Microsoft Word - AEL0124-CH05

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迁穆
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1 Chapter 5 迴圈 5-1 迴圈結構之 for 敘述 5-2 迴圈結構之 while 敘述 5-3 迴圈結構之 do while 敘述 5-4 continue 敘述 5-5 break 敘述 5-6 程式練習 5-7 習題

2 第一次學 C 就上手若我們要使用 printf( ) 函式來印出 100 次 Hello, 假如一列一列的寫, 將會需要 100 列的 printf( Hello ); 程式敘述, 這樣的程式實在太過繁雜且撰寫耗時, 幸好 C 語言提供了迴圈結構 (Loop), 可以簡化重複動作的撰寫, 只要使用幾行迴圈程式碼, 就可顯示 100 次的 Hello 迴圈結構使得程式語言更具威力, 且善用了電腦的好處, 可以不厭其煩的重複執行特定程式敘述, 以完成指定的動作迴圈就像是一條圓形的道路, 從原點開始走, 走一圈會回到原點, 當回到原點時, 可以選擇要不要繼續走這條圓形道路, 如果判斷條件不滿足, 則換成走其他條道路迴圈可以重複執行一些程式敘述, 藉由執行次數的控制, 可以完成我們需要的運算, 更可以設計許多較為複雜的程式 C 語言提供了 for 迴圈 while 迴圈 do while 迴圈等迴圈結構, 接下來將分別介紹之 5-1 迴圈結構之 for 敘述迴圈結構又稱為重複性結構, 通常在明確知道要執行迴圈的次數時, 會使用 for 迴圈來設計 for 迴圈的語法如下, 使用左大括號和右大括號將程式敘述含括起來, 如只有一行程式敘述時, 可以省略大括號 for( 起始式 ; 判斷式 ; 運算式 ) { 程式區塊 ; } 流程圖的表示法如下 : 起始式判斷式 False 迴圈之後的敘述 True 程式區塊運算式 5-2

3 迴圈 chapter 5 for 迴圈藉由起始式判斷式和運算式, 來控制迴圈的執行與結束起始式和運算式, 都可以只是一行程式敘述 for 迴圈會依據判斷式是否滿足, 來控制程式執行的次數起始式 : 可以初始化一個或多個變數的值判斷式 : 運用此變數的值, 來判斷是否進入程式區塊運算式 : 對此變數做一些運算, 例如 : 遞增或遞減運算請參考下面的程式碼 : for(i=0;i<5;i++) printf( %d,i); 這個 for 迴圈程式會印出 01234, 而且由於 for 迴圈內只有一行程式敘述, 所以不加上大括號程式說明如下 : 當程式第一次執行至 for 迴圈時, 變數 i 被初始化為 0, 此時變數 i 小於 5, 因此會進入程式區塊, 印出 0 之後回到迴圈的開頭, 此時不會重複起始式的敘述, 會直接做運算式的敘述, 執行 i++ 敘述將變數 i 加上 1, 然後再比對判斷式, 決定是否再次進入迴圈 for 迴圈會不斷將變數遞增後進行判斷, 直到變數 i 等於 5 之後, 判斷式 i<5 不成立, 才離開整個迴圈結構在 for 迴圈中, 起始式判斷式和運算式都可以為空白, 但是中間分號仍然要寫出來, 否則會造成語法錯誤喔 5-3

4 第一次學 C 就上手程式範例 : 連續印出字串程式學習重點 : 熟悉 for 迴圈的使用方式 / 參考檔案 :5-1-1.c 使用 for 迴圈的語法, 寫出一個 C 程式, 可以連續印出 5 次 Loop is fun!, 其執行結果如下圖所示 01: /* 連續印出字串的範例 */ 02: #include <stdio.h> 03: #include <stdlib.h> 04: int main(void) 05: { 06: int i; 07: for(i=0;i<5;i++) 08: printf( Loop is fun!\n ); // 連續印出 5 次 Loop is fun! 09: system( pause ); // 使程式暫停在執行畫面讓我們看到結果 10: return 0; 11: } 程式碼解說程式碼的第 1 行是程式的註解第 2~3 行 : 含括 (#include) 進來標準輸入與輸出標頭檔 stdio.h 和標準函式庫標頭檔 stdlib.h 第 4~11 行 : 為 main( ) 函式第 6 行 : 宣告整數變數 i 5-4

