【重拾C语言】四、循环程序设计（后判断条件循环、先判断条件循环、多重循环；典例：计算平均成绩、打印素数、百钱百鸡问题）

Qomolangma

发布于 2024-07-30 08:45:21

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发布于 2024-07-30 08:45:21

文章被收录于专栏：C语言深度学习

前言

ChatGPT

C语言是一种通用的、过程式的计算机编程语言，由贝尔实验室的Dennis Ritchie在20世纪70年代初开发。它被设计成一种简单、高效和可移植的语言，用于系统级编程和应用程序开发。以下是C语言的一些主要特点： 1. 结构化编程：C语言支持结构化编程，它提供了顺序执行、条件语句（如if-else和switch）和循环结构（如for和while），使程序更易于阅读、理解和维护。 2. 中级语言：C语言同时具备高级语言和低级语言的特点。它提供了丰富的控制结构和操作符，可以直接访问内存和硬件，并且允许程序员进行底层的操作，如位操作和指针运算。 3. 可移植性：C语言编写的程序具有很高的可移植性，因为它的语法和特性在不同的计算机系统上基本保持一致。这使得程序可以在不同的平台上进行编译和执行，而无需对代码进行太多的修改。 4. 强大的标准库：C语言提供了一个丰富的标准库，其中包含了各种函数和工具，用于处理输入输出、字符串操作、内存管理、数学运算等。这些函数可以提高程序开发的效率，并且可以跨平台使用。 5. 面向系统编程：由于C语言具有直接访问内存和硬件的能力，它经常用于开发操作系统、嵌入式系统和驱动程序等底层软件。C语言还提供了位操作和指针等特性，使得程序员可以更好地控制系统资源。 6. 扩展性：C语言允许程序员编写自定义的函数和库，以扩展语言的功能。这使得C语言非常适合大型项目的开发，可以将代码组织成模块化的结构，并通过函数调用进行复用。尽管C语言相对较为底层，但它仍然是一种非常重要和广泛应用的编程语言。它为程序员提供了强大的控制能力和性能优势，并且在各种领域，如系统编程、嵌入式开发、游戏开发等方面都得到了广泛应用。许多现代编程语言，如C++、Java和Python，都受到了C语言的影响，并在其基础上进行了扩展和改进。

四、循环程序设计

4.1 计算平均成绩——循环程序

C 有三种不同的重复性语句：

do-while 语句── 后判断条件的循环
while 语句── 先判断条件的循环
for 语句── 先判断条件的循环

4.1.1 后判断条件的循环

a. 语法

后判断条件的循环是指在循环体内先执行一次循环，然后再检查循环条件是否满足。如果条件为真，则继续执行循环，直到条件为假时结束循环。它的基本语法如下：

do {
    // 循环体
} while (condition);

do-while循环保证循环体至少执行一次，即使条件一开始就为假。

b. 典例

#include <stdio.h>

int main() {
    int total = 0;  // 总分
    int count = 0;  // 人数
    int grade;      // 成绩

    printf("请输入成绩，输入负数表示结束输入：\n");

    do {
        printf("请输入成绩：");
        scanf("%d", &grade);

        if (grade >= 0) {
            total += grade;
            count++;
        }
    } while (grade >= 0);

    if (count > 0) {
        float average = (float) total / count;
        printf("平均成绩为：%.2f\n", average);
    } else {
        printf("没有输入成绩！\n");
    }

    return 0;
}

4.1.2 先判断条件的循环

a. 语法

先判断条件的循环是指在循环体内先检查循环条件是否满足，如果条件为真，则执行循环体，然后再重新检查条件。只有在条件为假时才结束循环。它的基本语法如下：

while (condition) {
    // 循环体
}

b. 典例

#include <stdio.h>

int main() {
    int total = 0;  // 总分
    int count = 0;  // 人数
    int grade;      // 成绩

    printf("请输入成绩，输入负数表示结束输入：\n");

