C 程序设计教程（16）—— 循环结构程序设计

该专栏主要介绍 C 语言的基本语法，作为《程序设计语言》课程的课件与参考资料，用于《程序设计语言》课程的教学，供入门级用户阅读。

目录

• C 程序设计教程（16）—— 循环结构程序设计
• • 一、while 循环
  • 二、do - while 循环
  • 三、for 循环
  • 四、break 与 continue 语句
  • • • 1、break 语句
      • 2、continue 语句
  • 五、循环的嵌套

循环结构是结构化程序中的三种基本结构之一，和顺序结构、选择结构共同作为这种复杂程序的基本构造单元。

一、while 循环

while 循环的语法格式如下：

while (表达式)
{循环体}

while 循环的执行过程如下：

（1）计算 while 后括号内的表达式的值，当它的值为非 0 时，执行步骤（2），否则退出循环。

（2）执行循环体。然后执行步骤（1）。

while 循环的特点是先计算表达式的值，然后根据表达式的决定是否执行循环体中的语句。如果表达式的值一开始就为 “假”，则循环一次也不执行。例如：

int i=3;
while (i<3){printf("i=%d",i);
}

其中，printf 函数是while 循环的循环体，但是一次也不执行，因为循环一开始，while 后面的表达式就不成立。

例如：求 1+2+3+……+100 的结果

程序如下：

#include
int main() 
{int i=1,sum=0;while (i<=100){sum+=i;i++;}printf("sum=%d",sum);return 0;
}

以上程序的执行结果为：

例如：用公式 π/4=1-1/3+1/5-1/7+1/9-……求 π 的值，直到最后一项的绝对值小于 10^(-4)为止。

程序如下：

#include
#include
int main() 
{int i=1;float pi=0,t=1,s=1;while (fabs(t)>1e-4){pi+=t;i+=2;s=-s;t=s/i;}pi=4*pi;printf("pi=%f\n",pi);return 0;
}

以上程序的执行结果为：

二、do - while 循环

do-while语句构成的循环称为 “直到型循环”，语法格式如下：

do
{循环体
} while (表达式);

其中，“表达式” 称为循环条件。循环执行的过程如下：

（1）执行 do 后面的循环体。

（2）计算机 while 后面的表达式的值，如果为 “真” 则继续执行循环体，如果 “表达式” 的值为假，则退出循环结构。

例如：计算 1 + 1/2 + 1/3 + 1/4 +…… + 1/50。程序如下：

#include
int main() 
{int i=2;float sum=1; do{sum=sum+1.0/i;i++;} while (i<=50);printf("sum=%f\n",sum);return 0;
}

以上程序的执行结果为：

三、for 循环

for 循环的语法格式如下：

for(表达式1; 表达式2; 表达式3){循环体;
}

for 循环的执行过程为：

（1）计算 “表达式1”。

（2）计算 “表达式2”，如果值为真（非0），执行循环体，否则退出循环。

（3）计算 “表达式3”，然后转向步骤（2）。

说明：

（1）for 循环的执行方式和 while 循环类似。for 循环与 while 循环相比，在格式上显得更紧凑。for 循环的形式可以改写为 while 循环的形式。

表达式1;
while (表达式2){循环体;表达式3;
}

（2）for 循环的【表达式1】可以写在 for 循环之前，此时，for 语句中有两个表达式，但【表达式2】之前的分号不能省略。即：

表达式1;
for(; 表达式2; 表达式3){循环体;
}

例如：

#include
int main() 
{int i,sum;for(i=1,sum=0;i<=100;i++){sum+=i;}printf("sum=%d\n",sum);return 0;
}

以上程序可以写成如下格式：

#include
int main() 
{int i=1,sum=0;for(;i<=100;i++){sum+=i;}printf("sum=%d\n",sum);return 0;
}

（3）如果省略【表达式2】，即不在【表达式2】的位置判断循环条件，将形成死循环。此时，应该在循环体中设置退出循环的机制。例如：

#include
int main() 
{int i,sum=0;for(i=1;;i++){if(i>100) break;sum+=i;		}printf("sum=%d\n",sum);return 0;
}

（4） 如果省略【表达式3】，即不在此位置进行循环变量的修改，则应该在循环体中编写使循环趋向于结束的语句。例如：

#include
int main() 
{int i,sum=0;for(i=1;i<=100;){sum+=i;		i++;}printf("sum=%d\n",sum);return 0;
}

（5）可以省略【表达式1】和【表达式3】，仅有【表达式2】。例如：

#include
int main() 
{int i=1,sum=0;for(;i<=100;){sum+=i;		i++;}printf("sum=%d\n",sum);return 0;
}

（6）for 语句中的【表达式1】、【表达式2】或【表达式3】都可以省略，甚至三个表达式可以同时省略，但是分号不能省略。例如：

#include
int main() 
{int i=1,sum=0;for(;;){if(i>100) break;sum+=i;		i++;}printf("sum=%d\n",sum);return 0;
}

（7）使用逗号表达式表示【表达式1】和【表达式3】可以使 for 语句更简洁。例如：

#include
int main() 
{int i,sum;for(i=1,sum=0;i<=100;sum+=i,i++);printf("sum=%d\n",sum);return 0;
}

（8）【表达式2】一般是关系表达式或逻辑表达式，也可以是数值表达式或字符表达式，只要其值为非 0，就执行循环体。例如：

#include
int main() 
{char ch;for(;ch=getchar()!='\n';);printf("ch=%c\n",ch);return 0;
}

例1：求斐波那契数列 1，1，2，3，5，8，…的前40项，公式如下：

f_n=1 （n=1）
f_n=1 （n=2）
f_n=f_(n-1)+f_(n-2) （n>2）

程序如下：

#include
int main() 
{long f1=1,f2=1,f;int i;printf("%12ld%12ld",f1,f2);for(i=3;i<=40;i++){f=f1+f2;printf("%12ld",f);if (i%4==0) printf("\n");f1=f2;f2=f;}	return 0;
}

以上程序的执行结果为：

例2：任意输入一个正整数，判断是否为素数。

程序如下：

#include
#include
int main() 
{int x,i,w=1;printf("请输入一个正整数：");scanf("%d",&x);if(x<1) printf("输入数据非法\n");for (i=2;i

#include
#include
int main() 
{int x,i;printf("请输入一个正整数：");scanf("%d",&x);if(x<1) printf("输入数据非法\n");for (i=2;i=sqrt(x)) printf("%d是素数\n",x);else printf("%d不是素数\n",x);return 0;
}

#include
int main() 
{int sum=0;char ch;do {ch=getchar();if (ch>=65&&ch<=90||ch>=97&&ch<=122) sum++;} while(ch!='\n');printf("一共输入了%d个字母\n",sum);return 0;
}

#include
int main() 
{int i,n=0;for(i=100;i<=200;i++){if(i%3!=0) continue;printf("%6d",i);n++;if(n%5==0) printf("\n");}return 0;
}

#include
int main() 
{int i,j,n=5,p;long sum=0;for(i=1;i<=n;i++){p=1;for (j=1;j<=2*i-1;j++)p=p*j;sum+=p;}printf("%ld",sum);return 0;
}