5 迴圈 chapter 5 第 7 8 行 : 此為 for 迴圈, 起始式為 i=0, 判斷式為 i<5, 運算式為 i++ 也就是 i 從 0 開始, 每次增加 1, 只要 i 值小於 5, 就執行 for 迴圈內的程式敘述, 印出 Loop is fun! ; 所以, 該迴圈的 i 值從 0 開始, 每次加 1, 一直加到 4, 都符合判斷式 i<5 的要求,i 值的變化為 , 當 i 等於 5 的時候便不符合判斷式的要求, 因此只會印出 5 次 Loop is fun! 第 9 行 : 使用 system( ) 函式, 讓程式暫停在執行畫面讓我們可以看到執行結果第 10 行 : 代表 main() 函式的傳回值為整數 0 通常我們以傳回 0 代表程式正常執行完成程式範例 : 累加程式學習重點 : 熟悉 for 迴圈的使用方式 / 參考檔案 :5-1-2.c 運用 for 迴圈, 寫出一個 C 程式, 可以計算的結果, 其執行結果如下圖所示 01: /* 累加程式 */ 02: #include <stdio.h> 03: #include <stdlib.h> 04: int main(void) 05: { 06: int i,total=0; // 宣告整數變數, 並將整數變數 total 的初值設為 0 07: for(i=1;i<11;i++) 08: total = total + i; // 將 total 的值再加上 i 的值 09: printf( = %d\n,total); // 印出 total 的值 5-5

6 第一次學 C 就上手 10: system( pause ); // 使程式暫停在執行畫面讓我們看到結果 11: return 0; 12: } 程式碼解說第 6 行 : 宣告整數變數 i 和 total, 並將整數變數 total 的初值設為 0 第 7 8 行 : 為 for 迴圈, 起始式為 i=1, 判斷式為 i<11, 運算式為 i++ 也就是 i 從 1 開始, 每次增加 1, 只要 i 值小於 11, 就執行 for 迴圈內的程式敘述, 執行 total = total + i; 敘述所以,i 值的變化為 , 當 i 等於 11 的時候便不符合判斷式的要求, 因此只會加總第 9 行 : 印出加總後 total 的值, 得到的結果有時我們在設計程式時, 會使用 2 個以上的變數變化來完成程式設計參考下面的程式範例, 此段程式運用整數變數 i 和整數變數 j 的遞增變化, 印出從 1 開始, 其平方小於 100 的數 int i,j; for(i=1,j=1;i*j<100;i++,j++) printf( %d * %d < 100,i,j); 5-2 迴圈結構之 while 敘述 while 迴圈的結構與 for 迴圈相似, 但是沒有起始式與運算式的區塊, 而是把起始式與運算式所需要的計算, 放到 while 迴圈的前面或迴圈內 while 迴圈的語法如下 : while( 判斷式 ) { 程式區塊 ; } 5-6

7 迴圈 chapter 5 流程圖的表示法如下 : 檢查判斷式是否為真 True 程式區塊 False 迴圈之後的敘述若要將 for 迴圈的觀念用 while 迴圈表示出來, 可以將 for 迴圈的起始式放置在 while 迴圈區塊之前 ; 運算式放置在 while 迴圈區塊結束前, 最後一個程式敘述參考下面的範例 : i = 0; while(i<5) { printf( %d,i); i++; } // 起始式 // 判斷式 // 運算式上方的 while 迴圈範例與之前 for 迴圈的執行結果完全相同, 會印出程式範例 : 累加程式學習重點 : 熟悉 while 迴圈的使用 / 參考檔案 :5-2-1.c 運用 while 迴圈, 寫出一個程式, 計算級數的結果執行結果如下圖所示 5-7

8 第一次學 C 就上手 01: /* 累加程式 */ 02: #include <stdio.h> 03: #include <stdlib.h> 04: int main(void) 05: { 06: int i=1,ans=0; 07: while(i<=99) { 08: ans = ans + i; 09: i= i+2; 10: } 11: printf(" = %d\n",ans); 12: system("pause"); // 使程式暫停在執行畫面讓我們看到結果 13: return 0; 14: } 程式碼解說第 6 行 : 宣告整數變數 i 和 ans, 並將整數變數 i 的初值設為 1, 整數變數 ans 的初值設為 0 第 7~10 行 : 為 while 迴圈, 起始式為 i=1, 判斷式為 i<=99, 運算式為 i=i+2 也就是 i 從 1 開始, 每次增加 2, 只要 i 值小於等於 99, 就執行 while 迴圈內的程式敘述, 執行 ans = ans + i; 敘述和 i= i+2; 敘述所以,i 值的變化為 , 當 i 等於 101 的時候便不符合判斷式的要求, 因此只會加總第 11 行 : 印出加總後 ans 的值, 得到的結果 5-8

第一次學 C 就上手 5-5 break 敘述 break 敘述與 continue 敘述相反, 當程式遇到 break 敘述時, 將會直接跳出迴圈, 不再執行迴圈內的敘述參考下面的範例 : 5-5-1.c for(i=10;i<100;i++) { if(!

