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第三章 C程序步骤设计
一、教学目标和要求
掌握次序、选择、循环三类程序步骤控制语句，和转移语句，能够正确使用它们编程。
二、关键和难点：
if语句中条件表示式，if语句中if-else匹配关系，if语句嵌套；switch语句控制步骤，switch语句嵌套；三种循环语句格式和功效，循环嵌套使用；转移语句使用。
三、教学内容
第一节 算法
1、算法概念
为处理某一个问题而采取方法和步骤，就称为算法。
2、算法性质
①有穷性：一个算法应包含有限操作步骤
②一个初始：此动作序列只有一个初始动作
③确定性：算法中每一个步骤全部应该是确定性，仅有一个后继动作。
④有一个或多个输出：序列终止表示问题得到解答或问题没有解答，没有输出算法是没有意义。
第二节 选择型程序设计
1、if 语句形式
①if（条件表示式） 语句
②if（条件表示式） 语句1 else 语句 2
注意：
①if语句中条件表示式通常为逻辑表示式或关系表示式，但也能够是任意数值类型（包含整型、实型、字符型、指针类型），例以下列语句也是正当。
if(‘a’) printf(“%d” ,’a’);
②在if语句中，分号是语句结束标志。
③在if和else后面能够只含一个内嵌操作语句，也能够有多个操作语句，此时用花括号将多个语句括起来成为一个复合语句。
例1：以下不正确if语句形式是（ ）。
A）if(x>y&&x!=y);
B）if(x==y) x+=y;
C）if(x!=y) scanf(“%d”,&x) else scanf(“%d”,&y);
D）if(x<y) {x++;y++;};
答案：C
详解：scanf(“%d”,&x)末尾应加分号，因为分号是语句不可缺乏部分。
例2：已知int x=10,y=20,z=30;以下语句实施后x,y,z值是（ ）。
if(x>y)
z=x;x=y;y=z;
答案：x,y,z值分别是：20 30 30
详解：在此语句中，条件x>y为假，所以只实施x=y;y=z;两条语句。
例3、以下不正确语句是（ ）
A）if(x>y);
B）if(x=y)&&(x!=0) x+=y;
C）if(x!=y) scanf(“%d”,&x);
D）if(x<y){x++;y++};
答案：D
详解：分号是语句结束标志，y++末尾无分号，所以y++不是正当语句。
2、if 嵌套
if（条件1）
if（条件2）
语句1
else
语句2
else if（条件3）
语句3
else
语句4
例4：以下程序输出结果是（ ）
main( )
{
int a=100,x=10,y=20,ok1=5,ok2=0;
if(x<y)
if(y!=10)
if (!ok1)
a=1;
else
if(ok2) a=10;
printf(“%d\n”,a);
}
答案：100
详解：把10、20、5、0分别给变数x、y、ok1、ok2赋值，实施条件语句后a值没有改变，所以a值仍是原值100。
3、switch结构
switch语句是多分支选择语句，其形式以下：
switch(表示式)
{
case 常量表示式1：语句1
case 常量表示式2：语句2
…………
default:语句n+1
}
注意：
1、switch后面括号内“表示式”，能够是整型表示式或字符型表示式，也能够枚举型数据。
2、当表示式值和某一个case后面常量表示式值相等时，就实施此case后面语句，若全部case中常量表示式值全部没有和表示式值匹配，就实施default后面语句。
3、每一个case常量表示式值必需互不相同，不然就会出现相互矛盾现象。
4、实施完一个case后面语句后，步骤控制转移到下一个case继续实施，直到碰到break语句或实施完为止。
5、default能够放在case语句后面，也能够放在case语句前面。
例5：运输企业对用户计算运费，距离越远，每公里运费越低。设每公里每吨货物基础运费为p,货物重为w,距离为s,折扣为d，则总运费f计算公式为f=p*w*s(1-d)，编写程序。公里数s和折扣率d标准以下：（此程序可用if……else来完成，也能够用switch来完成）。
s<250km d=0
250≤s<500 d=0.05
500≤s<1000 d=0.075
1000≤s< d=0.1
≤s<3000 d=0.15
3000≤s d=0.2
main()
{
int s;
float p,w,d,f;
printf(“请输入每公里每吨货物基础运费”);
scanf(“%f”,&p);
printf(“请输入货物重”);
scanf(“%f”,&w);
printf(“请输入公里数”);
scanf(“%f”,&s);
switch((int)(s/250))
{
case 0: d=0; break;
case 1: d=0.05; break;
case 2:
case 3: d=0.075; break;
case 4:
case 5:
case 6:
case 7: d=0.1; break;
case 8:
case 9:
case 10:
case 11: d=0.15; break;
default: d=0.2;
}
f=p*w*s(1-d);
printf(“基础运费是：%f”,f);
}
详解：
1、多个case可共享一组实施语句，必需写成以下形式：
case 4:
case 5:
case 6:
case 7: d=0.1; break;
case后面只能有一个常量，把上式改写成case 4,5,6,7: d=0.1; break;形式是错误。
2、switch后面括号内“表示式”必需是整型表示式或字符型表示式，也能够是枚举型数据，对于swith来说，关键是把原始数据转换为易表示形式。
例6：请读以程序写出程序输出结果。
#include<stdio h>
main( )
{
int x=1,y=0,a=0,b=0;
switch(x)
{
case 1:
switch(y)
{
case 0: a++;break;
case 1: b++;break;
}
case 2:
a++;b++;break;
}
printf(“a=%d,b=%d”,a,b);
}
答案：a=2,b=1
详解：此程序是switch嵌套结构，在此程序中break跳出内层switch结构，接着实施外层switchcase 2后语句。
例7：写出下面程序运行结果是（ ）
main()
{
int i;
for(i=1;i<=5;i++)
switch(i%5)
{
case 0: printf(“*”); break;
case 1: printf(“#”); break;
default: printf(“\n”);
case 2: printf(“&”);
}
}
答案：#&
&
&*
详解：default可放在case语句前面，也能够放在case语句后面，当i%5不等于0,1,2时，将实施default后语句printf(“\n”);实施完成后没有break，将继续实施case 2后语句printf(“&”);
第三节 循环型程序设计
1、while语句
while语句用来实现”当型”循环结构，其通常形式以下：
while(条件表示式) 循环体语句
例8：设有程序段：
int k=10;
while(k=0) k=k-1; 循环体实施（ ）次。
答案：0
答案解析：在此程序while结构中，条件表示式k=0结果永远为0即为假，所以循环实施次数为0。
例9：下面程序段运行结果是（ ）
x=y=0;
while(x<15) y++,x+=++y;
printf(“%d,%d”,y,x);
答案：8，20
例10、设有程序段
t=0;
while(printf(“*”))
{ t++;
if(t>3) break;
} 循环实施（ ）次
答案：4
答案解析：while结构中条件表示式printf(“*”)值为输出数据个数，在此例中，printf(“*”)结果为1，即为真。
2、do-while语句
do-while语句特点是先实施循环体，然后判定循环条件是否成立，其通常形式为：
do{
循环体语句
}while(条件表示式)；
例11、若有以下语句
int x=3;
do {printf(“%d\n”,x-=2);}
while(--x);
则上面程序段输出结果是（ ）。
答案：1
例12、以下程序段循环实施几次。
x=-1;
do
{ x=x*x;} while(!x);
答案：1
例13、下面程序运行结果是（ ）
main( )
{
int y=10;
do{y--;} while(--y);
printf(“%d\n”,y--);
}
答案：0
3、for语句
C语言中for语句使用最为灵活，不仅能够用于循环次数已经确定情况，而且能够用于循环次数不确定而只给出循环结束条件情况，它完全能够替换while语句，其通常形式为：
for(表示式1；表示式2；表示式2)
语句
说明：
①for语句通常形式中“表示式1”能够省略，此时应for语句之前给循环变量赋初值。注意省略表示式1时，其后分号不能省略。
②假如表示式2省略，即不判定循环条件，循环无终止地进行下去。
③表示式3也能够省略，但此时程序设计者应另外设法确保循环正常结束。
④能够省略表示式1和表示式3，只有表示式2，即只给循环条件，在这种情况下，完全等同于while语句。
⑤3个表示式全部可省略，如：for( ; ; ) 语句，相当于while(1) 语句，即不设初值，不判定条件（认为表示式2为真值），循环变量不增值。无终止地实施循环体。
⑥表示式1能够是设置循环变量初值赋值表示式，也能够是和循环变量无关其它表示式。for(sum=0;i<=100;i++) sum=sum+i;
⑦表示式通常是关系表示式（如i<=100）或逻辑表示式（如a<b && x<y），但也能够是数值表示式或字符表示式，只要其值为非零，就实施循环体。
