项目3项目菜单的选择执行课件

《项目3项目菜单的选择执行课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《项目3项目菜单的选择执行课件（81页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,,​,‹#›,,项目3,,,​,项目3​,1,,技能目标,会画程序的流程图或N-S结构图,会用if-else实现分支结构和多分支结构的程序设计,会用条件运算符进行分支结构的程序设计,会用switch语句实现多分支结构的程序设计,会用for语句、while语句、do-while语句进行循环结构程序设计,会用break语句和continue语句,,​,技能目标会画程序的流程图或N-S结构图​,2,,知识目标,掌握if-else语句的用法,掌握条件运算符的使用,掌握switch语句的用法,掌握for语句、while语句和do-while语句的使用,

2、掌握循环的签套使用,掌握break和continue语句的使用,,​,知识目标掌握if-else语句的用法​,3,,项目任务与解析,本项目实现班级学生成绩管理系统中用if语句实现菜单的选择执行、用switch语句实现菜单的选择执行、用循环语句实现主菜单的选择执行。,本项目包含下面几个任务：,任务4：用if语句实现菜单的选择执行, 任务5：用switch语句实现菜单的选择执行, 任务6：用循环语句实现主菜单的选择执行,,,​,项目任务与解析本项目实现班级学生成绩管理系统中用if语句实现,4,,,主要内容,3.1 任务4：用if语句实现菜单的选择执行,3.2 必备知识与理论,3.3

3、 扩展知识与理论,3.4 任务5：用switch语句实现菜单的选择执行,3.5 必备知识与理论,3.6 扩展知识与理论,3.7 任务6：用循环语句实现菜单的选择执行,3.8 必备知识与理论,3.9 扩展知识与理论,,,​,主要内容3.1 任务4：用if语句实现菜单的选择执行​,5,3.1,任务4：用if语句实现菜单的选择执行,1. 问题描述,对显示的菜单，选择要执行的菜单序号，并显示要执行的菜单名。,2. 具体实现,P41程序,3. 知识分析,在多数情况下顺序结构的程序是很少的，一般还包括分支和循环结构。分支结构还包括if-else结构和switch结构。我们首先来学习分支结构，在学习分支结构

4、前了解一些算法的概念，关系运算符和逻辑运算符的使用。,,,​,3.1 任务4：用if语句实现菜单的选择执行1. 问题描述​,6,3.2,必备知识与理论,3.2.1 算法的概念,1.算法,算法就是程序处理问题的步骤与方法。,,1976年瑞士计算机科学家Niklaus Wirth提出了一个著名的公式：,算法 + 数据结构 = 程序,,​,3.2必备知识与理论3.2.1 算法的概念​,7,2. 算法的特性,简单地说，算法就是进行操作的方法和操作步骤。例如，菜谱实际上是做菜肴的算法，乐谱实际上是演奏的算法，计算机程序是用某种程序设计语言描述的解题算法。通常认为算法有如下一些性质：,（1）有穷性,一个算

5、法要在有限的步骤内解决问题(这里所说的步骤是指计算机执行步骤)。计算机程序不能无限地运行下去(甚至不能长时间地运行下去)，所以一个无限执行的方法不能成为程序设计中的“算法”。,（2）确定性,确定性具有两重意义：一是所描述的操作应当具有明确的意义，不应当有歧义性。例如，不能发出这样的操作指令：“执行一个算术操作”。因为它既没有指出算术操作的类型，也没有指出操作数。,确定性的另一重意义：,· 操作作序列只有一个初始动作，序列中每一动作仅有一个后继动作；,· 序列终止表示问题得到解答或问题没有解答，不能没有任何结论。,,​,2. 算法的特性​,8,,（3）有零个或多个输入,输入就是从外界取得必要的信

6、息。一个算法可以有零个或多个输入，例如：输入一个年份，判断其是否是闰年。同时一个算法可以没有输入，例如：计算出5！是多少。,(4) 有一个或多个输出,算法的目的就求解，“解”就是我们想要得到的最终结果。输出是同输入有着某些特定关系的量。一个算法得到的最终结果就是输出。没有输出的算法是没有意义的。,(5) 可执行性,一个算法应当是可以由计算机执行的，算法中描述的操作都是可以通过计算机的运行来实现。,,​,（3）有零个或多个输入​,9,3.2.2 算法的表示方法,,1. 自然语言表示算法,自然语言是相对于计算机语言而言的，是指人们在日常生活中使用的语言，如汉语、英语等。对于某些程序员来说，自然语

7、言通俗易懂。但是，对于规模大、复杂的算法，使用自然语言来描述，往往很冗长，不直观，而且容易发生歧义。比如对于以下这句话：如果A大于B，就给它加1。在理解时就可能出现歧义，是给A加1？还是给B加1。,对于以上的一段话，如果我们用C语言进行编程则为：,if(A>B),A=A+1;,正是由于自然语言描述算法具有的缺陷，所以在程序设计中很少有人使用。,,​,3.2.2 算法的表示方法 ​,10,,2. 传统流程图表示法,用一些图框表示各种操作，用线表示这些操作的执行顺序。我国国家标准GB 1526—89中推荐的一套流程图标准化符号，它与国际标准化组织ISO提出的ISO流程图符号是一致的。图3-1为其

