试验三循环结构程序设计

实验三循环结构程序设计

一、实验学时

4学时。

二、实验目的

1．熟练掌握用while、do-while以及for语句实现循环程序设计的方法。

2．理解循环条件和循环体的含义。理解循环结构中语句的执行过程。

3．熟练掌握break和continue语句的功能及应用。

4．掌握应用嵌套循环结构进行程序设计的方法。

5．掌握应用循环结构及穷举算法解决有关问题。

6．掌握运行到光标位置、使用断点等程序调试方法。

三、实验内容

1．程序调试

【例1】改正下列程序中的错误，求S=1!+2!+3!+…+n!的值，n的值通过键盘输入（n≤10）。

输入样例：

请通过键盘输入具体数据给变量n赋值：5↙

输出样例：

1!+2!+3!+…+5!=153

程序：

#include

void main()

{

int n,i;

long int s,sum;

牰湩晴尨请通过键盘输入具体数据给变量n赋值:);

scanf(%d,&n);

for(i=1;i<=n;i++)

{

s=s*i

sum+=s;

}

printf(!+2!+3!+...+%d!=%ld\n,n,sum);

}

（1）按照前面章节实验中介绍的步骤，保存源程序代码。

（2）单击编译按钮（Compile），出现第一条编译错误信息是：missing ';' before identifier 'sum'，改正后，重新编译和连接，都正确。

（3）开始调试程序，鼠标单击第11行，光标在第11行闪烁，这就是当前光标的位置，单

击，程序运行到光标位置。在变量窗口中，第一次循环时i的值为 1 ，n的值为 5 ，

正确；而s的值为-858993460，不正确。请分析错误原因：s示未赋初值，long int s,sum;

改为long int s=1,sum;，改正后，重新编译和连接，继续进行上述操作，这时s的值为1正确。．

行闪烁，这就是当前光标的位置，单击，程序12行，光标在第12（4）鼠标单击第运行到光标位置。在变量窗口中，第一次循环时i的值为 1 ，s的值为 1 ，正确；而sum的值为-858993460，不正确。请分析错误原因：sum示未赋初值，long int s,sum;改为long

int s=1,sum=0;，改正后，重新编译和连接，继续进行上述操作，这时sum的值为0正确。

行，单击（Run to Cursor5）把光标定位到倒数第3）按钮，程序运行到光标位（置。在变量窗口中，s的值为 1 ，sum的值为 1 ，显示信息正确。

）单击（Stop Debugging6）按钮，程序调试结束。（按钮，在程序调试的过程中，应用了

“运行到光标位置”的程序调试方法：即单击程序运行到光标位置，观察变量窗口中所显示的变量信息内容，分析此时变量的值是否正确。同时，结合断点的使用，断点的使用就是让程序运行到断点处暂停，让用户可以观察当前变量或表达式的值。设置断点时，先将光标定位到要设置断点的位置，然后单击编译微型工具条的按钮，断点设置完毕。如果要取消已经设置的断点，只需要将光标移到要取消的断，该断点取消。点处，再次单击按钮在循环结构的程序设计中，这种程序调试的方法经常使用，在具体进行程序调试时，设置程序运行断点处位置，注意变量窗口中显示变量的具体值信息（如果变量较多时，可以输入变量名查看），这些变量的值是否与循环第一次运行时一致。

2.编程练习

（1）读入一个正整数n，计算并输出前n项之和s的值（保留6位小数）。

S=1+1/4+1/7+1/10+1/13+1/16+…

程序运行结果输入/输出示例：

输入样例：

请输入n的值：3↙

输出样例：

S=1.392857

参考程序如下：

#include stdio.h

void main()

{

int i, k, n;

double sum;

牰湩晴尨请输入n的值：);

scanf(%d, &n);

sum = 0;

k = 1;

for(i = 1; i <= n; ++i)

{

sum += 1/(double)k;

k += 3;

}

printf(S=%lf\n, sum);

}

思考题1：读入一个正实数n，计算并s的值（保留6位小数），要求精确到最后一项的绝对值小于n（保留6位小数）。

S=1-1/4+1/7-1/10+1/13-1/16+…

输入样例：

请输入n的值：1E-4↙

输出样例：

S=0.835699

参考程序如下：

#include stdio.h

#include math.h

void main()

{

int i, k, t;

double n;

double sum;

牰湩晴尨请输入n的值：);

scanf(%lf, &n);

sum = 0;

t = 1;

k = 1;

while(fabs(t/(double)k)>n)

{

sum += t /(double)k;

k += 3;

t *= -1;

}

printf(S=%lf\n, sum);

}

思考题2：读入一个正整数n，计算并输出前n项之和s的值（保留6位小数）。

S=1-1/2+3/7-2/5+5/13-3/8+…

输入样例：

请输入n的值：18↙

输出样例：

S=0.551

分析1：对于S，可以对n进行分析，当n为偶数时，正项个数与负项的个数相等；当n为偶数，正项个数比负项的个数多一项，可以将正项与负项分别进行计算。

参考程序:

