第2章程序控制結構

2.1順序結構

2.2選擇結構

2.3循環結構

2.4控制轉向語句

2.5程序實例

1第2章程序控制結構

2.1順序結構

2.2按照語句出現的先后順序依次執行。2.1順序結構

語句1語句2圖2.1順序結構流程圖2按照語句出現的先后順序依次執行。2.1順序結構語句12.1.1定義語句說明語句在C++程序中，一個標識符（變量名、常量名、函數名、對象名等）在使用之前必須先定義，通知編譯器為其分配存儲空間，或告訴編譯器它的存在及其特征。例如：inta=0,b=3;constdoublepi=3.14159; intsum(int,int); floatscore[50][3]; 32.1.1定義語句說明語句32.1.2表達式語句形式：<表達式>;可以進行的操作通常包括賦值操作，復合賦值操作，增量、減量操作，函數調用操作和輸入輸出操作。例如： i++; --j; abs(x);cout<<a+b; cin>>i>>j;sum=a+b; a=b=c; i=1,j=2; b*=c; 42.1.2表達式語句形式：<表達式>;i++; s2.1.3復合語句形式： {<語句1><語句2>……<語句n>}作用：當程序中某個位置在語法上只允許一條語句，而在語義上要執行多條語句才能完成某個操作時，需要使用復合語句。例如：if(x==0){cout<<a;cout<<b;}52.1.3復合語句形式：例如：52.1.4空語句形式：；

作用：當程序中某個位置在語法上需要一條語句，而在語義上又不要求執行任何動作時，可放上一條空語句。一般適用于在循環語句中做空循環體例如：for(m=0;m<1000;m++);62.1.4空語句形式：；輸入和輸出并不是C++語言中的正式組成成分。C和C++本身都沒有為輸入和輸出提供專門的語句結構。輸入輸出不是由C++本身定義的，而是在編譯系統提供的I/O庫中定義的。C++的輸出和輸入是用“流”(stream)的方式實現的。圖3.2和圖3.3表示C++通過流進行輸入輸出的過程。2.1.5基本輸入輸出7輸入和輸出并不是C++語言中的正式組成成分。C和C++本身都圖3.2圖3.388有關流對象cin、cout和流運算符的定義等信息是存放在C++的輸入輸出流庫中的，因此如果在程序中使用cin、cout和流運算符，就必須使用預處理命令把頭文件stream包含到本文件中：#include<iostream>盡管cin和cout不是C++本身提供的語句，但是在不致混淆的情況下，為了敘述方便，常常把由cin和流提取運算符“>>”實現輸入的語句稱為輸入語句或cin語句，把由cout和流插入運算符“<<”實現輸出的語句稱為輸出語句或cout語句。根據C++的語法，凡是能實現某種操作而且最后以分號結束的都是語句。9有關流對象cin、cout和流運算符的定義等信息是存放在C+在C++中，所有輸入輸出是通過輸入輸出流來實現的。在C++中，將數據從一個對象到另一個對象的流動抽象為“流”。在iostream庫中包含一個標準輸入流對象cin和一個標準輸出流對象cout，分別用來實現從鍵盤讀取數據，以及將數據在屏幕上輸出。要使用cin和cout，需要在C++程序開頭加上如下包含命令：#include<iostream>//新標準中的頭文件名usingnamespacestd;//引入std名字空間中的標識符10在C++中，所有輸入輸出是通過輸入輸出流來實現的。101.標準輸入流cincin負責從鍵盤讀取數據，使用提取運算符“>>”就可以將鍵盤鍵入的數據讀入到變量中。語法格式：

cin>>變量1>>變量2>>…>>變量n;變量可以是任意數據類型，輸入時各個數據之間用空格鍵、Tab鍵或Enter鍵分隔。例如：inta,b;cin>>a>>b;鍵盤上輸入：93↙a9鍵盤b3鍵盤111.標準輸入流cincin負責從鍵盤讀取數據，使用提取運算2.標準輸出流cout負責將數據輸出到屏幕上，使用插入運算符“<<”就可以將數據顯示在屏幕上當前光標所在位置。語法格式：

