第6章 循环结构程序设计
许多问题的求解归结为重复执行的操作,例如输入多个同学的成绩、对象遍历、迭代求根等问题。这种重复执行的操作在程序设计语言中用循环控制来实现。几乎所有实用程序都包含循环。特别是在现代多媒体处理程序（图像、声音、通讯）中，循环更是必不可少。
根据开始循环的初始条件和结束循环的条件不同，C语言中用如下语句实现循环 (1) while语句。 (2) do-while语句。 (3) for语句。
(4) 用goto语句和if语句构成循环。
循环结构在程序设计中十分重要。所谓循环结构就是当给定条件成立时，反复执行某段程序，直到条件不成立时为止。给定的条件称为循环条件，反复执行的程序段称为循环体。
6.1 while语句
while语句最简单的情况为循环体只有一个语句，其形式如下： while(表达式) 语句；
但是，while语句通常使用更复杂的形式，也就是其一般形式： while(表达式) {
语句序列； }
其中表达式是循环条件，语句序列为循环体。其执行过程是：先计算while后面圆括号内表达式的
假（0）值，如果其值为真（非0），则执行语句序列（循环表达式体），然后再计算while后面圆括号内表达式的值，
真（非0）并重复上述过程，直到表达式的值为“假”（值为0）时，退出循环，并转入下一语句去执行。 循环体While循环的执行流程如图6-1所示。
使用while语句时，需注意如下几个问题： （1） while语句的特点是先判断表达式的值，然
图 6-1 while循环流程图后根据表达式的值决定是否执行循环体中的语句，因
此，如果表达式的值一开始就为“假“，则循环体将一次也不执行。
（2）当循环体由多各语句组成时，必须用左、右花括号括起来，使其形成复合语句。如： while(x>0) {
s+=x x--； }
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（3）为了使循环最终能够结束，而不至于使循环体语句无穷执行，即产生“死循环”。因此，每执行一次循环体，条件表达式的值都应该有所变化，这既可以在表达式本身中实现，也可以在循环体中实现。
【例6-1】利用while语句，编写程序，求1+2+3+?+100的值。
这是一个求100个数的累加和问题，加数从1变化到100，可以看到加数是有规律变化的。后一个加数比前一个加数增1，第一个加数为1，最后一个加数为100；因此可以在循环中使用一个整型变量i,每循环一次使i增1,一直循环到i的值超过100，用这个办法就解决了所需的加数问题；但是要特别注意的是变量i需要有一个正确的初值，在这里它的初值应当设定为0。
下一个要解决的是求累加和。设用一个变量sum来存放这100个数和的值，可以先求0+1的和并将其放在sum中，然后把sum中的数加上2再存放在sum中，依次类推，这和人们心算的过程没有什么区别，sum代表着人们脑中累加的那个和数，不同的是心算的过程由人们自己控制。在这里，sum累加的过程要放在循环中，由计算机来判断所加的数是否已经超过100，加数则放在变量i中，并在循环过程中一次次增加1。整个流程如图6-2所示。
图6-2累加求和流程图
以下就是求累加和的典型算法。
main() {
int i=1, sum=0; /*i的初值为1，sum的初值为0*/ while(i<=100) /*当i小于或等于100时执行循环体*/ {
sum=sum+i; /*在循环体中累加一次，i增加1*/ i=i+1; /*在循环体中i增加1*/ }
printf(\}
程序运行后的输出结果： sum=5050 注意：
（1） 如果在第一次进入循环时，while后圆括号内表达式的值为0，循环一次也不执行。在本程序中，如果i的初值大于100将使表达式i<=100的值为0，循环体不执行。
（2） 在循环体中一定要有使循环趋向结束的操作，以上循环体内的语句i=i+1使i不断增加1，当i>100时循环结束。如果没有这一语句，则i的值始终不变，循环将无限进行。 （3） 在循环体中，语句的先后位置必须符合逻辑，否则将会影响运算结果，例如，若将上例中的While循环体改写成：
while(i<=100)
{ i++; /*先计算i++,后计算sum的值*/
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sum=sum+i; }
运行后，将输出：
sum=5150
运行的过程中，少加了第一项的值1，而多加了最后一项的值101。
【例6-2】利用while语句，计算1+1/2+1/4+?+1/50的值，并显示出来。 #include“stdio.h” main() { float sum=1; int i=2; while (i<=50) {
sum +=1/(float) i; i+=2; } printf(\}
运行结果： sum=2.907979
注意：在此程序中，在循环体中进行累加计算时，必须要对变量i进行强制类型转换，即利用（float）i使其变为浮点型中间变量后再参加运算，否则，由于i中存放的是大于1的整型量，所以，1/i将按整型规则运算，其结果总是为0。
6.2 do-while循环语句
do-while循环结构的形式如下： do
语句序列（循环体）； while(表达式)； 例如： do {
i++； s+=i;