例14、若i为整型变量，则以下循环实施次数是（ ）。
for( i=2 ;i!=0 ; ) printf(“%d”,i--);
答案：2
例15、以下不是无限循环语句是（ ）
A）for(y=0,x=1;x>++y;x=i++) i=x;
B）for(;;x++=i)
C）while(1){x++;}
D）for(i=10;;i--) sum+=i;
答案：A
例16、实施语句for( i=1 ; i++<4 ; ); 后变数i值是（ ）
答案：4
例17、下面程序段功效是计算1000！末尾含有多少个零。请填空。
for(k=0,i=5;i<=1000;i+=5)
{m=i;
while( )
{k++;m=m/5;}
}
答案：m%5!=0
4、break和continue
在break语句能够使步骤跳出switch结构，继续实施switch语句下面一个语句。实际上，break语句还能够用来从循环体内跳出循环体，即提升结束循环，接着实施循环下面语句。break语句通常形式为：break;
continue语句只结束此次循环，而不是终止整个循环实施。continue语句通常形式为：continue;
例18、下列程序运行结果是（ ）。
main( )
{ int i,j,x=0;
for(i=0;i<2;i++)
{x++;
for(j=0;j<=3;j++)
{ if(j%2) continue;
x++;}
x++;
}
printf(“x=%d\n”,x);
}
答案：
例19、下面程序运行结果是（ ）
main( )
{ int k=0;char c=’A’;
do
{switch(c++)
case ‘A’:k++;break;
case ‘B’:k--;
case ‘C’:k+=2;break;
case ‘D’:k=k%2;continue;
case ‘E’:k=k*10;break;
default:k=k/3;
}
k++;
}while(c<‘G’)；
printf(“k=%d\n”,k);
答案：
5、循环嵌套
一个循环体中又包含另一个完整循环结构称为循环嵌套。内嵌循环中还可嵌套循环，这就是多层循环。
6、举例：
①求和问题
例20、s=1+2+…………..+100
例21、s=1!+2!+………… +100!
例22、e=1+1/1!+1/2!+1/3!+…… 正确到10-6
例23、s=1-1/3!+1/5!-1/7!+……. 正确到10-6
#include “math.h”
main( )
{
long t;
double s;
for(s=0,t=1,i=0;fabs(1/t)>=1e-6;i++)
{
t=(-1)*t*i； s=s+1/t;
}
printf(“%lf”,s);
}
例24、有一分数序列：2/1，3/2，5/3，8/5，13/6，21/13，…….
求出这个数列前20项之和
main()
{
int s=0, f1=1,f2=2;
for(I=1;I<=20;I++)
{
s=s+f2/f1;
f2=f1+f2;
f1=f2-f1;
}
printf(“%d”,s);
}
例25、打印九九表
main( )
{int i,j;
for(i=1;i<=9;i++)
{
for(j=1;j<=9;j++)
printf(“%2d*%2d=%2d”,i,j,i*j);
printf(“\n”);
}
}
例26、打印出下列图形
　＊
＊　＊
　　　　　 ＊　＊　＊
＊　＊
　＊
main( )
{
int i,j;
for(i=1;i<=5;i++)
{
for(j=1;j<=5+fabs(i-3);j++)
printf(“ ”);
for(j=1;j<=5-2*fabs(i-3);j++)
printf(“＊”);
printf(“\n”);
}
}
例27、打印出下列图形
＊
＊＊＊
　　　　　 ＊＊＊＊＊
＊＊＊
　 ＊
例28、兔子繁殖问题
main( )
{
int i,f1,f2,f3;
for(i=3;i<=12;i++)
{
f3=f1+f2;
f1=f2;
f2=f3;
}
printf(“%d”,f3);
}
例29、求最大条约数、最小公倍数。
main( )
{int r,u,v,m,n;
scanf(“%d,%d”,&m,&n);
m=u;n=v;
if(u<v) {r=u;u=v;v=r;}
while(u!=0)
{r=u%v;u=v;v=r;}
printf(“最大条约数是：%d，最小公倍数是”,v,m*n/v);
}
例30、sn=a+aa+aaa+aa…a，从键盘输入a及n后，求sn
方法一：
main()
{int n,a;
long s;
scnaf(“%d%d”,&n,&a);
for(i=1;i<=n;i++)
s=s*10+i*a;
printf(“%ld”,s);
}
方法二：