9 第一次學 C 就上手 5-5 break 敘述 break 敘述與 continue 敘述相反, 當程式遇到 break 敘述時, 將會直接跳出迴圈, 不再執行迴圈內的敘述參考下面的範例 : c for(i=10;i<100;i++) { if(!(i%7)) break; printf( %d,i); } 上面這個範例會從 10 開始印出數字, 直到遇到 7 的倍數後, 直接跳出迴圈, 所以會印出之值, 其執行結果如下圖所示 5-6 程式練習程式範例 1: 印出右斜三角程式學習重點 :for 迴圈的使用 / 參考檔案 :5-6-1.c 請運用 for 迴圈配合 printf( ) 函式, 印出如下圖排列的星形圖樣 5-12

10 迴圈 chapter 5 01: /* 印出右斜三角程式 */ 02: #include <stdio.h> 03: #include <stdlib.h> 04: int main(void) 05: { 06: int i,j; 07: for(i=1;i<6;i++) { 08: for(j=0;j<i;j++) { 09: printf( * ); // 印出星號 10: } 11: printf( \n ); // 換印下一列 12: } 13: system( pause ); // 使程式暫停在執行畫面讓我們看到結果 14: return 0; 15: } 程式碼解說與此題類似的題目有很多, 這一類的題目其實分析上很簡單, 首先我們知道, 我們有的輸出函數必須要一行行輸出, 如果在第一層迴圈的最後, 印出換行字元第 7~12 行 : 第一層的迴圈, 可以控制程式總共印幾行第 8~10 行 : 第二層的迴圈, 設計每一行的輸出, 根據題目要求, 使用迴圈控制, 第一次印出一個 *, 第二次印兩個 *, 就達到題目要求了這一類的程式, 時常成為程式設計老師考驗學生, 是否靈活應用迴圈的類型題目 5-13

11 第一次學 C 就上手程式範例 2: 印出左斜三角程式學習重點 :for 迴圈的使用 / 參考檔案 :5-6-2.c 請運用 for 迴圈配合 printf( ) 函式, 印出如下圖排列的星形圖樣 01: /* 印出左斜三角程式 */ 02: #include <stdio.h> 03: #include <stdlib.h> 04: int main(void) 05: { 06: int i,j,k; 07: for(i=1;i<6;i++) { 08: for(j=5-i;j>0;j--) { 09: printf( ); // 先印出每一列必須的空格 10: } 11: for(k=0;k<i;k++) { 12: printf( * ); // 印出星號 13: } 14: printf( \n ); // 換印下一列 15: } 16: system( pause ); // 使程式暫停在執行畫面讓我們看到結果 17: return 0; 18: } 5-14

12 迴圈 chapter 5 程式碼解說此題與上ㄧ題範例並沒有太大差別, 需要各位讀者了解 : 第一層迴圈是用來控制換行因此只要在輸出星號前, 依序輸出 4 個空格 3 個空格就完成此題了程式範例 3: 印出雙斜三角程式學習重點 :for 迴圈的使用 / 參考檔案 :5-6-3.c 請運用 for 迴圈配合 printf( ) 函式, 印出如下圖排列的星形圖樣 01: /* 印出雙斜三角程式 */ 02: #include <stdio.h> 03: #include <stdlib.h> 04: int main(void) 05: { 06: int i; 07: for(i=0;i<5;i++) { 08: int j,k,m; 09: for(j=4-i;j>0;j--) 10: printf( ); 11: for(k=0;k<2*i+1;k++) 12: printf( * ); 13: printf( \n ); 14: } 15: system( pause ); // 使程式暫停在執行畫面讓我們看到結果 16: return 0; 17: } 5-15

第一次學 C 就上手程式碼解說第 10 11 行 : 此題在印出星號的部分有一些變化, 每次會增加 2 個星號程式範例 4: 印出 99 乘法表學習重點 : 雙層 for 迴圈的使用 / 參考檔案 :5-6-4.c 請運用雙層 for 迴圈配合 printf( ) 函式, 印出如下圖排列的 99 乘法表 01: /*99 乘法表 */ 02: #include <stdio.

