C语言学习记录（四）

C语言学习记录（四）

一，知识要点（程序控制结构）

1、c语言的执行语句

• ​ 表达式语句

  • C语言中最常见的语句，格式为：表达式；
  • 赋值语句
    • 格式：变量 赋值运算符 表达式；
    • 赋值语句不能出现在表达式中。
  • 函数调用语句：通过执行函数调用语句，实现所调用的函数特定功能。

• 空语句

  • 只在逻辑上起到一个语句的作用，相当于不存在，格式只有一个”；“
  • 常用于：构成标号语句，表示流程的转向点或者构成循环语句中的空循环体。例如while(getchar()!='\n');表示输入的如果不是回车就重新输入。

• 复合语句

  • 用{}把多个语句括起来构成一个整体叫复合语句。

  • 复合语句在语法上是一个语句，而不是多个语句

  • 复合语句一般作为选择语句某分支内嵌的语句或作为循环语句的循环体。

  • 复合语句又称分程序，他有自己的数据说明部分。

• 控制语句：用于控制程序的流程，C语言中有9中控制语句，后面会写。

2、顺序结构

• 程序运行时自上而下依次运行语句这种程序结构称为顺序结构。

  • 典型的顺序结构由以下三个部分构成：

    • 使 操作对象获得原始数据；
    • 进行运算；
    • 输出运算结果。

  • #include<stdio.h>//输入任意两个整数，求他们的和及平均值。
    #include<math.h>
    int main()
    {
    	int a, b, sum;
    	double aver;
    	printf("请输入两个整数：");
    	scanf("%d%d", &a, &b);
    	sum = a + b;
    	aver = sum / 2.0;
    	printf("sum = %d\naver = %.2lf", sum, aver);
    	return 0; 
    }

  • #include<stdio.h>//给定一个三位数整数，分别输出它的个位，十位和百位
    #include<math.h>
    int main()
    {
    	int num, m1, m2, m3;
    	printf("请输入一个三位数整数：");
    	scanf("%d", &num);
    	m1 = num / 100;//百位
    	m2 = num / 10 % 10;//十位
    	m3 = num % 10 % 10;//个位
    	printf("百位: %d,十位: %d,个位: %d", m1, m2, m3);
    	return 0; 
    }

  • #include<stdio.h>//取一个16位二进制数a的7~4位
    #include<math.h>
    int main()
    {
    	int a, b;
    	printf("输入一个整数：");
    	scanf("%d", &a);
    	a = a >> 4;
    	b = ~(~0 << 4);//设置一个后四位都为1的数
    	a = a & b;//清掉a的后四位前的1
    	printf("%d", a);
    	return 0; 
    }

  • #include<stdio.h>//以保证a不等于0，且有两个不同的根，求ax^2+bx+c=0的根
    #include<math.h>
    int main()
    {
    	double x1, x2, a, b, c, d;
    	printf("请分别输入三个系数a,b,c的值");
    	scanf("%lf%lf%lf", &a, &b, &c);
    	d = b * b - 4 * a * c;
    	x1 = (-b + sqrt(d)) / (2 * a);
    	x2 = (-b - sqrt(d)) / (2 * a);
    	printf("x1 = %.2lf\nx2 = %.2lf", x1, x2);
    	return 0; 
    }

3、选择结构

• 条件选择语句：if语句

  • if语句用于实现选择结构，他有三种基本格式；单分支if、双分支if-else、多分支if-else if

  • 单分支if

    • 格式为：if（表达式） 换行 语句。该语句只有一个分支，如果真则执行，否则不执行。

    • 作为条件的表达式应具有一定意义、有实用价值，因此最常用关系表达式和逻辑表达式。

    • #include<stdio.h>//输入大写字母，输出小写字母
      int main()
      {
      	char c;
      	printf("输入一个大写字母: ");
      	c = getchar();
      	if ('A' <= c && c <= 'Z')
      		c = c + 32;//小写字母的ASCII值比大写的大32
      	printf("%c\n", c);
      	return 0; 
      }