main()
{int n,a;
long s,t=0;
scnaf(“%d%d”,&n,&a);
for(i=1;i<=n;i++)
{t=t*10+a
s=s+t;
}
printf(“%ld”,s);
}
例31、给出一个不多于5位正整数，要求①求出它是几位数②分别打印出每一位数③逆序打印此数据。
main( )
{long a;
int i=0;s=0;
printf(“它每一位数：”);
While(a!=0)
{ i=i+1;
x=a%10;
a=a/10;
s=s*10+x;
printf(“%d ”,x);
}
printf(“\n”);
printf(“它是%d位数\n”,i);
printf(“它逆序是%d\n”,s);
}
例32、输出1—100之间每位数乘积大于每位数和数
main()
{ int n,k=1,s=0,m;
for(n=1;n<=100;n++)
{k=1;s=0;
m=n;
while(m!=0)
{
k=k+m%10;
s=s+m%10;
m=m/10;
}
if(k>s) printf(“%d”,n);
}
}
例33、猴子吃桃问题，猴子第一天摘下若干桃子，立即吃了二分之一，还不过瘾又多吃了一个，第二天又将剩下桃子吃掉二分之一，又多吃了一个，以后天天全部吃前一天剩下半多一个，到第10天，再吃桃时只剩下一个桃子，求第一天共摘下多少了桃。
main()
{int i,s=1;
for(i=9;i<=1;i--)
s=2*s+1;
printf(“第一天共摘下%d个桃子”,s);
}
例34、准备客票：某铁路在线共有10个车站，问需要准备多个车票。
main()
{int i,j,s=0;
for(I=1;I<=9;I++)
for(j=I+1;j<=10;j++)
s=s+1;
printf(“需要准备%d”,2*s);
}
例35、有1020个西瓜，第一天卖二分之一多两个，以后天天卖剩下二分之一多两个，问几天以后能卖完。
main( )
{ int day=0,s=1020;
while(s<=0)
{s=s/2-2; day++; }
printf(“%d”,day);
}
例36、从三个红球、五个白球、六个黑球中任意取出八个球，且其中必需有白球，输出全部可能方案。
main()
{int red,white,black;
for(white=1;white<=5;white++)
for(red=0;red<=3;red++)
for(black=0;black<=6;black++)
if(white+red+black==8)
printf(“%d个红球，%d个白球，%d个黑球”,red,white,black);
}
例37、二分迭代法
二分迭代法思想是：先取f(x)=0两个粗略解x1和x2。若f(x1)和f(x2)符号相反，则方程f(x)=0在区间（x1,x2）中最少有一个根。
While(fabs(x1-x2)>=1e-6)
{ x3=(x1+x2)/2;
if(f(x3)*f(x2)>0)
x2=x3;
else
x1=x3;
}
例38、牛顿切线法求a平方根。
x=√a x2=a 结构函数 f(x)=x2-a
x2=x1-f(x1)/f’(x1)
double sq-root(double a)
{double x;
x=a;
while(fabs(x*x)-a>=1e-6)
x=(x+a/x)*0 5;
return(x);
}
例39、求积分用梯形法求sin(x)*cos(x)定积分，设上限a、下限b分别为0,1.2。积分区间分割数n=100.
S=h/2[f(a)+f(b)]+h(f(a+h)+f(a+2h)+………..+f(b))
main( )
{ int i,n=100;
double h,s,a=0,b=1.2;
s=0.5*(sin(a)*cos(a)+sin(b)*cos(b));
for(i=1;i<=n;i++)
s=s+sin(a+i*h)*cos(a+i*h);
printf(“%lf”,s);
}
例40、验证一个数是否为素数
main( )
{int n,I,flag=1;
scnaf(“%d”,&n);
for(i=2;i<=sqrt(n);i++)
if(n%i==0) {flag=0;break;}
if(flag==1)
printf(“%d是素数。”,n);
else
printf(“%d不是素数。”,n);
}
例41、输入一个数，输出这个数质因子乘积形式。比如输入72后，输出：72=2*2*2*3*3。
main()
{ int n,i=2,flag=0;
scanf(“%d”,&n);
printf(“%d=”,n);
while(n!=1)
{
if(n%i==0)
{if(flag==0)
{printf(“%d”,i);flag=1;}
else
{printf(“*%d”,i);}
n=n/i;
}
else
i=i+1
}
}