8、中常用的一些符号。,,​,2. 传统流程图表示法​,11,过程,判断,数据,预定义过程,起止,流程线,连接,注释,图3.2 常用的流程图标准化符号,,,​,过程判断数据预定义过程起止流程线连接注释图3.2 常用,12,平行四边形表示数据，其中可注明数据名称、来源、用途或其它的文字说明。,处理矩形表示各种处理功能。例如，执行一个或一组特定的操作，从而使信息的值、信息形式或所在位置发生变化。矩形内可注明处理名称或其简要功能。,预定义过程带有双竖边线的矩形，表示已命名的处理。该处理为在另外地方已得到详细说明的一个操作或一组操作。例如库函数或其它已定义的函数等。矩形内可注明特定处理名称或其

9、简要功能。,判断菱形表示判断。菱形内可注明判断的条件。它只有一个入口，但可以有若干个可供选择的出口，在对定义的判断条件求值后，有一个且仅有一个出口被选择。求值结果可在表示出口路径的流线附近写出。,流线直线表示执行的流程。当流程自上向下或由左向右时，流程线可不带箭头，其它情况应加箭头表示流程。,端点。扁圆形表示转向外部环境或从外部环境转入的端点符。例如，程序流程的起、始点。,注解。注解是程序的编写者向阅读者提供的说明。注解符由纵边线构成，它用虚线连接到被注解的符号或符号组上。,,,​,平行四边形表示数据，其中可注明数据名称、来源、用途或其它的文,13,图3-2(a)、(b)、(c)中的虚线框，分

10、别为用流程图表示的三种基本流程控制结构。,S1,S2,S3,P,S1,S2,真,假,P,S2,假,真,（a）顺序结构,,（b）选择结构,,（c）重复结构,,图3-2,,用流程图描述的三种基本结构,,,​,图3-2(a)、(b)、(c)中的虚线框，分别为用流,14,例3-1 用流程图描述从三个数中取最大数的算法。,从三个数中取最大数的算法思路是：假定这三个数是a,b,c，则首先可以比较a,b两数，从中选大者；然后再用这个大数与数c比较，从中取大者。这时得到的大数，就是三个数中的最大数。这个算法用流程图描述如图3-3（a）所示。,通常，求解一个问题的算法不是唯一的。例如图3-3（b）也是一个三数中

11、取大的算法。它的基本思路是，先设max=第一个数，然后依次输入i个数，每输入一个数，与max比较一次，把大的放入max中。当输完i个数时，max中存放的就是这i个数中的最大数。这里，i是一个计数器，用于统计输入数的个数，所以每输入一个数，要执行一次自增操作。这个算法与图3-3（a）所示算法的不同在于：,算法结构不同：图3-3（a）所示算法采用了两个选择结构，而图3-3（b）所示算法采用了一个循环结构和一个选择结构。,算法的灵活性不同：图3-3（b）中的算法可以用来求任意个数中的最大数。,,​,例3-1 用流程图描述从三个数中取最大数的算法。​,15,a>=b,输入a,b,c,max=a,真,假

12、,max=b,max>=c,真,假,输出max,输出c,开始,结束,i<=3,输入一个n,假,真,假,输出max,开始,结束,max=0，i=1,真,i++,n>=max,max=n,（a）一个三数中取大的算法,,（b）另一个三数中取大的算法,,图3-3 三数中取大算法的流程图描述,,,​,a>=b输入a,b,cmax=a真假max=bmax>=c真,16,3.,用N-S流程图表示算法,灵活的流线是程序中隐藏错误的祸根。针对这一弊病，1973年美国学者I.,Nassi,和,B. Shneiderman,提出了一种无流线的流程图，称为,N-S,图。它的三种基本结构如图,3-4,所示。,N

13、-S图的每一种基本结构都是一个矩形框，整个算法可以像堆积木一样堆成。其中,，（a）为三个操作组成的顺序结构；（b）为二分支的选择结构；（c）为当型重复结构，即当命题P 为“真”时，就重复执行S。,,​,3. 用N-S流程图表示算法​,17,S1,S2,S3,P,S1,S2,当P,S,假,真,（c）循环结构,（a）顺序结构,,（b）选择结构,图3-4 用,N-S图描述三种基本流程结构,,,​,S1S2S3PS1S2当PS假真（c）循环结构（a）顺序结构,18,图3-5（a）、（b）给出了用与图3-3（a）、（b）流程图对应的N-S图。,a>=b,max=a,max=b,输入a，b，c,假

14、,真,max>=c,输出max,输出c,真,假,当i<=3,i++,n>=max,max=n,,真,假,输入n,初始化：max=0，i=1,输出max,（a）采用选择结构,,（b）采用循环结构,,图3-5,,三数中取大算法的N-S图描述,,​,图3-5（a）、（b）给出了用与图3-3（a）、（b,19,,3. 用伪码表示算法,伪代码(pseudo code)是用介于自然语言与计算机语言之间的文字符号算法描述的工具。它无固定的、严格的语法规则，通常是借助某种高级语言的控制结构，中间的操作可以用自然语言(如中文或英文)，也可以用程序设计语言，或使用自然语言与程序设计语言的混合体。一般专业人员习惯用

15、伪代码进行算法描述。,下面是与图3-3相对应的三数中取大算法的伪代码描述。,,（1）与图3-3（a）相对应的三数中取大算法的伪代码描述：,输入a,b,c；,if(a>=b),max=a;,else,max=b,if(max>=c),输出max;,else,输出c；,,​,3. 用伪码表示算法输入a,b,c；​,20,（2）与图3-3（b）相对应的三数中取大算法的伪代码描述：,初始化：mac=0,i=1;,当（i<=3）,(,输入n;,i++;,if(n>=max),max=n;,),输出max;,,​,（2）与图3-3（b）相对应的三数中取大算法的伪代码描述：初,21,3.2.3,结构化程序设