#include stdio.h

void main()

{

int i, k, n;

double sum;

牰湩晴尨请输入n的值：);

scanf(%d, &n);

sum = 0;

k = 1;

for(i = 1; i <= (n+1)/2; ++i) //计算正数项的和:1+3/7+5/13+…

{

sum += (2*i-1)/(double)k;

k += 6;

}

//正数项和分别与各个负数项求和(1+3/7+5/13+…-1/2-2/5-3/8-…

if(n%2==0) //区分n为偶数时,负数项的个数为n的一半

{

k=2;

for(i = 1; i <= n/2; ++i)

{

sum -= i/(double)k;

k += 3;

}

}

else //区分n为奇数时,负数项的个数为n-1的一半,比正数项少一个

{

k=2;

for(i = 1; i <= (n-1)/2; ++i)

{

sum -= i/(double)k;

k += 3;

}

}

printf(S=%.3lf\n, sum);

}

分析2：

132********S?1??????L???????L

275138147101316即对S中负数项的分子与分母分别乘以2，会发现相邻的两项的分子部分为相邻的整数，而相邻两项的分母间为前项的分母+3=后项的分母。

参考程序:

#include

void main()

{ int n,i,k,sign;

float s=0;

sign=1;

k=1;

scanf(%d,&n);

for(i=1;i<=n;i++)

{

s=s+sign*(float)i/k;

k=k+3;

sign=sign*(-1);

}

printf(S=%.3f\n,s);

}

（2）输入一个正整数data，请编写程序,实现下列功能：

①求它的位数；

②求各位数字之和；

③从高位开始逐位分割并输出它的各位数字。

输入样例：

请输入一个整数：12345↙

输出样例：

12345是一个5位整数，各位数字之和为15

各位数字分别为：1 2 3 4 5

参考程序如下：

#include

#include

void main( )

{

int count, in, sum, temp,t;

瀠楲瑮?请输入一个正整数:);

scanf(%d, &in);

temp=in;

count=sum=0;

while(temp!=0) //求正整数的位数，及各位数之和

{

sum=sum+temp_x0010_;

count++;

temp=temp/10;

}

printf(%d是一个%d位整数,各位数字之和为%d\n, in, count, sum);

temp=in;

牰湩晴尨各位数字分别为:);

while(temp!=0)

{

t=temp/pow(10,count-1);

printf(%d ,t);

temp=temp-t*pow(10,count-1);

count--;

}

}

（3）输入2个正整数m和n（m≥1，n≤500），输出m和n之间的所有素数，每行输出6个。

输入样例：

请输入两个整数：m=1,n=35↙

输出样例：

2 3 5 7 11 13

17 19 23 29 31

参考程序如下：

#include

#include

void main()

{

int i,j,p,m,n,count;

count=0; //统计素数的个数

牰湩晴尨请输入两个整数:);

scanf(m=%d,n=%d,&m,&n);

for(i=m;i<=n;i++)

{

for(j=2;j<=(int)sqrt(i);j++)

if(i%j==0)

break;

if(j>(int)sqrt(i) && i!=1)

{

printf(%d ,i);

count++;

}

if(count%6==0)

printf(\

);

}

}

3.程序改错

输入2个正整数m和n，求这两个正整数的最大公约数和最小公倍数。

输入样例（改正后程序的运行结果）：

请输入两个整数：m=6,n=9↙

输出样例：

6,9的最大公约数是：3

6,9的最小公倍数是：18

程序（有错误的程序，红色的部分即为改正的部分）：

#include

#include

void main()

{

int m,n,max,min,data1,data2,r;

牰湩晴尨请输入两个正整数:);

scanf(m=%d,n=%d,&m,&n);

data1=m; data2=n;

if(m

{ r=m; m=n; n=r; }

r=m%n;

while(r!=0) //辗转相除法,求最大公约数

{ m=n; n=r; r=m%n; }

max=n; //循环结束后,最大公约数即为n

min=data1*data2/max; //两个原数相乘,再除以最大公约数,即为最小公倍数

printf(%d,%d的最大公约数:%d\n,data1,data2,max);

printf(%d,%d的最小公倍数:%d\n,data1,data2,min);

}

思考题3：求两个正整数的最大公约数和最小公倍数，采用辗转相乘法是求解问题的方法之一，也可以采用for循环结构，结合break语句进行求解，不需要判断两个正整数的大小，请读者根据这种算法思想，编程求解两个正整数的最大公约数和最小公倍数。

参考程序如下：

#include

#include

void main()

{

int m,n,max,min,i;

牰湩晴尨请输入两个正整数:);

scanf(m=%d,n=%d,&m,&n);

for(i=1;i<=m*n;i++) //m和n的最小公倍数在1～m*n之间

if(i%m==0 && i%n==0) { min=i; break; }

max=m*n/min; //由m、n和最小公倍数min，即可求出最大公约数

printf(%d,%d的最大公约数:%d\n,m,n,max);

printf(%d,%d的最小公倍数:%d\n,m,n,min);

}