《C语言程序设计》案例讲义 - 完整版

2． 什么情况下选择断点调试程序的方法。

3． 如何设置断点？一般选择什么位置来设置断点。

案例七 求π=4*(1/1-1/3+1/5-1/7+??)的值

教学目的：

1． 进一步熟悉循环的结构；

2． 掌握用while和do ……while语句实现循环结构。

C语言中设计了for、while和do ??while三种语句来实现循环结构，前面已经知道for语句的格式，这次课我们要学习while和do ??while语句的结构。用while和do ??while语句实现计算π=4*(1/1-1/3+1/5-1/7+??)值的程序如下：

/*do??while实现的循环结构*/ /*while实现的循环结构*/

#include “stdio.h” #include “stdio.h”

#include “conio.h” #include “conio.h”

main() main()

{ {

int j,k; int j,k;

float pi,; float pi,;

clrscr(); clrscr();

k=1;pi=0;j=1; /*循环初始化*/ k=1;pi=0;j=1; /*循环初始化*/

do while(1.0/j>0.0001) /*循环条件*/

{ {

pi=pi+k*1.0/j; /*循环体*/ pi=pi+k*1.0/j; /*循环体*/

k=-k; k=-k;

j=j+2; /*循环控制变量值的改变*/ j=j+2; /*循环控制变量值的改变*/

} while(1.0/j>0.0001); /*循环条件*/ }

pi=pi*4; pi=pi*4;

printf(“π=%f\\n”,pi); printf(“π=%f\\n”,pi);

} }

一、案例分析

1． do??while和while语句的格式 do

{

循环体语句组； }while(条件表达式)； 2． 两种语句的执行过程

do??while语句的执行过程

1) 执行do后的循环体语句组；

2) 计算while后面条件表达式的值； 3) 如果条件表达式的值为非0（真），则转1）继续执行循环体语句组；如果条件表达式为0（假），则结束循环的执行，继续执行while下面的语句。

3． 两种语句执行过程图解（图7.1）

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while(条件表达式)；

{

循环体语句组； }

while语句的执行过程

1) 计算while后面条件表达式的值； 2) 如果条件表达式的值为非0（真），则执

行循环体语句组；然后转1）继续重复上面的过程；

3) 如果条件表达式为0（假），则结束循环

的执行，继续执行while下面的语句。

从图解和上述的执行过程描述可知，do??while和while语句的主要区别在于while语句先进行条件表达式的计算，满足条件才执行循环体，如果第一次条件就为0（假），则循环体一次也不执行就结束循环语句执行；而do??while语句则先执行循环体，然后才计算条件表达式的值，并判断条件是否满足，因此不管怎样，循环体至少执行一次。

4．程序分析

“k=1;pi=0;j=1；”行是循环的初始化部分，给变量赋相应的初值，变量k是用来在计算中改符号位的，第一项是符号位是正，所以k赋为1；pi是用来存放和值的，所以其初值赋为0；j是表示某项

?? ?? 执行循环体语句组 0（假） 计算条件表达式的值 ?? 非0（真） 执行循环体语句组 0（假） 计算条件表达式的值 非0（真） ??

图7.1 b)do??while语句执行图解

图7.1 a)while语句执行图解

的分母值，第一项的分母是1，所以赋其初值为1。

“1.0/j>0.0001”为循环的条件，表示当前项的绝对值大于0.0001时，还需要把此项添加到和值中。

“pi=pi+k*1.0/j; k=-k;”两条语句是循环体，分别完成求和及下一项符号的改变。 “j=j+2;”计算下一项的分母。

在此例中，关键的一个问题是循环条件的确定，本例是当前项的绝对值大于0.0001；第二个问题是每项前的符号的确定，本例用一个整型变量k，使其交替的改为1和-1，以实现当前项符号的确定；由于k,j都是整型，相除时，其值将会为0，因此需要用k*1.0/j这种形式将运算对象值的类型转换为实型。