16、计,结构化程序设计的基本思路是：把一个复杂的问题的求解过程分阶段进行，每个阶段处理的问题都控制在人们容易理解的范围之内。采取以下的方法保证得到结构化的程序：,自顶向下；,逐步细化(求精)；,模块化设计；,结构化编码。,,,​,3.2.3 结构化程序设计​,22,,结构化程序具有如下的特征：,一个程序单元由顺序、分支和循环这三种基本结构组成；,一个大的程序由若干个不同功能的小模块组成；,每一个小模块只有一个入口和一个出口；,,,​,结构化程序具有如下的特征：​,23,3.2.4 命题与C语言中的逻辑值,对选择结构、循环结构，流程的改变都是由判断决定的，即需要根据判断决定选择，根据判

17、断决定是否循环以及循环的结束。通常，判断是针对命题的“真”、“假”进行的。例如，下面是一些命题：,· （行驶中）前面的交通信号灯是红色的。,· 今天下雨。,· a≥b。,· 如果a不能被b,整除。,这些命题的值都只能是一个逻辑（布尔）值：“真”或“假”。,早期的C语言不提供专门的逻辑（布尔）类型，规定用非0值表示“真”，用0值表示“假”。,在C99中，增加了_Bool类型，并增加了头文件，在其中定义了宏bool、true和false，用true存储1，用false存储0。,,,​,3.2.4 命题与C语言中的逻辑值​,24,3.2.5 关系运算与关系表达式,,1. C语言的关系运算符,关系运

18、算是指对两个表达式值的大小比较。C语言中提供有如下6个关系运算符：,＞(大于) ＞=(大于或等于) ＜(小于),＜=(小于或等于) ==(等于) !=(不等于),后两个（==和！=）的优先级小于前4个，但它们都低于算术运算符，高于赋值运算符，并且它们结合方式都是从左向右的。,,​,3.2.5 关系运算与关系表达式 ​,25,2. 关系表达式,用关系运算符将两个表达式(可以是算术表达式、关系表达式，逻辑表达式，赋值表达式，字符表达式等)连接起来的表达式，称为关系表达式。,关系表达式的值只有两个：关系表达式成立，即为“真”（通常为1）；关系表达式不成立，即

19、为“假”(0)。,,,​,2. 关系表达式​,26,,3.2.6 逻辑运算与逻辑表达式,,1. 逻辑运算符与优先级,C语言有三个逻辑运算符，它们是：,&& (逻辑与) ||(逻辑或) !(逻辑非),&&和||是二元运算符，结合方向为自左至右；!为一元运算符， 结合方向为自右至左。,!的优先级高于&&，&&的优先级高于||。,&&和||的优先级低于关系运算符，而!的优先级高于关系运算符。,2. 逻辑表达式,用逻辑运算符将关系表达式或逻辑量连接起来的表达式就 是逻辑表达式，逻辑表达式的值应该是一个逻辑量“真”或“假”。,,,,​,​,27,,逻辑运算中有很多有趣的规律,这种规律

20、称为短路原则。,1. 在一个&&表达式中，若&&的一端为0，则不必再计算另一端，该表达式的值肯定为0(在C语言中由于&&是从左向右结合的，所以只考虑左端，即当&&号的左端为0时，不再计算其右端)，可以把它记为：,0 && a=0,2. 在一个||表达式中，若||的一端为1，则不必计算另一端，该||表达式的值必为1。现把它记为：,1||a=1,诸如此类关于表达式的值的规律有如下一些：,0||a==a 1&&a==a 1||a==1,0&&a==0 a||!a==1 0&&!a==0,以及,a||a==a a&&a==a !(a|

21、|b)==!a&&!b,!(a&&b)==!a||!b !(!a)==a,记住这些规律，能使复杂的逻辑运算简化、清晰。,,​,​,28,3.3,扩展知识与理论,选择型程序描述了求解规则：在不同的条件下所应进行的相应操作。,3.3.1,if(表达式) 语句,这种语句的结构是：,,if (表达式),语句,它的执行流程是，当表达式的值为真时，执行“语句”，否则执行if语句后面的语句。,,​,3.3 扩展知识与理论选择型程序描述了求解规则：在不同的条件,29,,例3-4 输入三个数a,b,c,要求按由小到大的顺序输出。,我们只要把最小的数放到a上：先将a与b进行比较，如果a>b则将a与b的值进

22、行交换，然后再用a与c进行比较，如果a>c则将a与c的值进行交换，这样能使a最小。对剩下的两个数，从小到大排序就容易了，该程序的N-S结构图如右图所示。,,​,例3-4 输入三个数a,b,c,要求按由小到大的顺序输,30,,3.3.2 if…else结构,if…else构造了一种二路分支的选择结构，它的格式如下：,,if (表达式),语句1,else,语句2,这里，语句1和语句2就是两路分支。执行这个结构，首先对表达式进行判断，若为“真”(非零)，就执行if分结构(语句1)；否则(值为0)，就执行else分结构(语句2)。,,​,3.3.2 if…else结构​,31,例3-5 求一个数的绝

