第五章 循环结构试验

C程序设计报告

实验项目:

1、用for语句实现循环

  • 求数列前n项
  • 求数列前n项的和

2、用while循环语句实现循环

  • 统计学生的最高最低成绩
  • 求水仙花数

3、用do-while语句实现循环

4、用while语句和for语句配合实现循环

5、用for语句嵌套实现循环

  • 百马百担问题
  • 求等差数列
  • 食品分配问题

姓名:戴求  实验地点:514教室  实验时间:4.17

一、实验目的与要求

1、用for语句实现循环

1、1求数列前n项

  • 掌握for语句实现循环的方法

1、2求数列前n项的和

  • 掌握for语句实现循环的方法
  • 循环嵌套的使用

2、用while循环语句实现循环

2、1统计学生的最高最低成绩

  • 掌握while语句实现循环的方法

2、2求水仙花数

  • 进一步掌握while语句实现循环的方法

3、用do-while语句实现循环

  • 掌握do/while语句实现循环的

4、用while语句和for语句配合实现循环

  • 掌握while语句和for语句配合实现循环

5、用for语句嵌套实现循环

5、1百马百担问题

  • 掌握for语句嵌套实现循环的方法

5、2求等差数列

  • 掌握for语句嵌套(3层)实现循环的方法
  • 掌握continue语句的用法

5、3食品分配问题

  • 掌握for语句嵌套实现循环的方法
  • 掌握continue语句的用法

二、实验内容

1、1求数列前n项

  • 问题的简单描述:编写一程序,求出1,1+2,1+2+3···数列中前n项的值。程序流程图如图所示:

  • 实验代码:
#include<stdio.h>
#include<conio.h>
main()
{
    int i,j=0,k,s=0;
    printf("Enter a number:");
    scanf("%d",&k);
    for(i=1;i<=k;i++)
    {
        s=s+i;
        printf("%d",s);
        printf(" ");
        j++;
    }
}

运行结果如下:

  • 问题分析:算法分析如下:
k=6,i=0,i<=6,计算第0项,
       i=1,i<=6,计算第1项,i=1
       i=2,i<=6,计算第2项,i=1+2=3
       i=3,i<=6,计算第3项,i=1+2+3=6
       i=4,i<=6,计算第4项,i=1+2+3+4=10
       i=5,i<=6,计算第5项,i=1+2+3+4+5=15
       i=6,i<=6,计算第6项,i=1+2+3+4+5+6=21
       i=7,i>k,跳出结束循环

1、2求数列前n项的和

  • 问题的简单描述:编写一程序,求数列1,-3!,5!,-7!···(-1)^n-1(2n-1)!前n项的和。n的值是由键盘输入。程序流程图如下图所示:

  • 实验代码:
#include<stdio.h>
#include<conio.h>
main()
{
    int n,i,j,sign=1;
    float fac,sum;
    printf("Please input value of n:");
    scanf("%d",&n);
    sum=0.0;
    for(i=1;i<=n;i++)
    {
        fac=1.0;
        for(j=1;j<=2*i-1;j++)
        {
            fac=fac*j;
        }
        fac=fac*sign;
        sum=sum+fac;
        sign=-sign;
    }
    printf("sum=%.0f\n",sum);
}

运行结果如下:

  • 问题分析:算法分析:
n=4,
i=1,sign=1,sum=0,i<=4,fac=1,j=1,j<=2*1-1=1,fac=fac*j=1*1=1
                                                 j=2,j>1,跳出循环
                                                 fac=fac*sign=1*1=1,sum=sum+fac=0+1=1,sign=-sign=-1
i=2,sign=-1,sum=1,i<=4,fac=1,j=1,j<=2*2-1=3,fac=fac*j=1*1=1
                                                  j=2,j<=2*2-1=3,fac=fac*j=1*2=2
                                                  j=3,j<=2*2-1=3,fac=fac*j=2*3=6
                                                  j=4,j>3,跳出循环
                                                  fac=fac*sign=6*(-1)=-6,sum=sum+fac=1-6=-5,sign=-sign=1
i=3,sign=1,sum=-5,i<=4,fac=1,j=1,j<=2*3-1=5,fac=fac*j=1*1=1
                                                  j=2,j<=2*3-1=5,fac=fac*j=1*2=2
                                                  j=3,j<=2*3-1=5,fac=fac*j=2*3=6
                                                  j=4,j<=2*3-1=5,fac=fac*j=6*4=24
                                                  j=5,j<=2*3-1=5,fac=fac*j=24*5=120
                                                  j=6,j>5,跳出循环
                                                  fac=fac*sign=100*1=120,sum=sum+fac=120-5=115,sign=-sign=-1
i=4,sign=-1,sum=-5,i<=4,fac=1,j=1,j<=2*4-1=7,fac=fac*j=1*1=1
                                                  j=2,j<=2*4-1=7,fac=fac*j=1*2=2
                                                  j=3,j<=2*4-1=7,fac=fac*j=2*3=6
                                                  j=4,j<=2*4-1=7,fac=fac*j=6*4=24
                                                  j=5,j<=2*4-1=7,fac=fac*j=24*5=120
                                                  j=6,j<=2*4-1=7,fac=fac*j=120*=720
                                                  j=7,j<=2*4-1=7,fac=fac*j=720*7=5040
                                                  j=8,j>7,跳出循环
                                                  fac=fac*sign=5040*(-1)=-5040,sum=sum+fac=-5040+115=-4925,sign=-sign=1
i=5,sign=1,sum=-4925,i>4,跳出循环