13 第一次學 C 就上手程式碼解說第行 : 此題在印出星號的部分有一些變化, 每次會增加 2 個星號程式範例 4: 印出 99 乘法表學習重點 : 雙層 for 迴圈的使用 / 參考檔案 :5-6-4.c 請運用雙層 for 迴圈配合 printf( ) 函式, 印出如下圖排列的 99 乘法表 01: /*99 乘法表 */ 02: #include <stdio.h> 03: #include <stdlib.h> 04: int main(void) 05: { 06: int i,j; 07: for(i=1;i<10;i++) { // 外迴圈, 將被乘數每次遞增 1 08: for(j=1;j<10;j++) // 內迴圈, 將乘數每次遞增 1 09: printf("%2d*%2d=%2d",i,j,i*j); // 計算並印出 99 乘法表的值 10: printf("\n"); // 印完一列後換行 11: } 12: system( pause ); // 使程式暫停在執行畫面讓我們看到結果 13: return 0; 14: } 5-16

14 迴圈 chapter 5 程式碼解說第 7~11 行 : 利用兩層迴圈來做 99 乘法表第 7 行 : 外迴圈, 將被乘數 i 值每次遞增 1 第 8 行 : 內迴圈, 將乘數 j 值每次遞增 1 第 9 行 : 透過 i 值和 j 值的變化, 計算並印出 99 乘法表的值程式範例 5: 計算兩數的最大公因數及最小公倍數學習重點 :for 迴圈和取餘數的應用 / 參考檔案 :5-6-5.c 請使用者輸入兩數, 計算兩數的最大公因數與最小公倍數下圖為使用者輸入的執行結果 01: /* 計算兩數的最大公因數及最小公倍數 */ 02: #include <stdio.h> 03: #include <stdlib.h> 04: int main(void) 05: { 06: int a,b,i,m=0,m=0; 07: printf(" 請輸入兩個正整數 :"); 08: scanf("%d %d",&a,&b); /* 輸入兩整數 */ 09: for(i=1;i<a && i<b;i++) { 10: if(!(a%i) &&!(b%i)) /* 若 a,b 可被 i 整除,i 為 a,b 之公因數 */ 11: M = i; 12: } 13: printf("%d 和 %d 之最大公因數 %d\n",a,b,m); 14: i = a<b? a:b; 5-17

$(i%b)) { /* 若 i 可整除 a,b,i 為 a,b 之倍數 */ 17: m = i; 18: break; /* 第一個出現的就是最小公倍數 */ 19: } 20: i++; 21: } 22: printf("%d 和 %d 之最小公倍數 %d\n",a,b,m); 23: system( pause ); // 使程式暫停在執行畫面讓我們看到結果 24: } 程式碼解說第$

15 第一次學 C 就上手 15: while(1) { 16: if(!(i%a) &&!(i%b)) { /* 若 i 可整除 a,b,i 為 a,b 之倍數 */ 17: m = i; 18: break; /* 第一個出現的就是最小公倍數 */ 19: } 20: i++; 21: } 22: printf("%d 和 %d 之最小公倍數 %d\n",a,b,m); 23: system( pause ); // 使程式暫停在執行畫面讓我們看到結果 24: } 程式碼解說第 9~12 行 : 若 a,b 可被 i 整除,i 則為 a,b 之公因數, 即可求出最大公因數第 14 行 : 利用三元運算子, 將 i 值設定為 a,b 中較小的值第 15~21 行 : 若 i 可整除 a,b,i 則為 a,b 之倍數, 第一個出現的 i 就是最小公倍數程式範例 6: 印出 1~100 之間的所有質數學習重點 :for 迴圈的使用 / 參考檔案 :5-6-6.c 找出 1~100 間之質數, 然後輸出至螢幕下圖為執行結果 01: /* 印出 1~100 之間之質數 */ 02: #include <stdio.h> 03: #include <stdlib.h> 04: int main(void) 05: { 06: int i; 5-18

16 迴圈 chapter 5 07: for(i=2;i<101;i++) { 08: int j,flag=1; 09: for(j=2;j<i;j++) { 10: if(!(i%j)) flag = 0; 11: } 12: if(flag) 13: printf( %2d 是質數,i); 14: } 15: system( pause ); // 使程式暫停在執行畫面讓我們看到結果 16: return 0; 17: } 程式碼解說第 7~14 行 : 利用兩層 for 迴圈配合 % 取餘數運算, 來檢查是否為質數如果有因數, 則表示不是質數,flag 值會被設為 0 如果沒有因數, 則表示是質數,flag 值會被設為 1, 並且印出質數的值程式範例 7: 累加程式學習重點 :while 迴圈的使用 / 參考檔案 :5-6-7.c 寫出一個程式, 計算級數的過程與結果執行結果如下圖所示 5-19