23、对值。,设有任意数x，它的绝对值为,判断内容：x＜0是否成立。,两路分支：①｜x｜=x (当x≥0) ；② ｜x｜= -x (当x＜0 ),C函数如下：,double abstr (double x),｛,if (x＜0.0),x=-x;,else,x=x;,return (x);,｝,,​,例3-5 求一个数的绝对值。double abstr (d,32,下面是函数abstr被调用执行的情况：,#include ,int main(void),｛,double a, abstr (double a);,printf (″Enter real number a please:″);,sc

24、anf (″%1f″,,printf (″abstr(%1f)=%1 f＼n″, a, abstr (a));,rerurn 0;,｝,运行情况如下,,Enter real number a please: -98.7654 ,abstr (-98.765400)=98.765400,,​,下面是函数abstr被调用执行的情况：#include

25、,）/（2*a）。其中， 当b,2,-4ac≥0时有两个实根；当b,2,-4ac＜0时，有两个虚根。,图3-8为上述算法的N-S图表示，它把上述逻辑关系表示得更为清晰。,b=0,,输出“无解”,输出单根：,x=-c/b,假,真,disc<0,输出两复数根,输出两实根,真,假,a=0,真,假,disc=b*b - 4*a*c,图3-12 求一元二次方程根的算法,,​,例3-6 求一元二次方程ax2+bx+c=0的根。b=0输,34,＃include ,void solv_quadr_equa (float a, float b, float c),｛,if (a==0.0),if (b

26、==0.0),printf (″no answer due to input error＼n″);,else,printf (″the single root is %f＼n″, -c/b);,else,｛,double disc, twoa, term1, term2;,disc=b*b-4*a*c;,twoa=2*a;,term1=-b/twoa;,term2=sqrt (fabs (disc))/twoa;,if (disc＜0.0＝,printf (″complex root:＼n real part=%f,imag part=%f＼n″,,term1, term2);,else,pr

27、intf (″real root:＼n root1=%f, root2=%f＼n″，,term1+term2, term1-term2);,｝,｝,由此N-S图可以编写出以下的函数：,,​,＃include 由此N-S图可以编写出以,35,3.3.3 if-else if结构,if-else if是一种多分支选择结构，用N-S图描述下右图所示，C语言中的格式如下左图所示：,if(表达式,1,),语句,1,else if(表达式,2,),语句,2,┇,else if(表达式,n,),语句,n,else,语句,n+1,,语句1,,,语句2,语句3,,真,假,表达式1,假,真,表达式2,,真,假,

28、表达式3,┇,,​,3.3.3 if-else if结构if-else if是,36,例3-7 根据百分制分数决定成绩的等级：,· 90分以上为A级；,· 80分及以上，90分以下，B级；,· 70分及以上，80分以下，C级；,· 60分及以上，70分以下，D级；,· 60分以下，E级。,下图为用if-else if结构描述的上述规则。,,​,例3-7 根据百分制分数决定成绩的等级：​,37,3.4,任务5：用switch语句实现菜单的选择执行,1. 问题描述,对显示的菜单，选择要执行的菜单序号，并显示要执行的菜单名。,2. 具体实现,P54程序,3. 知识分析,分支结构程序设计除if-

29、else结构外，还包括switch结构。Switch结构是一种多路分支的选择结构程序设计。,,,​,3.4 任务5：用switch语句实现菜单的选择执行1. 问,38,switch是一种多分支选择结构，其形式如下图左所示，N-S结构图如下右图所示。,3.5 必备知识与理论,switch(表达式),{,case 常量表达式1:,语句序列1,case 常量表达式2:,语句序列2,,┇,case 常量表达式n：,语句序列n,default:,语句序列n+1,},,​,switch是一种多分支选择结构，其形式如下图左所示，N-S,39,这里，break语句的作用是中断该switch结构，即将流程转出s

30、witch结构。所以，,执行switch结构的就相当于只,执行与判断表达式相匹配的一个case子结构中的语句。,其实，可以将break看作为语句序列中必要的成分(位置在语句序列中的最后)。,switch(表达式),{,case 常量表达式1:,语句序列1,break;,case 常量表达式2:,语句序列2,break;,┇,case 常量表达式n：,语句序列n,break;,default:,语句序列n+1,break;,},,,​,这里，break语句的作用是中断该switch结构，即将流程,40,,例3-11 根据百分制分数决定成绩的等级：,•90分以上为A级；,•80分及以上，90分以下

31、，B级；,•70分及以上，80分以下，C级；,•60分及以上，70分以下，D级；,•60分以下，D级。,,,​,例3-11 根据百分制分数决定成绩的等级：​,41,,/****** 按成绩分等 ******/,#include ,int main(void),{,float score;,int grade;,printf("输入一个分数:");,scanf("%f",,grade=score/10;,switch(grade),{,case 10:,case 9:printf("A\n");break;,case 8:printf("B\n");break;,case 7:p

32、rintf("C\n");break;,case 6:printf("D\n");break;,case 5:,case 4:,case 3:,case 2:,case 1:,case 0:printf("E\n");break;,},return 0;,},,​,/****** 按成绩分等 ******/​,42,3.6 必备知识与理论,条件运算符是C语言中唯一的三目运算符，即有三个参数参与运算。由条件运算符组成条件表达式的一般形式为：,,表达式1 ? 表达式2 : 表达式3,其求值规则为：如果表达式1的值为真，则把表达式2的值作为该条件表达式的值，否则把表达式3的值作为该条

