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C语言案例教程 - 第四章 程序流程控制

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authicon 09927306 发表于 2011-1-8 13:05:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 09927306 于 2011-1-8 18:58 编辑

第4章：程序流程控制
【例4-1】
一个猜数游戏，将要猜的整数存放在变量magic中，程序运行时，提示游戏者通过键盘输入自己猜的数guess，若猜对了，即guess==magic，屏幕显示“**Right**”，然后结束程序运行；否则不予显示，直接结束运行。程序可编制如下：


  3.         #include <stdio.h>
  4.         main()
  5.           { int magic=123,guess;
  6.             printf("Enter your guess:");
  7.             scanf("%d",&guess);
  8.             if (guess==magic)
  9.                printf("**Right**\\n");
  10.           }
复制代码


如果用if-else语句替换if语句，还可以扩充上述程序的功能：当猜对时，屏幕显示“**Right**”；否则，显示“**Wrong”。程序修改如下：


  3.       #include <stdio.h>
  4.         main()
  5.           { int magic=123,guess;
  6.             printf("Enter your guess:");
  7.             scanf("%d",&guess);
  8.             if (guess==magic)
  9.                printf("**Right**\\n");
  10.             else
  11.                printf("**Wrong**\\n");
  12.          }
复制代码


【例4-2】
用嵌套的if语句还可以再扩充例4-1猜数游戏的功能：如果猜错了，屏幕除了显示“**Wrong**”外，还显示是猜大了或猜小了的信息，以帮助游戏者继续往正确处猜。显然，当程序执行到guess≠magic时，还要继续判断guess是大于magic还是小于magic，分别显示不同的信息。程序改写如下：


  3.         #include <stdio.h>
  4.         main()
  5.           { int magic=123,guess;
  6.             printf("Enter your guess:");
  7.             scanf("%d",&guess);
  8.             if (guess==magic)
  9.                printf("**Right**\\n");
  10.             else
  11.                { printf("**Wrong**");
  12.                  if (guess>magic)
  13.                     printf("Too high**\\n");
  14.                  else
  15.                     printf("Too low**\\n");
  16.                }
  17.           }
复制代码


【例4-3】
在直角坐标系中有一个以原点为中心的单位圆，今任意给出一点(x,y)，试判断该点是在单位圆内、单位圆上，还是单位圆外?若在单位圆外，那么是在x轴的上方，是在x轴上，还是在x轴的下方？
图4-4
程序流程图
以原点为中心的单位圆方程为x2+y2=1，因此，对任意点(x,y)，若x2+y2＜1，则该点在单位圆内；若x2+y2＞1，则该点在单位圆外；若x2+y2=1，则该点在单位圆上。这就形成了3个分支，而if语句只能解决二分支问题。为此，先将问题变成2个分支，即若x2+y2≤1，则该点在单位圆内或单位圆上；否则，该点在单位圆外。当x2+y2≤1成立时，可以用另一个if语句进一步判断该点是在单位圆上还是单位圆内。当该点在单位圆外时，还要考虑是在x轴的上方、下方还是x轴上，对这一三分支问题，还要仿照上面的方法将它变成二分支问题来处理。据此，可画出该问题的流程图，见图4-4，并根据流程图写出如下程序：


  3.         main()
  4.           { float x,y,z;
  5.             scanf("%f%f",&x,&y);
  6.             z=x*x+y*y;
  7.             printf("%.2f,%.2f\\t",x,y);
  8.             if (z<=1)
  9.                 if (z==1)
  10.                     printf("在单位圆上\\n");
  11.                  else
  12.                     printf("在单位圆内\\n");
  13.             else
  14.                  if (y>=0)
  15.                     if (y>0)
  16.                        printf("在单位圆外，x轴上方\\n");
  17.                     else
  18.                        printf("在单位圆外，x轴上\\n");
  19.                  else
  20.                     printf("在单位圆外，x轴下方\\n");
  21.            }
复制代码


【例4-4】
用if-else语句改写例4-3的程序。改写后的程序将更容易阅读。


  3.         main()
  4.           { float x,y,z;
  5.             scanf("%f%f",&x,&y);
  6.             z=x*x+y*y;
  7.             printf("%.2f,%.2f\\t",x,y);
  8.             if (z==1)
  9.                printf("在单位圆上\\n");
  10.             else if (z<1)
  11.                printf("在单位圆内\\n");
  12.             else
  13.                if (y>0)
  14.                   printf("在单位圆外，x轴上方\\n");
  15.                else if (y==0)
  16.                   printf("在单位圆外，x轴上\\n");
  17.                else
  18.                   printf("在单位圆外，x轴下方\\n");
  19.            }
复制代码