17 第一次學 C 就上手 01: /* 非等距累加程式 */ 02: #include <stdio.h> 03: #include <stdlib.h> 04: int main(void) 05: { 06: int Sum = 0,i = 1,j = 1; 07: while (i <= 106){ 08: Sum = Sum + i; 09: printf("i=%d Sum=%d\n",i, Sum); 10: i = i + j; 11: j = j + 1; 13: } 14: printf ("Sum=%d",Sum); 15: system("pause"); 16: return 0; 17: } 程式碼解說累加程式與之前的範例不同點在於, 這一個級數, 每一項之間的差距, 不是等距, 其間距由 1 開始, 依次變成 2 3 4, 此處需要特別注意程式範例 8: 之 C++ 累加程式學習重點 : 迴圈的使用 / 參考檔案 :5-6-8.cpp 程式會計算出 1 加到 100 的運算結果, 此範例需要使用迴圈敘述, 下圖為執行結果畫面 5-20

18 迴圈 chapter 5 01: #include <iostream> 02: using namespace std; 03: int main() 04: { 05: int count, sum = 0; 06: for (count = 1; count <= 100; count ++) // count<=10 迴圈成立 07: { 08: sum += count; // sum=sum+count 09: } 10: cout << " = " << sum << endl; 11: system("pause"); 12: return 0; 13: } 程式碼解說第 1 行 : 含括 (#include) 進來 iostream 標頭檔第 2 行 : 使用 using 指令來宣告要使用 std 命名空間第 3~13 行 : 為 main( ) 函式第 6~9 行 : 為 for 迴圈, 從 1 累加到 100 第 10 行 : 在螢幕上印出一段文字 =, 然後接上運算結果並使用 endl 指令換行第 11 行 : 使用 system( ) 函式, 讓程式暫停在執行畫面讓我們可以看到執行結果第 12 行 : 程式順利結束, 回傳 0 給 main( ) 函式 5-21

19 第一次學 C 就上手 5-7 習題選擇題 : ( ) 1. 在 for 迴圈中, 起始式判斷式和運算式中間是用何種符號隔開? (a) 句號 ( ) (b) 逗號 (,) (c) 分號 (;) (d) 冒號 (:) ( ) 2. 下列何種迴圈至少會執行一次? (a) do...while 迴圈 (c) one more 迴圈 (b) while 迴圈 (d) for 迴圈 ( ) 3. 下列何種敘述會略過接下來的程式碼, 然後直接跳到下一輪的起始位置? (a) break (c) for (b) next (d) ontinue ( ) 4. 執行下列程式後,total 變數會輸出何值? for(i=0;i<=10;i++) { if(i%2) continue; total = total+i; } (a) 0 (b) 10 (c) 30 (d) 55 ( ) 5. 執行下列程式後, 會輸出何值? i=0; do { printf("%d",i); i=i+2; } while(i<5); (a) 0 (b) 024 (c) 135 (d)

20 迴圈 chapter 5 改錯題 : 1. 在 for 迴圈中, 起始式判斷式和運算式不可為空白 2. While 迴圈至少會執行一次 3. break 敘述會略過接下來的程式碼, 然後直接跳到下一輪的起始位置問答題 : 1. 請說明迴圈的觀念為何? 2. 請詳細說明 for 迴圈的語法結構程式題 : 程式題 1: 完全數尋找程式參考檔案 :5-7-1.c 題目說明 : 請撰寫一個程式, 可以進行完全數的尋找完全數的定義為一個數等於它所有的因數和, 例如 : 6= = 請寫一個 C 語言程式, 可以找出 1~10000 之間所有的完全數, 執行結果如下圖所示 5-23

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Microsoft Word - 6.doc CHAPTER 迴圈流程控制本章重點 6.1 迴圈結構 for 6.2 迴圈結構 while 6.3 continue 與 break 敘述 6.4 視窗程式範例 6.5 習題在程式流程控制當中, 除了上一個單元的判斷流程控制以外, 另一個很重要的部分就是迴圈流程控制了什麼時候會用到迴圈流程控制呢? 舉最簡單的例子來說, 若我們要用前面常用的 WriteLine 方法, 在螢幕上印出 100