33、件表达式的值。,条件运算符的优先级很低，仅仅比赋值操作符的级别高。其结合方式与赋值运算符一样是从右至左的。因此，表达式max=a＞b? a∶b相当于：,max=(a＞b?a:b);,,3.6 扩展知识与理论,,​,3.6 必备知识与理论 条件运算符是C语言中唯一的三目,43,3.7,任务6：用循环语句实现菜单的选择执行,1. 问题描述,对显示的菜单，选择要执行的菜单序号，并显示要执行的菜单名。,2. 具体实现,用for语句实现P60程序,用while语句实现P61程序,用do…while语句实现P61-P62程序,3. 知识分析,循环结构程序设计包括while、do-while和for循

34、环三种结构，对已知循环次数的循环多采用for循环；对循环次数不确定，循环首先执行一次的循环多采用do-while循环，而需要根据循环条件来确定循环是否要执行的，多采用while循环。,,​,3.7 任务6：用循环语句实现菜单的选择执行1. 问题描述​,44,3.8,必备知识与理论,3.8.1 while结构,while语句的一般形式为：,,while(表达式) 语句,其中表达式是循环条件，语句为循环体。,while语句的语义是：计算表达式的值，当值为真(非0)时， 执行循环体语句；否则跳过循环体，而执行该结构后面的语句。在进入循环体后，每执行完一次循环体语句后，再对判断表达式进行一次计算和判断

35、。当发现判断表达式的值为0时，便立即退出循环。,,​,3.8 必备知识与理论3.8.1 while结构​,45,例3-12 兔子繁殖问题。,著名意大利数学家Fibonacci曾提出一个有趣的问题：设有一对新生兔子，从第三个月开始它们每个月都生一对兔子。按此规律，并假设没有兔子死亡，一年后共有多少对兔子。,人们发现每月的兔子数组成如下数列：,1，1，2，3，5，8，13，21，34，…,并把它称为Fibonacci数列。那么，这个数列如何导出呢?,观察一下Fibonacci数列可以发现这样一个规律：从第3个数开始，每一个数都是其前面两个相邻数之和。这是因为，在没有兔子死亡的情况下，每个月的兔子数

36、由两部分组成：上一月的老兔子数，这一月刚生下的新兔子数。上一月的老兔子数即其前一个数。这一月刚生下的新兔子数恰好为上上月的兔子数。因为上一月的兔子中还有一部分到这个月还不能生小兔子，只有上上月已有的兔子才能每对生一对小兔子。,,​,例3-12 兔子繁殖问题。​,46,上述算法可以描述为,fib,1,=fib,2,=1 (1),fib,n,=fib,n-1,+fib,n-2,(n,＞,=3) (2),式(1)为赋初值，式(2)为迭代公式。用C语言来描述式(2)为：,fib=fib1+fib2；,fib1=fib2; /* 为下一次迭代作准备*/,fib2= fib;

37、,这里，fib1和fib2和不再仅代表第1个月和第2个月的兔子数，而作为中间变量，代表前两个月的兔子数，fib当前月的兔子数。下页图为Fibonacci算法的N-S图。表为迭代过程中fib1、fib2和fib的变化情形。,,​,上述算法可以描述为fib=fib1+fib2；,47,,,,,,图3.19 计算Fiboonacci数列的N-S图,当i<=12,fib1=fib2,fib=fib1+fib2,初值：fib1=1,fib2=1,i=3,fib2=fib,输出fib,i++,图3-12 计算Fiboonacci数列的N-S图,,迭代次数,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,

38、fib,1,1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,fib,2,1,2,3,5,8,13,21,34,55,79,fib,2,3,5,8,13,21,34,55,79,144,表 按照迭代算法变量fib1、fib2和fib3的变化情形,,​,当i<=12fib1=fib2fib=fib1+fib2初值,48,根据图3-12所示的算法。可以很容易地写出如下程序。,/****** 计算Fibonacci数 ******/,#include ,int main(void),{,int fib1=1,fib2=1,fib,i=3;,while(i<=12),{,fib=fib1+fib2

39、;,fib1=fib2;,fib2=fib;,i++;,},printf(“The Fibonacci number after 1 yer is:%d\n”,fib);,return 0;,},,​,根据图3-12所示的算法。可以很容易地写出如下程序。/***,49,例3-13 百钱买百鸡问题。,公元前五世纪，我国古代数学家张丘建在《算经》一书中提出了“百鸡问题”：鸡翁一值钱五，鸡母一值钱三，鸡雏三值钱一。百钱买百鸡，问鸡翁、母、雏各几何?,(1) 基本解题思路,这是一个有名的不定方程问题：,cocks+hens+chicks=100

40、 (1),5*cocks+3*hens+chicks/3=100 (2),式中：,cocks：鸡翁数,hens：鸡母数,chicks：鸡雏数,,​,例3-13 百钱买百鸡问题。cocks+hens+chic,50,对上述不定方程问题，要先确定一个变量的值，才能对其进行求解。由问题中给出的条件，很容易得到三个变量的取值范围：,cocks: 0～19中的整数(因为每只鸡翁5钱，因此它不可能超过19只),hens: 0～33中的整数,chicks: 0～100中的整数,基本的解题思路是：依次取cocks值域中的一个值，然后求其余两数，看是否合乎题

