作用域只能作用域到{}以内
printf("小马哥开始一阶段分段考试...\n");
scanf("%d",&score);
// 考试合格,结束考试
if(score >= 60)
{
break;
}
}
while(1);
printf("恭喜小马哥考试通过!\n");
return 0;
}
案例2:
c
/**
* 需求:break案例-输出1~100以内的偶数,只输出前10个
*/
#include <stdio.h>
int main()
{
for(int i = 1,count = 1;i <= 100;i++)
{
if(i % 2 == 0)
{
if(count > 10)
{
break;
}
count++;// 注意位置:只记录偶数
printf("%d\t",i);
}
}
printf("\n");
return 0;
}
continue
功能:continue语句不会结束整个循环,而是跳过本次循环尚未执行的语句,进入下一次循环。
说明:
1.仅用于循环语句中。
2.在嵌套循环的情况下,continue语句只对包含它的最内层的循环体语句起作用。
图示:
案例:
c
/**
* 需求:continue案例-求1~100之内的偶数和
*/
#include <stdio.h>
// 不使用continue
void fun01()
{
int sum = 0;
for(int i = 1; i <= 100; i++)
{
// 判断偶数
if(i % 2 == 0)
{
sum += i;
}
}
printf("1~100之内的偶数和是:%d\n",sum);
}
// 使用continue
void fun02()
{
int sum = 0;
for(int i = 1; i <= 100; i++)
{
// 判断奇数
if(i % 2 != 0)
{
continue;// 跳出所有的奇数
}
sum += i;
}
printf("1~100之内的偶数和是:%d\n",sum);
}
int main()
{
fun01();
fun02();
}
(三)跳出多层循环
跳出多层循环是不能使用break和continue的,因为他们只能跳出单层循环,跳出多层循环,需要 我们自己定义标志位进行跳出。
案例:
c
// 定义一个标志位
int isFlag = 1;// 默认循环成立
char fu;
while(isFlag)
{
printf("第一层循环执行的内容...\n");
while(isFlag)
{
printf("第二层循环执行的内容...\n");
printf("是否跳出循环?(y/n)");
scanf("%c",&fu);
if(fu == 'Y' || fu == 'y')
{
isFlag = 0;
}
}
}
注意:如果是多层循环,进的时候是从外到内,跳出的时候是从内到外。
综合案例:猜拳游戏
案例代码:
c
/*
需求:猜拳游戏
步骤:
1. 选择对手
2. 自己出拳
3. 对手出拳
4. 双方比较
*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
// 管理变量
int isStop = 1;// 退出状态,默认是连续
char stop;// 退出游戏
int computer_no; // 玩家编号
char computer_name[6];// 玩家姓名 c语言不支持 char[6] computer_name 样的写法
int is_select_ct = 1;// 默认,选择对手操作是不重复的
int is_select_own = 1;// 默认,自己出拳操作是不重复的
int own_no; // 自己出拳的序号
char own_name[6];// 自己出拳的名称
int player_no;// 对手出拳的序号
char player_name[6];// 对手出拳的名称
// 游戏头部
printf("*******************************************\n");
printf("************ 猜拳游戏 v1.0版 **************\n");
printf("*******************************************\n");
while(isStop)
{
// 选择对手
while(is_select_ct)
{
printf("请选择您的对战玩家:\n[1].李白 [2].唐三 [3].萧炎\n");
scanf("%d",&computer_no);
switch(computer_no)
{
case 1:
// c语言中,对char数组直接赋值
strcpy(computer_name,"李白");
is_select_ct = 0;
break;
case 2:
strcpy(computer_name,"唐三");
is_select_ct = 0;
break;
case 3:
strcpy(computer_name,"萧炎");
is_select_ct = 0;
break;
default:
strcpy(computer_name,"无效玩家");
is_select_ct = 1;
}
printf("您选择的对手是:%s\n",computer_name);
}
// 自己出拳
while(is_select_own)
{
printf("\n请选择您出拳方式:\n[1].石头 [2].剪刀 [3].布\n");
scanf("%d",&own_no);
switch(own_no)
{
case 1:
// c语言中,对char数组直接赋值
strcpy(own_name,"石头");
is_select_own = 0;
break;
case 2:
strcpy(own_name,"剪刀");
is_select_own = 0;
break;
case 3:
strcpy(own_name,"布");
is_select_own = 0;
break;
default:
strcpy(own_name,"无效的出拳");
is_select_own = 1;
}
printf("您的出拳方式是:%s\n",own_name);
}
// 对手出拳(随机生成0~2)
srand((unsigned)time(NULL));// 以时间作为随机种子
// 随机生成对手出拳的序号(0~2)
player_no = rand()%3+1;
switch(player_no)
{
case 1:
// c语言中,对char数组直接赋值
strcpy(player_name,"石头");
break;
case 2:
strcpy(player_name,"剪刀");
break;
case 3:
strcpy(player_name,"布");
break;
}
printf("\n%s的出拳方式是:%s\n",computer_name,player_name);
// 双方比较
if((own_no == 1 && player_no == 2)||(own_no == 2 && player_no == 3)||(own_no == 3 &&
player_no == 1))
{
printf("\n恭喜,您获胜!\n");
}
else if(own_no == player_no)
{
printf("\n平局!\n");
}
else
{
printf("\n很遗憾,您输了!\n");
}
// 退出游戏
printf("\n是否退出游戏?[Y/N]\n");
getchar();// 消除回车
scanf("%c",&stop);
if(stop == 'Y' || stop == 'y')
{
is_select_ct = 0;// 默认,选择对手操作是不重复的
is_select_own = 0;// 默认,自己出拳操作是不重复的
isStop = 0;
printf("\n游戏结束!\n");
}
else
{
// 还原状态
is_select_ct = 1;// 默认,选择对手操作是不重复的
is_select_own = 1;// 默认,自己出拳操作是不重复的
isStop = 1;
}
}
return 0;
}
四、补充
什么是素数
素数也被称作质数,只能被1和自身整除的数就叫做素数。