    while (1) {
        printf("请输入成绩：");
        scanf("%d", &grade);

        if (grade < 0) {
            break;
        }

        total += grade;
        count++;
    }

    if (count > 0) {
        float average = (float) total / count;
        printf("平均成绩为：%.2f\n", average);
    } else {
        printf("没有输入成绩！\n");
    }

    return 0;
}

4.1.3 for语句

a. 语法

for语句是一种常用的循环结构，它可以在指定的条件满足时执行循环体。for语句通常用于已知循环次数的情况下。它的基本语法如下：

for (initialization; condition; update) {
    // 循环体
}

initialization用于初始化循环变量；
condition用于判断循环是否继续执行；
update用于更新循环变量的值；
在每次循环开始时，先执行`initialization`，然后判断`condition`的值是否为真，如果为真则执行循环体中的代码，然后执行`update`，再次判断条件，直到条件为假时结束循环。

b. 典例

#include <stdio.h>

int main() {
    int count = 0;
    int total = 0;
    int score = 0;

    printf("请输入学生的成绩（输入负数表示结束）：\n");

    for (;;) {
        printf("请输入成绩：");
        scanf("%d", &score);

        if (score < 0) {
            break;
        }

        total += score;
        count++;
    }

    if (count > 0) {
        float average = (float) total / count;
        printf("平均成绩为：%.2f\n", average);
    } else {
        printf("未输入有效成绩！\n");
    }

    return 0;
}

4.2 计算全班每人平均成绩—多重循环

在这一部分中，你可以学习如何使用多重循环结构来计算全班每个人的平均成绩。多重循环是指在循环体内包含另一个或多个循环结构。

#include <stdio.h>

int main() {
    int numStudents, numCourses;
    printf("请输入学生人数：");
    scanf("%d", &numStudents);
    printf("请输入课程数：");
    scanf("%d", &numCourses);

    int scores[numStudents][numCourses];

    // 输入每个学生的成绩
    for (int i = 0; i < numStudents; i++) {
        printf("请输入第 %d 个学生的成绩：\n", i + 1);
        for (int j = 0; j < numCourses; j++) {
            printf("请输入第 %d 门课程的成绩：", j + 1);
            scanf("%d", &scores[i][j]);
        }
    }

    // 计算每个学生的平均成绩
    for (int i = 0; i < numStudents; i++) {
        int sum = 0;
        for (int j = 0; j < numCourses; j++) {
            sum += scores[i][j];
        }
        float average = (float)sum / numCourses;
        printf("第 %d 个学生的平均成绩为：%.2f\n", i + 1, average);
    }

    return 0;
}

4.2.1 打印100以内素数

这个例题可能是关于如何使用循环打印出100以内的素数的实例。具体的例题内容可以根据上下文来确定。

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("100以内的素数有：\n");

    for (int i = 2; i <= 100; i++) {
        int isPrime = 1;

        for (int j = 2; j < i; j++) {
            if (i % j == 0) {
                isPrime = 0;
                break;
            }
        }

        if (isPrime == 1) {
            printf("%d ", i);
        }
    }

    printf("\n");

    return 0;
}

4.2.2 百钱百鸡问题

百钱百鸡问题是一个经典的数学问题，它可以通过穷举法解决。问题的描述如下：假设有100个钱和100只鸡，其中公鸡每只5钱，母鸡每只3钱，小鸡三只1钱。现在要用100钱买100只鸡，问公鸡、母鸡和小鸡各有多少只？

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("公鸡数量\t母鸡数量\t小鸡数量\n");

    for (int x = 0; x <= 20; x++) {
        for (int y = 0; y <= 33; y++) {
            int z = 100 - x - y;
            if (5 * x + 3 * y + z / 3 == 100 && z % 3 == 0) {
                printf("%d\t\t%d\t\t%d\n", x, y, z);
            }
        }
    }

    return 0;
}