41、意，合乎者为解。这个基本解题思路便是解本题的粗略算法，下面是它的伪代码描述，图3-13(1)为其N- S图。,s1: cocks=0; /*赋初值*/,s2: 当(cocks＜=19),s2.1: 找满足题意的hens, chicks;,s2.2: cocks++；,S3:输出一组cocks,hens和chichs,,​,对上述不定方程问题，要先确定一个变量的值，才,51,图3-13（1） 百钱买百鸡的粗略算法,,当（cocks<=19）,找满足题意的hens和chicks,输出一组cocks,hens和chichs,初始化：cocks=0,cocks ++,,​,图3-13（1） 百钱买

42、百鸡的粗略算法 当（cocks<=,52,(2) 对s2.1细化,思路1：把已确定的cocks代入式(1)与(2)中，求解方程，看能否找到满足题意的解。这种思路不太适合计算机求解。,思路2：在每个给定的cocks下，面对hens的取值范围内的各个值依次测试，看能找到哪些hens及chicks满足题意。于是得到如下s2.1细化算法。,,用这段算法代替图3-13（1）中的“找满足题意的hens和chicks”，得到图3-13（2）所示的百钱买百鸡的N-S图算法。,s2.1.1: hens=0;,s2.1.2: 当(hens＜=33),s2.1.2.1: 找满足题意的chicks;,s2.1.2.2

43、: hens++; /*即hens=hens+1*/,,​,(2) 对s2.1细化 用,53,图3-13(2) 百钱买百鸡算法的细化算法,,当（cocks<=19）,当（hens<=33）,初始化：cocks=0,输出一组cocks,hens和chichs,cocks ++,hens=0,找满足题意的chicks,Hens++,,​,图3-13(2) 百钱买百鸡算法的细化算法 当（cocks,54,(3) 对s2.1.2.1细化,对s2.1.2.1来说，cocks及hens都已确定，这时的chicks可以计算出：,chicks=100-cocks-hens,式(1)已满足。

44、只要用式(2)指定的条件测试便可知这一组cocks, hens及chicks是否满足题意。满足则打印出一组解。于是s2.1.2.1可细化为：,图3.13(3)为进一步细化的百钱买百鸡算法。,s2.1.2.1:,chicks=100-cocks-hens;,if(5*cocks+3*hens+chicks/3.0)==100),printf (″%d %d %d＼n″, cocks, hens, chicks);,,​,(3) 对s2.1.2.1细化图3.13(3)为进一步细化的,55,,图3-13(3) 百钱买百鸡算法的细化算法,,当（cocks<=19）,当（hens<=33）,cocks=

45、0,cocks ++,hens=0,chicks=100-cocks-hens,hens++,(5*cocks+3*hens+chicks/3.0)==100,输出一组,cocks,hens和chichs,（空）,真,假,,​,图3-13(3) 百钱买百鸡算法的细化算法 当（cocks,56,/****** 百钱买百鸡问题 ******/,#include ,int main(void),{,int cocks=0;,printf("%8s%8s%8s\n","cocks","hens","chicks");,while(cocks<=19),{,int hens=0;,while(h

46、ens<=33),{,int chicks;,chicks=100-cocks-hens;,if(5*cocks+3*hens+chicks/3.0==100),printf("%8d%8d%8d\n", cocks,hens,chicks);,hens++;,},cocks++;,},return 0;,},,​,/****** 百钱买百鸡问题 ******/​,57,3.8.2 do…while结构,do…while，其形式如下：,当流程到达do后，立即执行循环体一次，然后才对判断表达式进行计算、测试。若表达式的值为真(非0)，则重复执行一次循环体；否则退出。与while结构相比，

47、do…while结构至少要执行一次循环体。这样的结构应用在需要事先执行一次循环体的程序非常容易理解。,do,循环体,while (表达式)；,,​,3.8.2 do…while结构当流程到达do后，立即执行循,58,例3-14 用牛顿迭代法计算一个正实数a的平方根，精确到E0=10,-5,。,(1) 建立迭代关系式，由题意可以写出：,x= (a),1/2,或,x,2,=a,于是得到方程：,f(x)=x,2,-a=0, f′(x)=2x,根据牛顿迭代公式,x=x-f(x)/f′(x)=x-（x,2,-a）/2x=1/2（x+a/x）,即,x=(x+a/x)*0.5,这就是要建立的迭代关系式。,,

48、​,例3-14 用牛顿迭代法计算一个正实数a的平方根，精确到E0,59,(2) 给定初值。今设√a的初值为a(当然也可以为其它值)。,(3) 给定精度(误差)为E0。精度是迭代控制的条件，当误差大于E0时，要继续迭代。如何计算误差呢?本来应该用｜x-√a｜来表示误差，即把求出的x与真正的√a相比，计算出其误差，但是现在√a并不知道，因此可换一种方法来表示误差，用｜x*x-a｜(因为要求x=√a，即x,2,=a,x与a的差距可以通过x2与a的差距反映出来)。于是得到循环结构的控制条件：,｜x,2,-a｜≥E0,即,fabs(x*x-a)＞=E0,,​,(2) 给定初值。今设√a的初值为a(当然也

49、可以为其它值)。,60,/****** 计算平方根 ******/,#include ,#define E0 0.00005,double sq_root (double a) /* 计算a的平方根 */,{,double x;,x=a;,x=(x+a/x)*0.5;,while (fabs (x*x-a)>=E0),x=(x+a/x)*0.5;,return (x);,},这里fabs是一个标准数学函数名。E0是误差要求，可以用＃define命令在程序头部作为一个符号常数进行定义，在不同情况下根据需要可以对它修改。,,​,/****** 计算平方根 ****