    • #include<stdio.h>//输入两个数，按升序输出这两个数
      int main()
      {
      	double a, b, t;
      	printf("输入两个数：");
      	scanf("%lf%lf", &a, &b);
      	if (a > b)
      	{
      		t = a;
      		a = b;
      		b = t;//交换a和b
      	}
      	printf("%.2lf  %.2lf", a, b);
      	return 0; 
      }

  • 双分支if-else

    • 格式为：if（表达式） 换行 语句1 换行 else 换行 语句2。该语句有两个分支，如果真，则执行语句1，否则执行语句2。

    • #include<stdio.h>//输入两个数，按升序输出这两个数
      int main()
      {
      	double a, b, t;
      	printf("输入两个数：");
      	scanf("%lf%lf", &a, &b);
      	if (a > b)
      		printf("%.2lf %.2lf", b, a);
      	else
      		printf("%.2lf %.2lf", a, b);
      	return 0; 
      }

  • 多分支if-else if

    • 前两种格式用于单个分支和双个分支的情况。当有多个分支供选择时，可采用此语句。格式为：if() ; else if() ; else if() ;…… else ；

    • 各分支内嵌的语句均可以是单个语句或者复合语句1。并且可以没有else分支。

    • 功能：依次判断括号内各表达式的值，若其中一个值为真，则执行该语句；若全都为假，则执行else内的值。

    • #include<stdio.h>//判断输入的百分制成绩属于哪个分数段，进而输出相应的五级制成绩
      int main()
      {
      	int score;
      	printf("请输入你的分数：");
      	scanf("%d", &score);
      	if (score >= 90)
      		printf("A\n");
      	else if (score >= 80)
      		printf("B\n");
      	else if (score >= 70)
      		printf("C\n");
      	else if (score >= 60)
      		printf("D\n");
      	else
      		printf("E\n");
      	return 0; 
      }

    • #include<stdio.h>//计算分段函数
      int main()
      {
      	double x, y;
      	scanf("%lf", &x);
      	if (x < 0)
      		y = 0;
      	else if (x > 50)
      		y = x * x;
      	else
      		y = x;
      	printf("%lf", y);
      	return 0; 
      }

  • if语句的嵌套

    • 一个if语句中的某个分支又完整的包含了另一个if语句，叫做if语句的嵌套。

    • 书写if语句的嵌套时，要特别注意if和else的配对关系，因为else总是与它前面最近未配对的if配对。

    • #include<stdio.h>//在if分支中内嵌带else的if语句
      int main()
      {
      	double x, y;
      	scanf("%lf", &x);
      	if (x > 0)
      		if (x <= 50)
      			y = x;
      		else
      			y = x * x;
      	else
      		y = 0;
      	printf("x = %lf,y = %lf\n", x, y);
      	return 0;
      }

    • #include<stdio.h>//在if分支中内嵌不带else的if语句
      int main()
      {
      	double x, y;
      	scanf("%lf", &x);
      	if (x > 0)
      	{//这里打上大括号是为了防止嵌套的if与else配对
      		if (x >= 50)
      			y = x;
      	}
      	else
      		y = 0;
      	printf("x = %lf,y = %lf\n", x, y);
      	return 0;
      }

• swich语句

  • switch语句可以根据一个表达式的不同取值来实现对分支的选择。废话不多说，直接看实例。

  • #include<stdio.h>//switch语句：输入五级制语句，输出相应的百分制成绩段
    int main()
    {
    	char grade;
    	grade = getchar();
    	grade = (grade >='a' && grade <= 'z' ? grade - 32 : grade);
    	switch (grade)//switch语句，括号内写一个表达式
    	{
    	case'A':
    		printf("90~100\n");//如果grade是A，则打印这个。后面同理
    		break;//结束语句，如果有break就停止switch的执行。
    	case'B':
    		printf("80~89\n");
    		break;
    	case'C':
    		printf("70~79");
    		break;
    	case'D':
    		printf("60~69\n");
    	case'E':
    		printf("<60\n");
    	default://结束语句，如果case都没用就执行此语句
    		printf("error\n");
    	}
    	return 0;
    }