cout<<表達式1<<表達式2<<…<<表達式n;表達式可以是任意類型的，數據輸出的格式由系統自動決定。122.標準輸出流cout負責將數據輸出到屏幕上，使用插入運算表2.1常用格式控制符格式控制符說明示例語句結果endl輸出換行符cout<<120<<endl<<240;120240dec十進制表示cout<<dec<<120;120hex十六進制表示cout<<hex<<120;78oct八進制表示cout<<oct<<120;170setw(intn)設置數據輸出的寬度cout<<'x'<<setw(3)<<'y';xy（中間有2個空格）13表2.1常用格式控制符格式控制符說明示例語表2.1常用格式控制符格式控制符說明示例語句結果setfill(charc)設置填充字符cout<<setfill('')<<setw(6)<<120;120setprecision(intn)設置浮點數的精度（有效數字位數或小數位數）cout<<setprecision(5)<<12.3456;12.346setiosflags(ios::fixed)定點格式輸出cout<<setiosflags(ios::fixed)<<12.3456789;12.345679setiosflags(ios::scientific)指數格式輸出cout<<setiosflags(ios::scientific)<<12.3456789;1.234568e+001浮點型默認精度為614表2.1常用格式控制符格式控制符說明示例語【例2.1】cout應用示例#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ intm=2,n=8; doublepai_1=3.14159265; floatpai_2=3.141f; charch1='A',ch2='B'; boolok=true; cout<<"m="<<m<<endl; cout<<"n="<<n<<endl; cout<<"pai_1="<<pai_1<<",pai_2="<<pai_2<<endl; cout<<"ch1="<<ch1<<",ch2="<<ch2<<endl; cout<<"ok="<<ok<<endl; cout<<"!ok="<<!ok<<endl;return0;}圖2.2cout應用示例15【例2.1】cout應用示例#include<iostr【例2.2】使用格式控制符輸出數據#include<iostream>#include<iomanip>usingnamespacestd;intmain(){ inta=35; doubleb=12.3456789;

1:cout<<"1234567890123"<<endl;

2:cout<<dec<<a<<‘’<<hex<<a<<‘’<<oct<<a<<endl;//352343

3:cout<<b<<endl;//12.3457

4:cout<<setprecision(4)<<b<<endl;//

12.35

5:cout<<setw(10)<<b<<endl;//

12.35

6:cout<<setw(10)<<setfill('#')<<b<<endl;//

#####12.35

7:cout<<setiosflags(ios::scientific)<<b<<endl;//

1.2346e+001

8:cout<<setprecision(3)<<b<<endl;//1.235e+001

9:cout<<setprecision(2)<<b<<endl;//1.23e+001 return0;}16【例2.2】使用格式控制符輸出數據#include<io2.2選擇結構按照給定條件有選擇地執行程序中的語句C++中:if語句：實現n分支，要求n個表達式。switch語句：實現多分支，只用1個表達式。172.2選擇結構按照給定條件有選擇地執行程序中的語句172.2.1if語句1．if語句（單分支）語法格式：

if(表達式)語句說明：（1）表達式是任意的數值、字符、關系、邏輯表達式，它表示條件，以true（非0）表示真，false（0）表示假。表達式必須用圓括號括起來。（2）內嵌語句，可以是單條語句，或復合語句。執行順序182.2.1if語句1．if語句（單分支）執行順序18bat73773【例2.3】輸入兩個整數a和b，按從小到大的順序輸出這兩個數。分析若a>b，則將a、b交換，否則不交換。兩數交換可采用借助于第三個變量間接交換的方法if(a>b) {t=a;a=b;b=t;}19bat73773【例2.3】輸入兩個整數a和b，按從小到大的#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ inta,b,t; cout<<"請輸入兩個整數a,b:"<<endl; cin>>a>>b; if(a>b) {t=a;a=b;b=t;} cout<<a<<'<'<<b<<endl;return0;}{a=a+b;b=a-b;a=a-b;}20#include<iostream>{a=a+b;b=a-2．if-else語句（雙分支）if(表達式)語句1else語句2true表達式語句1false語句2圖2.7雙分支if語句流程圖212．if-else語句（雙分支）if(表達式)true表【例2.4】輸入一個年份，判斷是否為閏年。分析閏年的年份可以被4整除而不能被100整除，或者能被400整除。#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ intyear; cout<<"請輸入年份:"; cin>>year;

if((year%4==0&&year%100!=0)||(year%400==0))

cout<<year<<"年是閏年"<<endl; else

cout<<year<<"年不是閏年"<<endl;return0;}22【例2.4】輸入一個年份，判斷是否為閏年。分析閏年的年份可3．if-elseif語句（多分支）if(表達式1)語句1elseif(表達式2)語句2……elseif(表達式n)語句nelse語句n+1falsefalse…falsetruetrue表達式1