50、**/这,61,#include ,int main(void),{,double f=2.0;,printf(" The root of %f is %f\n",f,sq_root(f));,return 0;,},用下面的主函数进行测试,测试结果如下：,The root of 2.000000 is 1.414216,,​,#include 用下面的主函数进,62,3.8.3 for结构,为了说明for结构，先看下面一个程序段：,sum=0;,for (i=1;i＜=n;i++),sum=sum+i;,它是下面的控制结构的一个例子。,for (表达式1；表达式2；表达式3),循环体

51、,为了说明for后面括弧中三个表达式的语句，将它改写为如下while结构：,sum=0;,i=1; /* 相当于for语句中的表达式1 */,while (i＜=n) /* 相当于for语句中的表达式2 */,｛,sum=sum+i; /* for循环体 */,i++; /* 相当于for语句中的表达式3 */,｝,,​,3.8.3 for结构sum=0; 它是下面的控制结构的,63,显然，这三个表达式的作用是控制循环，故称循环控制表达式。表达式1称为初始化表达式；表达式2称为条件表达式；表达式3称为修正表达式。可以看出：for语句是将初始化、条件判断、循环变量值变化三者组

52、织在一起的循环控制结构。for结构的格式可以表示为：,for语句的执行过程如下：,(1) 先执行表达式1（初始化表达式）。注意在整个循环中它只执行一次。,(2) 重复下面的过程：计算表达式2(判断表达式)，若为真(非0)，就执行一次循环体语句，然后再执行表达式3（修正表达式）；再计算表达式2(判断表达式)，判断是否为“真”，……直至表达式2(判断表达式)的值为假(0)，就不再执行循环体了。,for (初始化表达式；判断表达式；修正表达式),循环体语句,,​,显然，这三个表达式的作用是控制循环，故称循环,64,在某些情况下，用for结构表示循环，显得紧凑而清晰。尤其是它能利用表达式3自动地使循环

53、变量值发生改变，不像while结构那样要在循环体中设置“修正操作”。实际上，for语句中的表达式3并不仅限于修正循环变量，而可以是任何操作。例如前面介绍的求1+2+…＋n的程序段可以改写为：,形成一个没有循环体的结构，或者说循环体是一个空语句（仅一个分号）。而表达式3成为一个逗号表达式，它包含两个简单表达式（包含了本应由循环体完成的功能），表达式的执行顺序从左到右。表达式1也是一个逗号表达式，它使sum和i都初始化。,for （sum=0,i=1; i＜=n; sum=sum+i,i++ ）;,,​,在某些情况下，用for结构表示循环，显得紧凑,65,计算Fibonacci数程序，用for结构

54、修改如下：,#include ,int main(void),{,int fib1=1,fib2=1,fib,i;,for (i=3;i<=12;i++),{,fib=fib1+fib2;,fib1=fib2;,fib2=fib;,},printf(“The Fibonacci number after 1 yer is:%d\n”,fib);,return 0;,},,​,计算Fibonacci数程序，用for结构修改如下：​,66,百钱买百鸡问题用for结构编写的程序如下：,#include ,int main(void),{,int cocks;,printf("%8s%8s%8s\n"

55、,"cocks","hens","chicks");,for(cocks=0;cocks<=19; cocks++),{,int hens;,for(hens=0; hens<=33; hens++),{,int chicks;,chicks=100-cocks-hens;,if(5*cocks+3*hens+chicks/3.0==100),printf("%8d%8d%8d\n", cocks,hens,chicks);,},},return 0;,},,​,百钱买百鸡问题用for结构编写的程序如下：​,67,例3-18 打印九九表。,下面用逐步求精的方法分析本例的解法。,表体共九行，所

56、以首先考虑一个打印九行的算法s1:,,,,,,下面进一步考虑如何“打印第i行”。因为每行都有九个数字，故“打印第i行”可以写为s1.1:,,,for（i=1; i＜=9;i++）,｛,打印第i行,打印换行符,｝,for（j=1, j＜=9; j++）,打印第j个数,,​,例3-18 打印九九表。下面用逐步求精的方法分析本例的解法,68,“打印第j个数”即在第i行的第j列上打印一个数，大小为i*j，占4个字宽。故可写为,printf (″%4d″, i*j);,在写这个语句时，人们自然要考虑写不写换行符。显然不能在每个数字后面都换行，而只能在第9个数字后面写换行。实现只在第9个数字后面换行的办

57、法是，打印完一行，即在j循环后写一个语句使换行：,printf (″＼n″);,于是，打印九九表的程序可写为：,,​,“打印第j个数”即在第i行的第j列上打印一个数，大小为i*,69,/****** 打印九九乘法表 ******/,#include ,int main(void),｛,int i,j;,for (i=1;i<=9; i++),{ /*实际上将9改为i，更符合数学上的习惯*/,for (j=1; j<=9;j++),printf (“%d*%d=%4d",i,j,i*j);,printf ("\n");,},return 0;,｝,,​,/****** 打印九九乘

58、法表 ******/​,70,例3-19 用梯形法求数值积分。,定积分,,,的几何意义就是求曲线f(x)与直线y=0,x=a,x=b所围成的曲顶梯形的面积。当能找到f(x)的原函数F(x)时，利用牛顿-莱布尼兹公式：,,可以精确地求出I值来。当f(x)的原函数不易找到时，便可以借助数值方法近似地求出I的值。,用数值方法计算定积分有两个关键：一是将连续的对象分割为容易求解的一些子对象；二是用迭代法对迭代表达式反复操作。下面介绍一种容易理解的方法——梯形法。,由图3-16所示，一个曲顶梯形可以分割为许多小的宽为h的曲顶梯形。,,​,例3-19 用梯形法求数值积分。​,71,b,f(x),x,0

