3.8 选择结构程序设计举例
例3.17 求一元二次方程ax2+bx+c=0的解（a≠0）。
1 #include "math.h"
2 #include <stdio.h>
3 void main()
4 {
5 float a,b,c,disc,x1,x2,p,q;
6 scanf("%f,%f,%f", &a, &b, &c);
7 disc=b*b-4*a*c;
8 if(fabs(disc)<=1e-6) /*fabs()：求绝对值库函数*/
9 printf("x1=x2=%7.2f\n", -b/(2*a));/*输出两个相等的实根*/
10 else
11 {
12 if(disc>1e-6)
13 {
14 x1=(-b+sqrt(disc))/(2*a);/*求出两个不相等的实根*/
15 x2=(-b-sqrt(disc))/(2*a);
16 printf("x1=%7.2f,x2=%7.2f\n", x1, x2);
17 }
18 else
19 {
20 p=-b/(2*a); /*求出两个共轭复根*/
21 q=sqrt(fabs(disc))/(2*a);
22 printf("x1=%7.2f + %7.2f i\n", p, q);/*输出两个共轭复根*/
23 printf("x2=%7.2f - %7.2f i\n", p, q);
24 }
25 }
26 }
说明：由于实数在计算机中存储时，经常会有一些微小误差，所以本案例判断disc是否为0的方法是：判断disc的绝对值是否小于一个很小的数（例如10-6）。
思考题：如果将系数a、b、c定义成整数，能否直接判断disc是否等于0？
例3.18 已知某公司员工的保底薪水为500，某月所接工程的利润profit（整数）与利润提成的关系如下（计量单位：元）：
profit≤1000 没有提成；
1000＜profit≤2000 提成10%；
2000＜profit≤5000 提成15%；
5000＜profit≤10000 提成20%；
10000＜profit 提成25%。
算法设计要点：
为使用switch语句，必须将利润profit与提成的关系，转换成某些整数与提成的关系。分析本题可知，提成的变化点都是1000的整数倍（1000、2000、5000、……），如果将利润profit整除1000，则当：
profit≤1000 对应0、1
1000＜profit≤2000 对应1、2
2000＜profit≤5000 对应2、3、4、5
5000＜profit≤10000 对应5、6、7、8、9、10
10000＜profit 对应10、11、12、……
为解决相邻两个区间的重叠问题，最简单的方法就是：利润profit先减1（最小增量），然后再整除1000即可：
profit≤1000 对应0
1000＜profit≤2000 对应1
2000＜profit≤5000 对应2、3、4
5000＜profit≤10000 对应5、6、7、8、9
10000＜profit 对应10、11、12、……
1 #include <stdio.h>
2 void main()
3 {
4 long profit;
5 int grade;
6 float salary=500;
7 printf("Input profit: ");
8 scanf("%ld", &profit);
9 grade= (profit - 1) / 1000;
10 switch(grade)
11 {
12 case 0: break;/*profit≤1000 */
13 case 1: salary += profit*0.1; break; /*1000＜profit≤2000 */
14 case 2:
15 case 3:
16 case 4: salary += profit*0.15; break; /*2000＜profit≤5000 */
17 case 5:
18 case 6:
19 case 7:
20 case 8:
21 case 9: salary += profit*0.2; break; /*5000＜profit≤10000 */
22 default: salary += profit*0.25; /*10000＜profit */
23 }
24 printf("salary=%.2f\n", salary);
25 }
3.9 循环语句概述
我们知道目前计算机是不能进行创造性劳动的，但它却是重复性劳动的高手，而重复性劳动常常可以通过循环来实现。
求1～100的累计和。根据已有的知识，可以用“1+2+……+100”来求解，但显然很繁琐。现在换个思路来考虑：
首先设置一个变量sum，其初值为0，用来存放计算之和。利用sum += n来计算（n依次取1、2、……、100），只要解决以下3个问题即可：
（1）将n的初值置为1；
（2）每执行1次“sum += n”后，n增1；
（3）当n增到101时，停止计算。此时，sum的值就是1～100的累计和。
我们可以用if语句+goto语句（无条件转向语句）来实现上述计算。
goto语句的一般格式：
功能为：使系统转向标号所在的语句行执行。
语句标号用标识符表示，它的命名规则与变量名的命名规则相同。例如：
goto label_1; /*合法*/
goto 123; /*不合法*/
用goto语句和if语句构成循环。使用goto语句实现求解1～100累计和的程序如下：（流程如图3.10所示）
 
图3.10 图3.11
void main()
{
int n=1,sum=0;
loop: sum+=n;n++;
