C语言实验四 循环结构程序设计（一）

一、实验目的

（一）掌握用while,do-while，for语句实现循环的方法；

（二）掌握在设计条件型循环结构的程序时，如何正确地设定循环条件，以及如何控制循环的次数。

（三）掌握与循环有关的算法。

二、预习要求

预习教材有关while,do-while,for语句的语法格式，并能通过这三种语句编写、调试单层循环结构的程序。

三、实验内容

（一）编写一个程序，求出两个数m和n的最大公约数和最小公倍数。

编程提示：求最大公约数的方法有三种：

1．从两个数中较小数的开始向下判断，如果找到一个整数能同时被m和n整除，则终止循环。设n为m和n中较小的数，则如下程序段可实现：

for(k=n; k>=1; k--)  if(m%k==0 && n%k ==0) break;

k即为最大公约数。

/*  c4-2.c  求最大公约数算法1  */
  #include "stdio.h"
  void main( )
  {
     int m,n,k,x;
     printf("请输入m，n的值：");
     scanf("%d %d",&m,&n);
     for(k=n; k>=1; k--)  
     if(m%k==0 && n%k ==0);
     x=k;
     printf("%d",x);
  }

2．从整数1开始向上找，直至m和n中较小的数，每找到一个能同时被m和n整除的整数，将其存入一个变量中，当循环结束时，变量中存放的即为最大公约数。设n为m和n中较小的数，则如下程序段可实现：

for(k=1; k<=n; k++) if(m%k==0 && n%k==0) x=k;

变量x的值即为最大公约数。

/*  c4-3.c  求最大公约数算法2  */ 
#include "stdio.h"
  void main( )
  {
     int m,n,k,x;
     printf("请输入m，n的值：");
     scanf("%d %d",&m,&n);
     for(k=n; k<=n; k++)  
     if(m%k==0 && n%k ==0);
     x=k;
     printf("%d",x);
  }

3．用辗转相除法，即将求m和n的最大公约数问题转化为求其中的除数和两个数相除所得余数的公约数。每次循环中，先求两个数的余数，然后以除数作为被除数，以余数作为除数，当余数为0时结束循环，此时除数即为最大公约数。设m和n中n为较小的数，则可用如下程序段实现：

b=m%n;

while(b!=0)

{ m=n; n=b; b=m%n;}

  printf("%d\n",n);

/*  c4-4.c   求最大公约数算法3  */
  #include "stdio.h"
  void main( )
  { 
     int m,n,b;
     printf("请输入m，n的值：");
     scanf("%d %d",&m,&n);
     b=m%n;
     while(b!=0)
     {
        m=n; n=b; b=m%n;
     }
     printf("%d\n",n);
  }

类似地，求最小公倍数的方法也可以从m和n中较大的数开始向上找，或者从m*n向下找，请自己考虑程序的设计方法。

另外，两个数的最大公约数和最小公倍数的关系为：最小公倍数=m*n/最大公约数
可利用此关系进行程序设计。

（二）编程实现，从键盘上输入一行字符，统计其中英文字母、数字、空格和其它字符的个数。

编程提示：先定义一个字符型的变量（如c），再定义4个整型变量作为计数器，作为计数器的变量要先赋初值0。在循环中每次从键盘上读入一个字符，在循环体中对读入的字符进行判断，相应的计数器加1，当读入的字符为’\n’时结束。

编程中可使用如下的循环结构：

  while((c=getchar())!=’\n’))

  { if(……)  ……;

    else if(……) ……;

      ……;

    else  ……;

  }

/*  c4-5.c   统计字符串中指定字符的个数  */
  #include "stdio.h"
  void main( )
  {
     int a=0,b=0,c=0,d=0;
     printf("请输入字符串：");
     char e;
       while((e = getchar()) != '\n'))
       { if(e == ' ') 
         a++;
         else if(e >= 0 && e <= 9) 
         b++;
         else if(e >= 'a' && e <= 'z' || e >= 'A' && e <= 'Z')
         c++;
         else
         d++;
       }
  printf("%d%d%d%d\n",a,b,c,d);
  }

注意：

1．while( (c=getchar( ))!=’\n’) )中括号的使用，第二层的小括号不能省略，想一想为什么？

2．字符常量’0’与数值常量0是不同的。

（三）下面程序的功能是：计算1到100之间的奇数之和及偶数之和，并输出。

/*  c4-6.c   计算1到100之间的奇数之和及偶数之和  */
  #include "stdio.h"
  void main( )
  { int a=0,b=0,c=0,i=0;         /*变量初始化*/
    for(i=0; i<=100; i+=2)
    { 
      a+=i;                      /*变量a存放偶数的和*/
    }
    for(b=1; i<=100; i+=2)
    { 
      c+=b;                      /*变量c存放奇数的和*/
    }
    printf("sum of evens is %d\n",a);
    printf("sum of odds is %d\n",c);
  }

（四）编程打印出所有的“水仙花数”，所谓水仙花数是指一个3位数，其各位数字的立方和等于该数本身。如153=13+33+53。

编程提示：定义一个变量作为循环变量，再定义3个变量分别存放三位数的每位数字，在循环体中将一个三位数拆分成个位、十位、百位后判断循环变量的值是否为水仙花数，如果是则输出，否则不输出。程序的基本结构为：

/*  c4-7.c   打印出所有的“水仙花数”  */
  #include "stdio.h"
  void main( )
  { int a,b,c,j;        //定义4个整型变量;
    for( j=100; j<=999; j++ )
     {  a = j/100; 　　　　/*分离出百位数*/
        b = j/10-a*10;　　 /*分离出十位数*/
        c = j%10;　　　    /*分离出个位数*/
        if(j == a*a*a+b*b*b+c*c*c)
        printf("%d\n",j);  //输出j;
     }
    printf("\n");
   }

四、实验注意事项

（一）while,do-while，for语句中应有使循环趋向于结束的语句,否则就可能构成死循环。

（二）while,do-while语句什么情况下的运行结果是相同的，什么情况下不同。

（三）注意在循环结构程序设计中，正确使用{  }构成复合语句。