59、,y,a,a+h,a+ih,a+ih+h,a+2h,…,…,图3-16 用梯形法求定积分,,​,bf(x)x0yaa+ha+iha+ih+ha+2h……图3,72,当h（h=(b-a)/n）很小时，每个小的曲顶梯形都可以近似看作是梯形，第i个小曲顶梯形的面积近似为：,s,i,=h/2［f(a+ih)+f(a+(i+1)h)］,于是定积分的值(曲线所围成的面积)：,,,,,当n→∞时,就能准确地求出定积分S。在现实中，只要取相当大的n，使误差小于要求的值，就可以近似地计算出定积分S。,用迭代形式描述为：,for(i=1;i<=n-1;i++),{,s=0.5*h*(f(a)+f(b)),s=s

60、+h*f(a+i*h),},最后计算的结果，就是函数f（x）的定积分。,,​,当h（h=(b-a)/n）很小时，每个小的曲顶梯形都可以近似,73,下面是一个利用梯形法求函数f（x）= √4-x的定积分的程序：,/*** 用梯形法求积分 ***/,#include ,double f(double x);,int main(void),{,float a,b;,double s,h;,int n,i;,printf ("输入计算的区间[a,b]");,scanf ("%f, %f",,printf ("输入迭代的次数");,scanf ("%d",,h=(b-a)/n;,s=0.5*h*(f(a

61、)+f(b));,for(i=1;i<=n-1;i++),s+=f(a+i*h)*h;,printf("函数f(x)在区间[%.2f,%.2f]间的定积分值约为：%f\n",a,b,s);,return 0;,},#include ,double f(double x),{,return sqrt(4.0-x);,},,​,下面是一个利用梯形法求函数f（x）= √4-,74,循环结构的中途退出与重复周期的中途结束,下页图为循环结构中途退出（loop-and-half）与一个循环周期的中途结束的示意图。中途退出循环结构就是使用break语句，将流程转到该循环结构的后面。循环周期的的中途结束就是在

62、重复执行到某一个循环周期的中间时，由于某种条件，不需要再执行循环体中后面的语句，提前结束该周期，而进入下一循环周期，在C语言中需要使用continue实现。这两种控制功能不仅用于while结构中，也可以用在do…while和for重复结构中。,3.9 扩展知识与理论,,​,循环结构的中途退出与重复周期的中途结束3.9 扩展知识与理论,75,while(…),{,…,…,if(…),break;,…,…,},…,…,,while(…),{,…,…,if(…),cotinue;,…,…,},…,…,,,（a）循环结构中途退出,,（b）一个循环周期的中途退出,,​,while(…)while(…)

63、（a）循环结构中途退出 （,76,3.9.1 中途退出循环结构——break语句,break语句将流程转出switch结构。break语句还可以将流程中途转出任何一种循环结构。,例3-20 验证素数。,验证一个正整数n＞3的数是否为素数，一个最直观的方法是，看在2～n/2中能否找到一个整数m能将n整除。若m存在，则n不是素数；若找不到m，则n为素数。这是一个穷举验证算法。这个循环结构用下列表达式控制：,· 初值： m=2,· 循环条件： m＜=n/2,· 修正： m++,即这是一个for结构。它的作用是穷举2～n/2中的各m值。循环体是判断n是否可以被m整除。显然，在这个过程中，一旦找到一个

64、m可以整除n，则用该m后面的各数去验证已经没有意义了，需要退出循环结构。,,​,3.9.1 中途退出循环结构——break语句​,77,按上述分析可以写出一个验证正整数n是否为素数的函数：,/****** 验证素数 ******/,#include ,int main(void),｛,,int m,n,flag=1;,printf("请输入要测试的整数：");,scanf("%d",,for (m=2;m<=n/2;m++),if (n%m==0),{,flag =0; /* 设置非素数标志*/,break; /* 一旦找到一个m，断定该n非素数，不需再验证 */,},f

65、lag?printf("%d是素数\n",n):printf("%d不是素数\n",n);,return 0;,｝,,​,按上述分析可以写出一个验证正整数n是否为素数的函数：/***,78,3.9.2 提前结束一个循环周期——continue语句,例3-21 输出100~200间的所有素数。,这个程序可以在例3.20的基础上进行。当测试到某个n存在一个因数m时，用break跳出内层循环复结构，同时在外层循环结构中要跳过输出语句，进入对下一个数的测试。,按上述分析可以写出一个验证正整数n是否为素数的函数：,,​,3.9.2 提前结束一个循环周期——continue语句​,79,/******

66、 输出素数 ******/,#include ,int main(void),,{,int m,n,flag;,printf("\nThe primers from 100 to 200 is:\n");,for(n = 101; n <= 200; n +=2) /* 仅测试100~200间的奇数 */,{,flag = 1; /* 设置标志 */,for(m = 2; m <= n/2; m ++),{,if(n % m == 0),{,flag = 0; /* 改变标志 */,break; /* 跳出内层循环结构 */,},},if(flag == 0) /* 判断标志 */,continue; /* 跳出过输出语句进入下一周期 */,printf(“%d,”,n);,},printf("\n");,return 0;,},,,​,/****** 输出素数 ******/,80