  • 说明：

    • 各个case分支的常量表达式的类型都要与switch括号内的表达式类型一致。
    • 各个分支内的语句允许内嵌语句，而且可以不用{}括起来。
    • 如果没有break语句，那么执行完这个case语句后，就会继续执行下一个case语句。
    • 可以没有defaul分支，这样如果case分支都不对，则不执行switch内任何语句。
    • 如果一个case语句为空，则代表它和后续分支公用同一组内嵌语句。

  • #include<stdio.h>//switch语句：输入百分制语句，输出相应的五级制成绩段
    int main()
    {
    	int score;
    	printf("输入您的分数：");
    	scanf("%d", &score);
    	switch (score / 10)
    	{
    	case 10:case 9:
    		printf("A\n");
    		break;
    	case 8:
    		printf("B\n");
    		break;
    	case 7:
    		printf("C\n");
    		break;
    	case 6:
    		printf("D\n");
    		break;
    	default:
    		printf("E\n");
    	}
    	return 0;
    }

• 选择结构的嵌套

  • #include<stdio.h>//编写一个计算器程序
    int main()
    {
    	double a, b;
    	char c;
    	printf("请输入计算式: ");
    	scanf("%lf%c%lf", &a, &c, &b);
    	switch (c)
    	{
    	case '+':
    		printf("%lf", a + b);
    		break;
    	case'-':
    		printf("%lf", a - b);
    		break;
    	case'*':
    		printf("%lf", a * b);
    		break;
    	case'/':
    		if (b == 0)
    			printf("你不能这么写");
    		else
    			printf("%lf", a / b);
    	default:
    		printf("你写的啥");
    	}
    	return 0;
    }
     

• 选择结构程序的举例

  • #include<stdio.h>//判断输入的字符类型
    int main()
    {
    	char a;
    	printf("请输入一个字符：");
    	a = getchar();
    	if (a >= '0' && a <= '9')
    		printf("这是数字类型字符。\n");
    	else if (a >= 'A' && a <= 'Z')
    		printf("这是大写字母。\n");
    	else if (a >= 'a' && a <= 'z')
    		printf("这是小写字母");
    	else
    		printf("程序错误，请重新输入。\n");
    	return 0;
    }

  • #include<stdio.h>//输入三边长，求三角形面积
    #include<math.h>
    int main()
    {
    	double a, b, c, area, s;
    	scanf("%lf%lf%lf", &a, &b, &c);
    	if (a + b > c && b + c > a && a + c > b)
    	{
    		s = (a + b + c) / 2;
    		area = sqrt(s * (s - a) * (s - b) * (s - c));
    		printf("area = %7.2lf\n", area);
    	}
    	else
    		printf("格式错误\n");
    	return 0;
    }

  • #include<stdio.h>//输入三个整数，输出最大的数和最小的数
    #include<math.h>
    int main()
    {
    	int a, b, c, max, min;
    	scanf("%d%d%d", &a, &b, &c);
    	max = a > b ? a : b;
    	min = a < b ? a : b;
    	if (max < c)
    		max = c;
    	else if (min > c)
    		min = c;
    	printf("max = %d,min = %d", max, min);
    	return 0;
    }

  • #include<stdio.h>//计算a*x*2+b*x+c=0的实数根
    #include<math.h>
    int main()
    {
    	double a, b, c, d, x1, x2,x;
    	scanf("%lf%lf%lf", &a, &b, &c);
    	d = b * 2 - 4 * a * c;
    	if (a == 0)
    		if (b == 0)
    			if (c == 0)
    				printf("此方程有无穷实数根。\n");
    			else
    				printf("此方程无解。\n");
    		else
    		{
    			x = -c / b;
    			printf("x = %.2lf", x);
    		}
    	else
    		if (d >= 0)
    		{
    			x1 = (-b + sqrt(d)) / (2 * a);
    			x2 = (-b - sqrt(d)) / (2 * a);
    			printf("x1 = %.2lf,x2 = %.2lf", x1, x2);
    		}
    		else
    			printf("此公式无实数根。\n");
    	return 0;
    }