if(n<=100) goto loop;
printf(“sum=%d\n”, sum);
}
注意：结构化程序设计方法，主张限制使用goto语句。因为滥用goto语句，将会导致程序结构无规律、可读性差。
由于需要经常使用这种重复计算结构（称为循环结构），C语言提供了3条循环语句来实现，以简化、并规范循环结构程序设计：
（1）for语句。（2）while语句。（3）do-while语句。
3.10 for语句、while语句、do-while语句
3.10.1 for语句
在3条循环语句中，for语句最为灵活，不仅可用于循环次数已经确定的情况，也可用于循环次数虽不确定，但给出了循环继续条件的情况。
例3.19 求1～100的累计和。
1 #include <stdio.h>
2 void main()
3 {
4 int i,sum=0; /*将累加器sum初始化为0*/
5 for(i=1; i<=100; i++)
6 sum += i; /*实现累加*/
7 printf("sum=%d\n",sum);
8 }
程序运行结果：sum=5050
例3.20 求n的阶乘n!（n!=1*2*……*n）。
1 #include <stdio.h>
2 void main()
3 {
4 int i, n;
5 long fact=1; /*将累乘器fact初始化为1*/
6 printf("Input n: ");
7 scanf("%d", &n);
8 for(i=1; i<=n; i++)
9 fact*=i; /*实现累乘*/
10 printf("%d ! = %ld\n", n, fact);
11 }
程序运行情况如下：Input n: 5↙
5 ! = 120
1． for语句的一般格式
2．for语句的执行过程
执行过程流程如图3.11所示。
（1）求解“循环变量赋初值”表达式。
（2）求解“循环继续条件”表达式。如果其值非0，执行（3）；否则，执行（4）。
（3）执行循环体语句组，并求解“循环变量改变”表达式，然后转向（2）。
（4）执行for语句的下一条语句。
3．说明
（1）“循环变量赋初值”、“循环继续条件”和“循环变量改变”部分均可缺省，甚至全部缺省，但其间的分号不能省略。（for( ; ; )）
① 循环变量赋初值省略
例： i=1;
for( ;i<=100;i++)
sun+=i;
由此可以看出循环变量赋初值并不是真的省略了，而是换了一个地方。
② 循环继续条件省略
例： for(i=1; ;i++)
sun+=i;
如果循环条件省略，就不判断循环条件，即认为循环条件始终为真，循环无终止的进行，如果没有别的办法退出循环，将成为死循环。
流程如图3.12所示
 
图3.12 图3.13
③ 循环变量改变也可以省略，但程序应另外设法保证循环能正常结束。例：
for(i=1;i<=100;)
{
sum+=i;
i++;
}
从这个意义来看，循环变量改变并没有省，而是换了一个地方。如果不能设法结束循环，循环将成为死循环，死循环一般是没有意义的，应当尽量避免。
④ 可以省略循环变量赋初值和循环变量改变这两个表达式，只留下循环继续条件。这里所说的省略要理解成，在一般情况(不是绝对的)下在适当的位置要给循环变量赋初值，要有改变循环变量值的语句。
例： i=1;
for(;i<=100;)
{
sum+=i;
i++;
}
（2）当循环体语句组仅由一条语句构成时，可以不使用复合语句形式。
（3）“循环变量赋初值”表达式，既可以是给循环变量赋初值的赋值表达式，也可以是与此无关的其它表达式（如逗号表达式）。
例如，for(sum=0,i=1;i<=100;i++)
sum += i;
（4）“循环继续条件”部分是一个逻辑量，除一般的关系（或逻辑）表达式外，也允许是数值（或字符）表达式。C语言将非0值看成是逻辑真，将0值看成是逻辑假。
3.10.2 while语句
1. while语句又叫“当型”循环语句，它的一般格式为：
2. while语句的执行过程
执行过程流程如图3.13所示。
（1）求解“循环继续条件”表达式。如果其值为非0，转（2）；否则转（3）。
（2）执行循环体语句组，然后转（1）。
（3）执行while语句的下一条。
显然，while循环是for循环的一种简化形式（缺省“变量赋初值”和“循环变量改变”表达式）。
while循环的特点是，先判断条件后执行循环体。
例3.21 用while语句求1～100的累计和。
1 #include <stdio.h>
2 void main()
3 {
4 int i=1,sum=0; /*初始化循环控制变量i和累计器sum*/
5 while( i<=100 )
6 {
7 sum += i; /*实现累加*/
8 i++; /*循环控制变量i增1*/
9 }
10 printf("sum=%d\n",sum);
11 }
程序运行情况如下：
sum=5050
3.10.3 do-while语句
1．do-while语句又叫“直到”循环语句，它的一般格式为：
尾行的分号不能省！！。
当循环体语句组仅由一条语句构成时，可以不使用复合语句形式。
2．执行过程
执行流程如图3.14所示。
（1）执行循环体语句组。
图3.14
（2）计算“循环继续条件”表达式。如果“循环继续条件”表达式的值为非 0（真），则转向（1）继续执行；否则，转向（3）。
（3）执行do-while的下一条语句。
do-while循环语句的特点是：先执行循环体语句组，然后再判断循环条件。
例3.22 用do-while语句求解1～100的累计和。
1 #include <stdio.h>
2 void main()
3 {