程序先判断以（x,y）为坐标的点是不是在单位圆上，然后再判断它是不是在单位圆内，如果这两种都不成立，则该点肯定在单位圆外。这时，同样先判断该点是不是在x轴的上方，然后再判断它是不是在x轴上，第三种可能就是在x轴的下方。
【例4-5】
从键盘接收一个字符存放在变量c中。若输入的是小写字母，则转换成大写字母，大写字母及其他字符均不必转换，并显示是输入了小写字母还是其他字符的信息。


  3.     main()
  4.       { char ch,c;
  5.         scanf("%c",&ch);
  6.         c=ch>=\'a\'&&ch<=\'z\'?ch-32:ch;
  7.         printf(ch>=\'a\'&&ch<=\'z\'?"Lower case chracter":"Other chracter");
  8.       }
复制代码


【例4-6】
从键盘输入不同的字母，显示不同的国家名称。


  3.       #include <stdio.h>
  4.         main()
  5.           { char ch;
  6.             ch=getchar();
  7.             switch(ch)
  8.               { case \'a\':
  9.                   printf("America\\n");
  10.                 case \'b\':
  11.                   printf("Britain\\n");
  12.                 case \'c\':
  13.                   printf("China\\n");
  14.                 case \'d\':
  15.                   printf("Denmark\\n");
  16.                 default:
  17.                   printf("Japan\\n");
  18.                }
  19.            }   
复制代码




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authicon  楼主| 09927306 发表于 2011-1-8 13:06:06 | 显示全部楼层
本帖最后由 09927306 于 2011-1-8 18:59 编辑

【例4-7】
修改例4-6的程序，使之能在输入某个字母后，只显示该字母打头的国家名称。


  3.         #include <stdio.h>
  4.         main()
  5.           { char ch;
  6.             ch=getchar();
  7.             switch(ch)
  8.                { case 'a':
  9.                    printf("America\n");break;
  10.                  case 'b':
  11.                    printf("Britain\n");break;
  12.                  case 'c':
  13.                    printf("China\n");break;
  14.                 case 'd':
  15.                   printf("Denmark\n");break;
  16.                  default:
  17.                   printf("Japan\n");
  18.               }
  19.            }
复制代码


程序运行时，每次输入一个字符，只显示一个国家的名称。例如，输入字母a，只显示America。
【例4-8】
编制一个程序，将50以内的奇数在屏幕上显示出来。
题目要求显示的数是有规律的。假设要输出的数是i，i的变化规律是从1开始，每次递增2，一直到49。因此，若以i为循环变量，则其初值为1，终值为49，步长值为2，且每次循环要进行的操作是输出i的值。一旦确定了for循环的3个表达式和循环体，就可以写出以下程序：


  3.         main()
  4.           { int i;
  5.             for (i=1;i<50;i+=2)
  6.               printf("%d",i);
  7.             printf("\n");
  8.           }
复制代码


程序中的printf("%d",i)是循环体，重复执行的部分，要被执行25次，这个次数是由循环变量的初值、终值和步长值确定的，计算公式为:
floor((终值–初值+步长)/步长)=floor((99–1)/2)+1=25
公式中的floor()函数用来取商的整数部分。
注意，程序中第二个printf()不是循环体的一部分，退出循环时，它才被调用。其目的是在输出一个数后不换行，继续输出下一个数，直到循环结束时，才换入下一行。
【例4-9】
编制一个求n!的程序。n的值由键盘输入。
这是一个求连乘积的问题，是一个基本的程序设计模块。解这类问题的关键是找出通用计算公式，即找到循环体。该问题的通用计算公式为：p=p*i。公式中，p既作为一个乘数使用，也用于存放连乘的结果，其初值为1；i既作为另一个乘数使用，也作为循环变量，其值从1变化到n。对每个i值，要进行一次p=p*i的计算。例如，当i=1时，p=1×1=1；i=2时，p=1×2=2；i=3时，p=2×3=6；……我们称这一计算过程为递推或迭代。当计算到i=n时，p中存放的就是n!。程序编制如下：