4、循环结构

• 循环结构的特点是，在给定条件成立时，反复执行某程序段，直到条件不成立为止。

• while语句：他的格式是什么？看实例就完了！

  • #include<stdio.h>//while实例:计算1+2+3……+100的和
    int main()
    {
    	int i = 1, sum = 0;//设置循环变量i和迭代变量sum
    	while (i <= 100)//循环条件，决定了循环是否进行
    	{//循环体语句，既可以是单个语句，也可以是复合语句
    		sum = sum + i;
    		i++;
    	}
    	printf("sum = %d", sum);
    	return 0;
    }

    • 计算表达式的值，若值为真，则执行循环语句，为假则退出循环。
    • 在循环语句中一定要有循环变量，不然执行程序的时候会陷入死循环。

  • #include<stdio.h>//计算n的阶乘
    int main()
    {
    	int i = 1, p = 1, n;
    	scanf("%d", &n);
    	while (i <= n)
    	{
    		p *= i;
    		i++;
    	}
    	printf("n! = %d", p);
    	return 0;
    }

    • 本题使用了递推算法：后一项的值对前一个或前几个值有某种依赖关系。一般先确定初始条件或边界条件，再找出递推公式。
    • 在每次循环中，p的值都会被刷新为别的值，这叫迭代。利用循环通过多次迭代，递推出所需的结果，将复杂的数学问题简单化。

  • #include<stdio.h>//猴子吃桃问题
    int main()
    {
    	int i = 9, p = 1;
    	while (i >= 1)
    	{
    		p = 2 * (p + 1);
    		i--;
    	}
    	printf("%d", p);
    	return 0;
    }

• 用do-while语句实现循环

  • 此循环结构与while语句的不同的在于：while如果第一次判断为假，则不执行循环语句。而do-while会先执行一次循环语句再判断真假。废话不多说，直接看实例。

  • #include<stdio.h>//利用格高里公式求Π，直到最后一项小于10^-6
    int main()
    {
    	int s = -1, i = 2;
    	double p = 1.0, pi;
    	do
    	{//先执行下列语句
    		p += s / (i + 1.0);
    		i+=2;
    		s = -s;
    		pi = 1.0/ (i + 1);
    	} while (pi >= 1E-6);//再判断真假
    	p *= 4;
    	printf("%lf", p);
    	return 0;
    }

  • 不管是while语句还是这个语句，如果没有循环变量，将会形成死循环

  • while和此语句如果循环体包含了一个以上的语句，都应与复合函数的形式出现。

• 用for语句实现循环

  • 前面两种语句适用于循环次数无法预知的情况，而for语句则适用于知道循环次数的情况。

  • for语句的格式：for（表达式1；表达式2；表达式3） 语句；其中表达式1为循环变量指定初值，只执行一次；表达式2为判断条件，真就执行，假就退出；表达式3用于改变循环变量，在执行循环语句后再执行表达式3。

  • #include<stdio.h>//求1！+2！+3！+……+n！的值
    int main()
    {
    	int i;
    	double p, sum;
    	for (i = 2, p = 1, sum = 1;i <= 10;i++)
    	{
    		p *= i;
    		sum += p;
    	}
    	printf("%lf", sum);
    	return 0;
    }