表達式2表達式n語句n語句n+1語句2語句1true233．if-elseif語句（多分支）if(表達式1)f【例2.5】根據x的值，計算分段函數y的值。y的計算公式為：24【例2.5】根據x的值，計算分段函數y的值。y的計算公式為：#include<iostream>#include<cmath>usingnamespacestd;intmain(){ doublex,y; cout<<"請輸入x："; cin>>x;

if(x<0) y=fabs(x); elseif(x<10) y=exp(x)*sin(x); elseif(x<20) y=pow(x,3); else y=(3+2*x)*log(x); cout<<"y="<<y<<endl;return0;}圖2.10計算分段函數25#include<iostream>圖2.10計算分段函4．if語句的嵌套形式if或else后面的內嵌語句本身又是一個if語句例如：if(表達式1)

if(表達式2)語句1else語句2else

if(表達式3)語句3else語句4264．if語句的嵌套形式if或else后面的內嵌語句本身又是一（1）為了增強程序的可讀性，建議采用鋸齒型的書寫形式。（2）if語句嵌套時，else子句總是與在它前面、距它最近、且尚未匹配的if配對。（3）為明確匹配關系，避免匹配錯誤，建議將內嵌的if語句一律用“{}”括起來。if(x>0)

if(y>0)cout<<"x與y均大于0";elsecout<<"x大于0，y小于等于0";注意：如何使之與第一個if配對？27（1）為了增強程序的可讀性，建議采用鋸齒型的書寫形式。if【例2.6】從鍵盤上輸入兩個字符，比較其大小，輸出大于、等于和小于的判斷結果。#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ charch1,ch2; cout<<"請輸入兩個字符："; cin>>ch1>>ch2;

if(ch1!=ch2)

if(ch1>ch2) cout<<ch1<<"大于"<<ch2<<endl; else cout<<ch1<<"小于"<<ch2<<endl; else cout<<ch1<<"等于"<<ch2<<endl;return0;}28【例2.6】從鍵盤上輸入兩個字符，比較其大小，輸出大于、等于2.2.2switch語句switch(表達式){

case常量表達式1:語句1case常量表達式2:語句2…case常量表達式n:語句n[default:語句序列n+1]}注意：表達式只能是整型、字符型或枚舉型注意：常量表達式1~n的值必須各不相同。292.2.2switch語句switch(表達式)注意：有無無false有無falsetrue計算表達式的值常量表達式1語句1break常量表達式2語句2break無有false常量表達式ntrue語句nbreakdefault語句n+1true有圖2.12switch語句執行流程30有無無false有無falsetrue計算表達式的值常量表達【例2.7】將輸入的百分制成績按以下規定轉換成相應的等級：成績等級100~90優秀89~80良好79~70中等69~60及格59~0不及格31【例2.7】將輸入的百分制成績按以下規定轉換成相應的等級：#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ floatscore; cout<<"請輸入成績:"; cin>>score; if(score>=0&&score<=100)

switch(int(score)/10) { case10: case9:cout<<score<<"分：優秀"<<endl;break; case8:cout<<score<<"分：良好"<<endl;break; case7:cout<<score<<"分：中等"<<endl;break; case6:cout<<score<<"分：及格"<<endl;break; default:cout<<score<<“分：不及格”<<endl; } else cout<<"輸入數據有誤!"<<endl;return0;}共用同一個語句組

思考：若省去break語句，情況會怎樣？

32#include<iostream>共用同一個語句組思考循環？利用計算機重復處理某些實際問題2.3循環結構33循環？利用計算機重復處理某些實際問題2.3循環結構33循環的引出

示例1

求1+2+3+4+5+...+100=？特點：1.步驟多2.工作雷同s=0;s=s+1；s=s+2；s=s+3;...s=s+100;100條s=s+ii=i+134循環的引出特點：2.工作雷同s=0;100條s=s+ii2.3.1while語句while(表達式)

語句falsetrue表達式語句圖2.14while語句流程圖循環體執行重復工作的語句循環判斷條件352.3.1while語句while(表達式)fa假表達式循環體真求1+2+3+4+5+...+100=？

s=0;s=s+1；s=s+2；s=s+3;...s=s+100;i<=100s=s+ii=i+1i是循環變量36假表達式循環體真求1+2+3+4+5+...+100=？【例2.8】求1+2+3+……+100#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ inti(1),sum(0);//定義變量，初始化

while(i<=100)//構造循環

{

sum+=i;