  3. main()
  4. { int i,n,p;
  5. scanf("%d",&n);
  6. p=1;
  7. for (i=1;i<=n;i++)
  8.            p=p*i;
  9.      printf("%d  %d\n",n,p);
  10.   }
复制代码


【例4-10】
编制程序求s=1+2+3+…+100。
这是一个求累加和的问题，求解思路与连乘积问题非常类似。先分析得到通用计算公式为：s=s+i。公式中，s既作为一个加数使用，也用于存放累加的结果，其初值为0；i既作为另一个加数使用，也用于控制循环终止，其值从1变化到100。对每个i值，要进行一次s=s+i的计算。例如，当i=1时，s=0+1=1；i=2时，s=1+2=3；i=3时，s=3+3=6；……当计算到i=100时，s中存放的就是1～100这100个数的累加和。程序编制如下：


  3. main()
  4. { int i,s;
  5. s=0;
  6. i=1;
  7. while (i<=100)
  8.        { s=s+i;
  9.              i++;
  10.        }
  11.        printf("s=%d",s);
  12.   }
复制代码


该程序有两点需要读者注意。其一，程序的循环体中有2条语句，s=s+i用来求累加和，i++用来修改i的值，i值的修改既能使累加的过程逐步向前推进，又能修改循环测试表达式中的变量值，使循环逐步趋向结束；其二，程序的开始处有赋值语句s=0和i=1，它们分别给累加变量s和循环变量i赋初值。
【例4-11】
自然常数e的计算公式为 。请编制程序计算e的近似值，要求被舍弃的首项 ＜0.000001。
这是一个既要求连乘积，又要求累加和的问题。用e表示级数前n项的和，用t表示级数的一个项，用n对项数计数，用e=e+t来累加各个项。如果|t|≥0.000001，就继续累加，否则循环结束，打印累加和e。为了简化编程，将各个级数项分母上的连乘转化成连除。程序如下：


  3.      #include <math.h>
  4. main()
  5.           { int n=1;
  6.             float e=0,t=1;
  7.             while (fabs(t)>=1E-6)
  8. { e=e+t;
  9. t=t/n;
  10.                n++;
  11.              }
  12.            printf("e=%f\n",e);
  13.         }
复制代码


程序运行时，在进入循环前，有e=0（初值）、n=1和t=1（即级数的第1项），由于循环条件满足，因而进入第一轮循环。在循环体中，先将t累加到e上，使e=1，然后计算t=t/1=1（即级数的第2项），并将n增加到2，经判断循环条件仍满足，因此进入第二轮循环。同样先将t累加到e上，使e=e+t=1+1=2，然后计算t=t/2=1/2（即级数的第3项），并将n增加到3。到第三轮循环时，e=e+t=2+1/2，级数的下一项t=t/n=1/2/3，n被增加到4。依此类推，每进入新一轮循环时，若上一轮循环中得到的t的绝对值不小于0.000 001，就先将该项累加到e上，然后计算级数的后一项，并使n=n+1。若|t|<0.000 001时，退出循环，执行输出e值的操作。程序运行结果为：

e=2.718 282

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authicon  楼主| 09927306 发表于 2011-1-8 13:06:28 | 显示全部楼层
本帖最后由 09927306 于 2011-1-8 19:00 编辑

【例4-12】
从键盘输入1个整数，把这个整数中的各位数字反序显示出来。例如，输入为1234，则输出为4321。
所谓反序显示就是先显示个位数，再显示十位数……对任意整数x而言，可以用x%10求得其个位数，例如，1234%10=4。在此基础上，用x/10将x缩小10倍。例如，1234/10=123。这样，x就由原来的4位数变成了3位数。用同样的方法可以求得该3位数的个位数（实际上是原4位数的十位数），再将3位数缩小为2位数，直至1位数。在1位数的情况下，直接输出该数，整个问题就解决了。剩下的问题是如何判断x已经缩小为1位数，若x为1位数，必有x/10==0。因此，解决这个问题的基本思路是将大事化小，小事化了，每次循环要做的工作是求出x的个位数，将该个位数输出，然后将x缩小10倍。如果缩小后的x不等于0，就继续进入下一轮循环；否则，退出循环。程序如下：


  3.         main()
  4.           { int x,c;
  5.             printf("Input an integer:");
  6.             scanf("%d",&x);
  7.             do
  8.               { c=x%10;
  9.                 printf("%d",c);
  10.               } while ((x/=10)!=0);
  11.             printf("\n");
  12.           }
复制代码