  • for语句中三个表达式都可以省，但“；”不能省。其中

    • 省略表达式1，可以在for语句前就设定初始变量。

    • 省略表达式2整个语句就会陷入死循环。

    • 省略表达式3，可以在循环语句末改变循环变量。

    • 照理来说，按照for的执行顺序，可以把所有循环语句都放进括号内，但是为了简洁和可读性，一般不建议这么做。

    • 一般来说，只要表达式2的值不为零，那么就执行循环体。

    • #include<stdio.h>//统计从键盘输入一行字符的个数，以回车结束
      int main()
      {
      	int n;
      	char c;
      	printf("请输入一段字符：");
      	for(n = 0;(c=getchar())!='\n';n++);
      	printf("%d", n);
      	return 0;
      }

    • 斐波那契数列：前面相邻两项之和，构成了后一项，“1，1，2，3，5，8，13，……”下面是实例

    • #include<stdio.h>//统计从键盘输入一行字符的个数，以回车结束
      int main()
      {
      	int i, x1, x2;
      	for (i = 1, x1 = 1, x2 = 1;i <= 10;i++)
      	{
      		printf("%d	%d	", x1, x2);
      		if (i % 2 == 0)
      			printf("\n");
      		x1 = x1 + x2;
      		x2 = x1 + x2;
      	}
      	return 0;
      }

• continue语句和break语句

  • break语句

    • 通常break语句可以用在循环语句和开关语句中，开关语句讲过了就不重复了。

    • break用于循环语句中时，可使程序跳出循环，通常与if语句连在一起。

    • #include<stdio.h>//将数字512表示为两个数之和，这两个数分别是15和13的倍数
      int main()
      {
      	int i, a, b;
      	for (i = 1;;i++)
      		if ((512 - i * 15) % 13 == 0)
      			break;
      	a = i * 15;
      	b = 512 - i * 15;
      	printf("%d	%d", a, b);
      	return 0;
      }

    • break语句不能用于除循环语句和开关语句之外的语句，所以它不能对条件语句起作用。

  • continue语句

    • 这个语句的作用是跳过循环体剩余的语句，返回循环语句开头，继续执行循环。

    • #include<stdio.h>//输出100~200之间能够被7或九整除的数
      int main()
      {
      	int i, n = 0;
      	for (i = 100;i <= 200;i++)
      	{
      		if (!(i % 7==0 || i % 9==0))
      			continue;
      		printf("%5d	", i);
      		n++;
      		if (n % 5 == 0)
      			printf("\n");
      	}
      	return 0;
      }

    • 上题显示，如果if为真，那么就返回到for语句再次执行，if为假就向下执行循环语句。

  • 这两个语句的比较

    • 这两个语句都是用来终止循环的，但是continue只终止部分循环，而break则终止包括它自己的整个循环。
    • break语句不但可以用于终止循环结构，也可以用于终止switch结构。而continue语句只能用于循环语句中，如果switch中出现continue语句，那么它只会对控制它的循环语句起作用。
    • break语句和continue语句都会使循环结构从一个非正常出口结束，与程序化一个入口一个出口的原则相违背了。所以要适当减少这两个语句的使用。

• 循环的嵌套

  • 当一个循环体中又包含循环结构时，称为循环嵌套。处于外部的循环为外循环，内部的语句为内循环，整个内循环仅仅是外循环的一条语句而已。

  • #include<stdio.h>//生成一个三角图像
    #include<math.h>
    int main()
    {
    	int i, j, k;
    	for (i = 8;i >= 1;i--)//控制行数
    	{
    		for (j = 1;j <= 8 - i;j++)//控制输出的空格
    			printf(" ");
    		for (k = 1;k <= 2 * i - 1;k++)//控制输出的星星
    			printf("*");
    		printf("\n");
    	}
    	return 0;
    }

  • 从算法上分析，多重嵌套的循环比不嵌套的循环效率低很多，所以在编程中，能不使用循环嵌套就不要使用。

• 程序举例

  • 穷举

    • 穷举法类似于数学的完全归纳法，又称暴力破解法。比如一个密码有100000种组合，那么最多尝试100000次才能找到密码。

    • #include<stdio.h>//生成所有三位自方次幂
      #include<math.h>
      int main()
      {
      	int i, j, k,m1,m2;
      	printf("三位自方次幂");
      	for(i=1;i<=9;i++)//i不能为0，不然不是三位数
      		for(j=0;j<=9;j++)
      			for (k = 0;k <= 9;k++)
      			{
      				m1 = i * 100 + j * 10 + k;
      				m2 = i * i * i + j * j * j + k * k * k;
      				if (m1 == m2)
      					printf("%4d", m1);
      			}
      	return 0;
      }