}
while(i<10); 说明：
（1） do是C语言的关键字，必须与While联合使用。
（2） do-while循环由do开始，用while结束。必须注意的是：在while（表达式）后的“；”不可丢，它表示do-while语句的结束。
（3） while后一对圆括号中的表达式，可以是C语言中任意合法的表达式。由它控制循环是否执行。
（4） 按语法，在do和while之间的循环体只能是一条可执行语句。若循环体内需要多
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个语句，应该用大括号括起来，组成复合语句。
do-while 循环的执行过程是这样的（如图6-3所示）： (1) 执行do后面循环体中的语句。
(2) 计算While后面一对圆括号中表达式的值。当值为非零时，转去执行步骤1；当值为零时，执行步骤（3）。 循环体(3) 退出do-while循环。
真（非0）由do-while构成的循环与while循环十分相似，
表达式它们之间的主要区别是： while循环结构的判断控制
假（0）出现在循环体之前，只有当 while后面表达式的值为
非零时，才能执行循环体；在do-while构成的循环结图 6-3 do-while循环流程图构中，总是先执行一次循环体，然后再求表达式的值，
因此，无论表达式的值是零还是非零，循环体至少要被执行一次。
和while循环一样，在do-while循环体中，一定要有能使while后表达式的值变为0的操作，否则，循环将会无限制的进行下去。
i=1【例6-3】利用do-while语句，
i=1编写程序，求1+2+3+?+100的值。
sum=sum+1sum=sum+1根据do-while循环的结构，先i=i+1i=i+1画出流程图，见图6-4（(a)是传统
直到i>100真（非0）流程图，(b)是N-S图）。程序如下：
i<=100#include\
假（0）main ()
（a）（b）{
图 6-4 用do-while循环实现累加 int i=1,sum=0; do { sum=sum+i; i=i+1; }while(i<=100); printf(\}
程序运行后的输出结果： sum=5050
使用do-while语句应注意如下几个问题： （1） 由于do-while语句是先执行一次循环体，然后再判断表达式的值。所以，无论一开始表达式的值为“真”还是为“假”，循环体中的语句都至少被执行一次，这一点同while语句是有区别的。 （2） 如果do-while语句的循环体部分是由多个语句组成的话，则必须用左、右花括号括起来，使其形成复合语句。 （3） C语言中的do-while语句是在表达式的值为真时重复执行循环体，这一点与别的语言中类似语句有区别，在程序设计时应引起注意。
【例6-4】 利用do-while语句计算1+1/2+1/4+…+1/50的值，并显示出来。 main() {
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int i=2; float sum=1; do { sum+=1/(float)i; i+=2;
}while(i<=50);
printf(\}
运行结果： sum=2.907979
在一般情况下，用while语句和do-while语句处理同一问题时，若二者的循环体部分是一样的，它们的结果也一样。如例6-1和例6-3中的循环体是相同的，得到的结果也相同。但在while后面的表达式一开始就为假（0值）时，两种循环的结果是不同的。
【例6-5】while和do-while循环的比较
main() main() { {
int sum=0,i; int sum=0,i; scanf(\ while(i<=10) do { { sum=sum+i; sum=sum+i; i++; i++;
} }while(i<=10);
printf(\} }
本例左半部分用while循环求i到10的连加和，i的值由用户输入。右半部分用do-while循环实现相同的功能。当输入i的值小于或等于10时，二者得到的结果相同。例如，当输入的i=1时，用while结构和do-while结构得到的结果是都是55；而当输入的i的值大于10时，二者得到的结果就不同了。例如，当输入的i=15时，用while结构得到的结果是0；而用do-while结构得到的结果是15。这是因为此时对while循环来说，一次也不执行循环体，而对do-while循环来说，则要执行一次循环体。由此可以得到结论：当while后面的表达式的第一次的值为“真”时，两种循环得到的结果相同。否则，两者结果不同（指两者具有相同循环体的情况）。
6.3 for语句
for语句构成的循环通常称为for循环。for循环的一般形式如下：
for（表达式1；表达式2；表达式3） 循环体； 例如：
for(k=0;k<10;k++) printf(“*”);
以上for循环在一行上打印10个“*”号。
for是C语言的关键字，其后的圆括号中通常含有3个表达式，各表达式之间用“；”隔开。这三个表达式可以是任意表达式，通常主要用于for循环的控制。紧跟在for(…)之
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