2、1统计学生的最高最低成绩

  • 问题的简单描述:从键盘上输入若干个学生的成绩,统计并输出最高成绩和最低成绩,当输入负数时结束输入。程序流程图如下:

  • 实验代码
#include<conio.h> 
#include<stdio.h>
main()
{
    float x,max,min;
    printf("Please input scores:");
    scanf("%f",&x);
    max=min=x;
    while(x>=0)
    {
        if(x>max) max=x;    
        if(x<min) min=x;    
        scanf("%f",&x); 
    }
    printf("\nmax=%f\nmin=%f\n",max,min);
}

运行结果如下:

  • 问题分析:算法分析:
输入x  65.5  85.5  74  92  76  89  91  -1
max=63.5    min=63.5
x=85.5   85.5>max   max=85.5   85.5>min   
x=74      74<max      74>min
x=92       92>max     max=94     94>min
x=76       76<max      76>min
x=89        89<max     89>min
x=91       91<max      91>min
x=-1  跳出循环
max=92.000000   min=65.500000

2、1求水仙花数

  • 问题的简单描述:求所有的水仙花数(水仙花数是一个3位数的自然数,该数个位的立方和等于该数本身,如153为水仙花数1^3+5^3+3^3=153)。程序流程图如下图所示:

  • 实验代码:
#include<stdio.h>
main()
{
    int x,y,z;
    int k=100;
    while(k<=999)
    {
        x=k/100;
        y=(k/10)%10;
        z=k%10;
        if(k==x*x*x+y*y*y+z*z*z)
        printf("%d\n",k);
        k++;
    }
}

运行结果如下:

  • 问题分析:算法分析:
从100开始到999
k=100,x=100/100=1,y=100/10%10=0,z=100%10=0,k!=1^3+0^3+0^3
k=101,x=101/100=1,y=101/10%10=0,z=101%10=1,k!=1^3+0^3+1^3
.                                         .                                                
.                                         .                                                
.                                         .                                                
k=153,x=153/100=1,y=153/10%10=5,z=153%10=3,k=1^3+5^3+3^3
.                                         .                                                
.                                         .                                                
.                                         .                                                
k=370,x=370/100=3,y=370/10%10=7,z=370%10=0,k=3^3+7^3+0^3
k=371,x=371/100=3,y=371/10%10=7,z=371%10=1,k=3^3+7^3+1^3
.                                         .                                                
.                                         .                                                
.                                         .                                                
k=407,x=407/100=4,y=407/10%10=0,z=407%10=7,k=4^3+0^3+7^3
.                                         .                                                
.                                         .                                                
.                                         .                                                
k=999,x=999/100=9,y=999/10%10=9,z=999%10=9,k!=9^3+9^3+9^3
输出k:153  370  371  407

3、求不等式

  • 问题的简单描述:求满足下列不等式的n的最小值,其中value是大于1的任何数。
    1+1/2+1/3+···+1/n>value
    流程图如下:

  • 实验代码:
#include<stdio.h>
main()
{
    float sum,value;
    int n;
    printf("Input value:");
    scanf("%f",&value);
    sum=0.0;
    n=0;
    do
    {
        ++n;
        sum+=1.0/(float)n;
    }
    while(sum<value);
    printf("n=%d",n);   

}

运行结果如下:

  • 问题分析:算法分析:
sum=0,n=0,输入value=4.5
            n=1,sum=sum+1/1=1,sum<value
            n=2,sum=sum+1/2=1.5,sum<value
             .                         .
             .                         .
            n=50,sum=sum+1/50=4.4992,sum<value
            n=51,sum=sum+1/51=4.5188,sum>value,跳出循环
            输出n=51