  • 数的分离

    • #include<stdio.h>//将数分离
      #include<math.h>
      int main()
      {
      	int m;
      	scanf("%d", &m);
      	int i, j, k, t, s;
      	i = 1;
      	s = m;
      	while (s / 10)//设定计数器，计算数的位数
      	{
      		s = s / 10;
      		i++;
      	}
      	for (j = i;j>=1;j--)//主要循环
      	{
      		k = m / pow(10, j - 1);
      		m = m - k*pow(10,j-1);
      		printf("%d ", k);
      	}
      	return 0;
      }

  • 二分法方程求根

    • #include<stdio.h>//用二分法求方程的根
      #include<math.h>
      int main()
      {
      	double c, a, b, fa, fb, fc;
      	do
      	{//验证fa*fb<0,是则跳出循环，否则重新输入
      		printf("请输入两个值：");
      		scanf("%lf%lf", &a, &b);
      		fa = ((a + 1.1) * a + 0.9) * a - 1.4;
      		fb = ((b + 1.1) * b + 0.9) * b - 1.4;
      	} while (fa * fb >= 0);
      	do//
      	{
      		c = (a + b) / 2;//找到ab的中点
      		fc= ((c + 1.1) * c + 0.9) * c - 1.4;//计算c的函数值
      		if (fc * fa > 0)//判断fc和fa之间是否有实根
      			a = c;//是则让a=c
      		else
      			b = c;//否则让b=c
      	} while (fabs(fc) >= 1e-6);//直到fc接近临界值
      	printf("一个实根为：%8.2lf\n", c);
      	return 0;
      }

  • 多项式计算

    • #include<stdio.h>//求多项式
      #include<math.h>
      int main()
      {
      	double sum, p, x;
      	int n, i, s;
      	printf("请输入多项式的第n项，和x的值：");
      	scanf("%d%lf", &n, &x);
      	sum = x;
      	p = x;
      	s = 1;
      	for (i = 2;i <= n;i++)//用迭代法
      	{
      		p *= x * x / (2 * i - 2) / (2 * i - 1);
      		s = -s;
      		sum += s * p;
      	}
      	printf("sum = %lf\n", sum);
      	return 0;
      }

  • 数的判别

    • #include<stdio.h>//判断一个数是不是素数
      #include<math.h>
      int main()
      {
      	int a;
      	printf("输入一个大于1的整数：");
      	scanf("%d", &a);
      	int i,j;
      	for (i = 2;i <  a;i++)
      		if (a % i == 0)
      		{
      			printf("不是素数");
      			break;
      		}
      	if (i / a == 1)
      		printf("是素数");
      	return 0;
      }

  • 辗转相除法

    • 辗转相除法又称欧几里得算法，是求两个正整数的最大公约数的算法。用大的数除小的数，然后用小的数除得到的除数，一直执行下去，直到得到的余数为零，那么上一步得到的除数就是最大公约数。

    • #include<stdio.h>//使用欧几里得算法计算两个数的最大公约数
      #include<math.h>
      int main()
      {
      	int a, b, t,m;
      	printf("输入两个正整数：");
      	scanf("%d%d", &a, &b);
      	if (a < b)//判断两个数的大小
      	{
      		t = b;
      		b = a;
      		a = t;
      	}
      	do
      	{
      		m=a%b;
      		a = b;
      		b = m;
      	} while (m != 0);
      	printf("%d", a);
      	return 0;
      }

二、学系心得

从这一章感受到了难度，tmd定积分怎么求啊啊啊啊啊

​