4 int i=1, sum=0; /*定义并初始化循环控制变量，以及累计器*/
5 do
6 {
7 sum += i; /*累加*/
8 i++;
9 }while(i<=100); /*循环继续条件：i<=100*/
10 printf("sum=%d\n",sum);
11 }
程序执行结果为：sum=5050
do-while语句比较适用于处理：不论条件是否成立，先执行1次循环体语句组的情况。除此之外，do-while语句能实现的，for语句也能实现，而且更简洁。
如果例3.20和例3.21循环条件一开始就为假，它们的运算结果如何，同学们可以试一试。
3.10.4 循环的嵌套
如果循环体内，又包含另一个完整的循环结构，称为循环的嵌套。循环可以允许多层嵌套。
for语句、while语句、do-while语句都允许进行嵌套，并且可以进行相互嵌套。
（1）for循环嵌套 如图3.15~图3.17
（2）while循环嵌套 如图3.18~图3.20
（3）do-while循环嵌套 如图3.21~图3.23
关于循环的几点注意：
图3.15 图3.16
图3.17
图3.18 图3.19
图3.20
（3）do-while循环嵌套 如图3.18~图3.20
图3.21 图3.22
图3.23
（1）四种循环都可以处理同一问题，没有孰优孰劣之分。但一般不用goto语句来实现循环。
（2）while和do-while循环，只在while后面指定循环条件，因此在循环体中要有使循环趋于结束的语句。
（3）一般情况下我们不能忘记“循环三要素”，即“循环变量赋初值”、“循环结束条件（或继续条件）”、“循环变量的改变”（可增可减）。
3.11 break语句与continue语句
为了使循环控制更加灵活，Ｃ语言提供了break语句和continue语句。
1． 一般格式：
2．功能
我们在前面已经知道break语句可以跳出switch结构，实际上break语句还可以用于循环语句中。
（1）break：强行结束循环，转向执行循环语句的下一条语句。
（2）continue：结束本次循环。对于for循环，跳过循环体其余语句，转向循环变量改变表达式的计算；对于while和do-while循环，跳过循环体其余语句，但转向循环继续条件的判定。
（3）break和continue语句对循环控制的影响如图3.24和图3.25所示。
3.说明
（1）break能用于循环语句和switch语句中，continue只能用于循环语句中。
（2）循环嵌套时，break和continue只影响包含它们的最内层循环，与外层循环无关。
例3.23 把100~200之间的不能被3整除的数输出,并且每行输出10个。
1 #include <stdio.h>
2 void main()
3 {
4 int n,count=0;
5 for(n=100;n<=200;n++)
6 {
7 if(n%3==0)
8 continue;
9 count++;
10 printf("%5d",n);
11 if(count%10==0)
12 printf("\n");
13 }
14 }
 
 
图3.24 图3.25
3.12 循环结构程序举例
例3.24 求Fibonacci数列的前40个数。
该数列的生成方法为：F1=1，F2=1，Fn=Fn-1+Fn-2（n>=3），即从第3个数开始，每个数等于前2个数之和。
1 #include <stdio.h>
2 void main()
3 {
4 long f1=1,f2=1; /*定义并初始化数列的头2个数*/
5 int i=1; /*定义并初始化循环控制变量i*/
6 for( ; i<=20; i++ ) /*1组2个，20组40个数*/
7 {
8 printf("%15ld%15ld", f1, f2); /*输出当前的2个数*/
9 if(i%2==0)
10 printf("\n"); /*输出2次（4个数），换行*/
11 f1 += f2; /*计算下2个数*/
12 f2 += f1;
13 }
14 }
例3.25 输出10～100之间的全部素数。所谓素数n是指，除1和n之外，不能被2～（n-1）之间的任何整数整除。
算法设计要点：
（1）显然，只要设计出判断某数n是否是素数的算法，外面再套一个for循环即可。
（2）判断某数n是否素数的算法：根据素数的定义，用2～（n-1）之间的每一个数去整除n，如果都不能被整除，则表示该数是一个素数。
判断一个数是否能被另一个数整除，可通过判断它们整除的余数是否为0来实现。
源程序如下：
1 #include <stdio.h>
2 void main()
3 {
4 int i=11, j, counter=0;
5 for(;i<=100;i+=2) /*外循环：为内循环提供一个整数i*/
6 {
7 for(j=2;j<=i-1;j++)/*内循环：判断整数i是否是素数*/
8 if(i%j==0) /*i不是素数*/
9 break; /*强行结束内循环，执行下面的if语句*/
10 if(j>=i) /*整数i是素数：输出，计数器加1*/
11 {
12 printf("%6d",i);
13 counter++;
14 }
15 if(counter%10==0)/*每输出10个数换一行*/
16 printf("\n");
17 }
18 printf("\n");
19 }
3.13 良好的源程序书写习惯
顺序程序段中的所有语句（包括说明语句），一律与本顺序程序段的首行左对齐，并且采用缩进对齐的方式，使程序便于阅读。
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