4、十进制转换

  • 问题的简单描述:输入四个数字字符,并将其转换为四位十进制整数后显示出来。流程图如下图:

  • 实验代码:
#include<stdio.h>
main()
{
    char c;
    int k,data;
    data=0;
    for(k=0;k<4;k++)
    {
        while(1)
        {
            c=getchar();
            if (c>='0' && c<='9')
                 break;
        }
        switch(k)
        {
            case 0:data+=(c-'0')*1000;break;
            case 1:data+=(c-'0')*100;break;
            case 2:data+=(c-'0')*10;break;
            case 3:data+=(c-'0');break;
        }
    }
    printf("Data=%d",data);
}

运行结果如下:

  • 问题分析:算法分析:
data=0,k=0,k<4,c=1,0<c<9,k=0,data=data+(c-0)*1000=0+(1-0)*1000=1000
            k=1,k<4,c=2,0<c<9,k=1,data=data+(c-0)*100=1000+(2-0)*100=1200
            k=2,k<4,c=3,0<c<9,k=2,data=data+(c-0)*10=1200+(3-0)*10=1230
            k=3,k<4,c=5,0<c<9,k=3,data=data+(c-0)*1=1230+(5-0)*1=1235
            k=4,k>=4,跳出循环,输出data=1235

5、1百马百担问题

  • 问题的简单描述:有100匹马,要驮100担货物,其中,1匹大马可以驮3担,1匹中马可以驮两担,两匹小马可以驮一担,请问,大马、中马、和小马可以有多少种组合。流程图如下所示:

  • 实验代码
#include<stdio.h>
main()
{
    int m,n,k;
    int sum=0;
    printf("各种驮法如下:\n");
    for(m=1;m<=100;m++)
        for(n=1;n<=100-m;n++)
        {
            k=100-m-n;
            if((k%2==0)&&(3*m+2*n+0.5*k==100))
            {
                printf("大马%3d匹;中马%3d匹;小马%3d匹。\n",m,n,k);
                sum++;
            }
        }
        printf("共有%d种驮法.\n",sum);
}

运行结果如下:

  • 问题分析:算法分析:
sum=0,m=1,n=1,n<100-m=99,k=100-m-n=98,k%2=98%2==0,3m+2n+0.5k=3*1+2*1+0.5*98!=100,
                     n=2,n<100-m=99,k=100-m-n=97,k%2=97%2!=0,
             .                                                                  .                                                                   .
             .                                                                  .                                                                   .
            m=2,n=30,n<100-m=98,k=100-m-n=68,k%2=68%2==0,3m+2n+0.5k=3*2+2*30+68*0.5==100,
sum=1,输出m,n,k,大马  2匹;中马 30匹;小马 68匹。
             .                                                                  .
             .                                                                  .
             m=5,n=25,n<100-m=95,k=100-m-n=70,k%2=70%2==0,3m+2n+0.5k=5*3+2*25+70*0.5==100,
sum=2,输出m,n,k,大马  5匹;中马 25匹;小马 70匹。
             .                                                                  .
             .                                                                  .
             m=8,n=20,n<100-m=92,k=100-m-n=72,k%2=72%2==0,3m+2n+0.5k=8*3+2*20+72*0.5==100,
sum=3,输出m,n,k,大马  8匹;中马 20匹;小马 72匹。
             .                                                                  .
             .                                                                  .
             m=11,n=15,n<100-m=89,k=100-m-n=74,k%2=74%2==0,3m+2n+0.5k=11*3+2*15+74*0.5==100,
sum=4,输出m,n,k,大马 11匹;中马 15匹;小马 74匹。
             .                                                                  .
             .                                                                  .
             m=14,n=10,n<100-m=86,k=100-m-n=76,k%2=76%2==0,3m+2n+0.5k=14*3+2*10+76*0.5==100,
sum=5,输出m,n,k,大马 14匹;中马 10匹;小马 76匹。
             .                                                                  .
             .                                                                  .
             m=17,n=5,n<100-m=83,k=100-m-n=78,k%2=78%2==0,3m+2n+0.5k=17*3+2*5+78*0.5==100,
sum=6,输出m,n,k,大马 17匹;中马  5匹;小马 78匹。
             .                                                                  .
             .                                                                  .
输出sum
各种驮法如下:
大马  2匹;中马 30匹;小马 68匹。
大马  5匹;中马 25匹;小马 70匹。
大马  8匹;中马 20匹;小马 72匹。
大马 11匹;中马 15匹;小马 74匹。
大马 14匹;中马 10匹;小马 76匹。
大马 17匹;中马  5匹;小马 78匹。
共有6种驮法.