【例4-13】
打印九九乘法表。
如果用for循环的嵌套来实现，可以用外层循环控制被乘数i的变化，用内层循环控制乘数j的变化，内层循环的循环体要进行的操作是计算i*j，输出结果。外层循环的循环体包括整个内层循环及退出内层循环后才执行的printf("\n")语句。程序如下：


  3.         main()
  4.           { int i,j;
  5.             for (i=1;i<=9;i++)
  6.               { for (j=1;j<=9;j++)
  7.                  printf("%d*%d=%2d ",i,j,i*j);
  8.                 printf("\n");
  9.               }
  10.           }
复制代码


程序的执行过程是：
（1）先对外层循环的循环变量i赋初值1，由于循环条件成立，执行外层循环的循环体，即进入内层循环；
（2）在内层循环中，同样先对内层循环的循环变量j赋初值1，这时循环条件也成立，于是执行内层循环的循环体，即显示：
1*1=1
（3）修改循环变量j的值，使j=j+1，并判断循环条件仍然成立，继续执行循环体，显示：1*2=2
（4）重复执行（3），依次得到1*3=3，1*4=4，…，1*9=9，当j>9时退出内层循环，执行printf("\n")，使输出换行(注意，printf("\n")是外层循环的循环体，而不是内层循环的循环体)。然后第二次进入外层循环(即i=2)，由于i＜=9成立，于是又进入内层循环，内层循环变量j重新初始化为1，显示：
2*1=2，……
（5）如此反复，每一轮外层循环，都要重复执行内层循环9次，直到外层循环终止时，内层循环的循环体printf("%d*%d=%2d ",i,j,i*j)共被执行9*9=81次。而printf("\n")只是外层循环的循环体的一部分，共被执行9次。
程序输出结果如下：

1*1=1 1*2=2
1*3=3
1*4=4
1*5=5
1*6=6
1*7=7
1*8=8
1*9=9

2*1=2 2*2=4
2*3=6
2*4=8
2*5=10
2*6=12
2*7=14
2*8=16 2*9=18


……

9*1=9 9*2=18 9*3=27 9*4=36 9*5=45
9*6=54
9*7=63
9*8=72 9*9=81
【例4-14】
用迭代法求正数x（2～100）的平方根。求平方根的迭代公式如下：

x1=(x0+x/x0)/2
要求迭代精度为0.00001。
所谓迭代，就是从初始值x0出发，用迭代公式计算x1，当|x1–x0|<ε时（ε称为迭代精度），迭代收敛，x1就是所求的根；否则，用x1替换x0，继续使用迭代公式，计算新的x1。


  3.         #include <math.h>
  4.         main()
  5.           { float x,x0,x1;
  6.             for(x=2; x<=100; x++)
  7.               { x0=x/2;
  8.                 x1=(x0+x/x0)/2;
  9.                 do
  10.                   { x0=x1;
  11.                     x1=(x0+x/x0)/2;
  12.                   } while(fabs(x1-x0)>=1e-5);
  13.                 printf("%.0f    %f\n",x,x1);
  14.                }
  15.           }
复制代码


程序中，外层for循环用来依次从2～100中选出一个数，内层do-while循环用来求该数的平方根。在求某数x的平方根时，用x/2作为迭代初值。利用迭代公式求出x1，这是第一次迭代过程，然后在do-while循环中进行反复迭代，直到两次迭代结果的绝对误差小于指定的迭代精度时，x1就是对应x的平方根。
【例4-15】
break在循环结构中的控制作用示例。


  2. main()
  3.           { int t;
  4.             for (t=0;t<100;t++)
  5.               { printf("%d",t);
  6.                 if (t==10) break;
  7.               }
  8.           }
复制代码


如果程序中没有break语句，for循环将执行100次。由于break语句的存在，当t=10时，break被执行，程序流程被强迫退出循环，从而程序运行结束。程序运行结果为:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
【例4-16】
continue在循环结构中的控制作用示例。


  2. main()
  3.           { int i=0;
  4.             while(i<100)
  5.               { i++;
  6. if (i%5==0) continue;
  7.                 printf("%d",i);
  8.               }
  9.             printf("\n");
  10.           }
复制代码


程序运行时，将100以内的自然数显示在屏幕上，但凡5的倍数均不显示。这是由于凡是遇到5的倍数时，在continue语句的作用下，程序流程跳过printf()语句，直接进入循环条件的测试。形象地说，continue是将它后面的循环体部分“短路”。
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