二、三种实现循环语句的比较

1． 初始化部分 for语句可以将初始化部分的语句放入表达式1中，而while和do??while语句的初始化则需要放在while和do??while语句之前；

2． 循环条件 for语句的循环条件由表达式2表示，而while和do??while语句则放在while后；

3． 循环控制部分 通常控制循环的变量值的改变对于for语句是由表达式3来实现，而while和do??while语句则需要放在循环体内；

4． do??while语句实现的循环，其循环体至少执行一次，所以在选择时应加以注意。 5． 三种语句实现的循环一般是可以相互转换的。

一般情况下，已知次数的循环用for来实现。循环结构程序编写时应特别注意循环初始部分、循环体部分、循环的条件以及循环控制部分。

三、应用举例

【例7-1】一张纸的厚度是0.1mm，珠穆郎玛峰的高度为8848.13m，假如纸张有足够大，将纸对折多少次后可以超过珠峰的高度？（分别用三种循环语句编写）

分析：该题主要是计算是每对折一次，其厚度就是前一次的厚度*2；其次是循环的条件，当厚度超过8848.13后，即停止对折，因此这个循环是不知道次数的，但是需要计算对折的次数，因此每循

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环一次，需要将计次的变量加1。我们定义以下几个变量： int count；用于计算对折的次数，其初值为0；

float thickness；用于计算当前纸的厚度，其初值为0.0001；

程序如下：

/*while实现的程序*/ #include “stdio.h” #include “conio.h” main() {

int count;

float thickness; clrscr();

count=0;thickness=0.0001; /*循环初始化*/ while(thickness<8848.13) /*循环条件*/

{

thickness=thickness*2； /*循环体*/ count++; }

printf(“thickness=%f,count=%d\\n”,thickness,count); }

/*do??while实现的程序*/ #include “stdio.h” #include “conio.h” main() {

int count;

float thickness; clrscr();

count=0;thickness=0.0001; /*循环初始化*/ do

{

thickness=thickness*2； /*循环体*/ count++;

} while(thickness<8848.13); /*循环条件*/

printf(“thickness=%f,count=%d\\n”,thickness,count); }

/*for实现的程序*/ #include “stdio.h” #include “conio.h” main() {

int count;

float thickness; clrscr();

count=0;thickness=0.0001; /*循环初始化*/ for( ;thickness<8848.13； ) /*循环条件*/

{

thickness=thickness*2； /*循环体*/ count++; }

printf(“thickness=%f,count=%d\\n”,thickness,count); }

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四、习题

1． 求Fibonacci数列前40个数。该数列的生成方法是：F1=1，F2=1，Fn=Fn-1+Fn-2(n>=3)，即从第三个数开始，每个数等于前两个数的和。

2． 求数列的前10项的和。2/1+3/2+5/3+8/5+??

3． 给出一个正整数，编程实现：从低位到高位顺序输出每位数字及位数。 提示：要把一个整数的每一位取出来，需要用到一个新的算术运算符“%”，称之为求余运算，即两个整数相除的余数，如3%2=1，9%5=4，1%5=1，其运算优先级同“*、/”运算符。如取35的每一位，用35先取个位，然后k=35/10，将该数缩小10倍，再用k取出十位。当然不管整数是多少位的，始终重复黑斜体部分即可。

五、实验 实验八 while和do??while语句

5．1实验目的

1. 掌握while和do……while语句； 2. 熟悉三种实现循环结构语句的区别。

5．2实验内容及步骤

1.选择合适的程序调试方法调试案例的两种程序，并设计记录格式。 2.将案例程序改为用for语句实现，并调试程序。 3.调试【例7-1】的三种程序，并进行记录。

4.将【例7-1】用for语句实现的程序进行以下修改，并调试。

将原程序中的下列语句改成一条for语句。 count=0;thickness=0.0001; /*循环初始化*/ for( ;thickness<8848.13； ) /*循环条件*/

{

thickness=thickness*2； /*循环体*/ count++; }

for(count=0,thickness=0.0001; thickness<8848.13；thickness=thickness*2, count++); 5. 调试习题的程序，并做好记录。 5.3思考题

1．三种实现循环结构的语句应如何选用？

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