5、2求等差数列

  • 问题的简单描述:编写程序,求一正整数等差数列的前六项的和,该数列前四项之和是26,前四项之积是880.流程图如图所示:

  • 实验代码:
#include<stdio.h>
main()
{
    int a,b,c,d,i,sum=0;
    for(a=1;a<=26;a++)
        for(d=1;d<=26;d++)
        {
            b=4*a+6*d;
            if(b!=26)
                continue;
            else
            c=a*(a+d)*(a+2*d)*(a+3*d);
                if(c!=880)
                    continue;
                else
                    for(i=0;i<6;i++)
                    {
                        printf("%d,",a+i*d);
                        sum=sum+(a+i*d);
                    }
        }
        printf("\n数列的前6项的和:%d\n",sum);
}
  • 问题分析:算法分析:
sum=0,a=1,a<=26,d=1,d<=26,b=10,c=24,b!=26,
             .                                                     .
             .                                                     .
            a=2,a<=26,d=1,d<=26,b=14,c=120,b!=26
                               d=2,d<=26,b=20,c=384,b!=26  
                               d=3,d<=26,b=26,c=880,b==26,c==880
i=0,i<6,输出a+d*i=2+3*0=2,sum=sum+a+d*i=0+2=2
i=1,i<6,输出a+d*i=2+3*1=5,sum=sum+a+d*i=5+2=7
i=2,i<6,输出a+d*i=2+3*2=8,sum=sum+a+d*i=7+8=15
i=3,i<6,输出a+d*i=2+3*3=11,sum=sum+a+d*i=15+11=26
i=4,i<6,输出a+d*i=2+3*4=14,sum=sum+a+d*i=26+14=40
i=5,i<6,输出a+d*i=2+3*5=17,sum=sum+a+d*i=40+17=57
i=6,i>=6,跳出循环,输出sum=57

5、3食品分配问题

  • 问题的简单描述:有30个学生一起买小吃,共花钱50元,其中,每个大学生花3元,每个中学生花2元,每个小学生花1元,问大、中、小学生的人数分配共有多少种不同的解(去掉某类大学生数为0的解)?程序流程图如下:

  • 实验代码:
#include<stdio.h>
main()
{
    int x,y,z,sum;
    sum=0;
    for(x=1;x<30;x++)
    {
        for(y=1;y<30;y++)
        {
            z=30-x-y;
            if((z!=0)&&(3*x+2*y+z==50))
            {
                printf("大学生%3d\t中学生%3d\t小学生%3d\n",x,y,z);
                sum=sum+1;
            }
            else
                continue;
        }
    }
    printf("sum=%d\n",sum);
}
  • 问题分析:算法分析:


sum=0,x=1,x<30,y=1,y<30,z=30-x-y=28,z!=0,3x+2y+z=3*1+2+1+28!=50
             .                                                                  .
             .                                                                  .

                y=18,y<30,z=30-x-y=11,z!=0,3x+2y+z=3*1+2*18+28==50
输出x,y,z,大学生  1       中学生 18       小学生 11
以此内推,可以得到剩下的几个分配方法
大学生  2       中学生 16       小学生 12
大学生  3       中学生 14       小学生 13
大学生  4       中学生 12       小学生 14
大学生  5       中学生 10       小学生 15
大学生  6       中学生  8       小学生 16
大学生  7       中学生  6       小学生 17
大学生  8       中学生  4       小学生 18
大学生  9       中学生  2       小学生 19
最后,输出结果如下:
大学生  1       中学生 18       小学生 11
大学生  2       中学生 16       小学生 12
大学生  3       中学生 14       小学生 13
大学生  4       中学生 12       小学生 14
大学生  5       中学生 10       小学生 15
大学生  6       中学生  8       小学生 16
大学生  7       中学生  6       小学生 17
大学生  8       中学生  4       小学生 18
大学生  9       中学生  2       小学生 19
sum=9

三、实验小结

  在我们编写一些比较复杂的程序时,我们不能只是一味地看着书上的流程图给的条件填上去,要自己去搞懂这个程序的算法,这样的话,遇到只有题目要求,没有流程图的题目时候,我们就可以靠着自己的思考编写出来。还有,在我们上实验课之前可以先预习,搞清楚程序是怎样运行的,这对我们在上实验课的时候大有帮助,这样,我们就不仅仅是一节课下来一办都没有做完了。

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