//循環體，多次執行

i++; } cout<<"sum="<<sum<<endl;return0;}sumi第1次初始值0112第2次33...第99次4950100第100次505010137【例2.8】求1+2+3+……+100#include<2.3.2do-while語句do語句while(表達式);falsetrue表達式語句圖2.15do-while語句流程圖382.3.2do-while語句dofalsetrue表達【例2.10】求自然數1～100之和，要求用do-while語句實現。#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ inti(1),sum(0);

do {

sum+=i;

i++; }while(i<=100); cout<<"sum="<<sum<<endl;return0;}inti(1),sum(0);while(i<=100)

{

sum+=i;

i++;}循環體和條件表達式都相同39【例2.10】求自然數1～100之和，要求用do-whilwhile(1>2)cout<<”IlikeC++!”<<endl;//相當于一個空操作語句docout<<”IlikeC++!”<<endl;while(1>2);//輸出一行文字信息:IlikeC++!注意：當第一次循環表達式的值為真時，while與do－while的結果完全一樣，否則結果不相同。若while后面的表達式一開始就是為假時，兩種循環結果相同嗎？40while(1>2)注意：若while后面的表達式一開始就是【例2.11】輸入一個自然數，將該數的每一位數字按反序輸出。例如：輸入12345，輸出54321。#include<iostream>usingnamespacestd;voidmain(){ unsignedlongintnum,digital; cout<<"請輸入一個自然數:"; cin>>num;

do {

digital=num%10;

num/=10;

cout<<digital; }while(num>0); cout<<endl;}41【例2.11】輸入一個自然數，將該數的每一位數字按反序輸出。for(表達式1;表達式2;表達式3

)<語句>表達式2執行<語句>非00退出循環表達式1表達式32.3.3for語句循環變量賦初值循環判斷條件改變循環變量42for(表達式1;表達式2;表達式3)表達式2執行<語句>【例2.12】求自然數1～100之和，要求用for語句實現。#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ inti,sum(0); for(i=1;i<=100;i++)

sum+=i; cout<<"sum="<<sum<<endl;return0;}43【例2.12】求自然數1～100之和，要求用for語句實現。for(表達式1;表達式2;表達式3

)<語句>表達式1;while(表達式2){<語句>;

表達式3;}44for(表達式1;表達式2;表達式3)表達式1;44【例2.13】一個小球從100米高處落下，每次落地后反彈回原高度的一半，再落下。求它在第10次落地時共經過多少米？第10次反彈多高？分析：第1次落地時經過的米數為s=100第1次落地后反彈高度為h=100/2第2次落地時經過的米數為s=100+h*2第2次落地后反彈高度為h=h/2第3次落地時經過的米數為s=s+h*2……45【例2.13】一個小球從100米高處落下，每次落地后反彈回#include<iostream>#include<iomanip>usingnamespacestd;intmain(){ floats=100.0,h=s/2;

for(inti=2;i<=10;i++) {

s=s+h*2;

h=h/2; }cout<<setiosflags(ios::fixed)<<setprecision(3); cout<<"第10次落地時，共經過"<<s<<"米；"<<"反彈的高度是"<<h<<"米"<<endl;return0;}思考該小球反彈多少次才能靜止下來？46#include<iostream>思考該小球反彈多少注意：for語句中的三個表達式可以部分省略或全部省略，但；不能省略，若省略表達式2，則表示循環條件為真。for(;i<=100;i++)//省略表達式1，注意其后的分號不能省

sum+=i;intsum=0;for(inti=1;;i++)//省略表達式2，注意其后的分號同樣不能省{sum+=i;if(i>=100)break};//break語句用于跳出循環intsum=0;for(inti=1;i<=100;)//省略表達式3sum+=i++; //在循環體中對循環變量i遞增47注意：for語句中的三個表達式可以部分省略或全部省略，但；不inti=1,sum=0;for(;;){sum+=i++; if(i>100)break;}三個表達式都可以是任何類型的C++表達式。inti,sum;for(i=1,sum=0;i<=100;sum+=i,i++);表達式1可以是變量定義語句，即循環控制變量可在其中定義。intsum=0;for(inti=1;i<=100;i++)sum+=i;48inti=1,sum=0;三個表達式都可以是任何類型的C在屏幕上顯示平面圖形****************

for(j=1;j<=2*i-1;j++)cout<<’*’;i:行號for(i=1;i<＝4;i++){}cout<<endl;****************2.3.4多重循環49在屏幕上顯示平面圖形for(j=1;j<=2*i-1循環嵌套：循環體內包含另一個完整的循環結構。三種循環語句皆可以相互嵌套。…for(…){…while(…){…}do{…}while(…);…}50循環嵌套：循環體內包含另一個完整的循環結構。…50【例2.14】編程顯示輸出九九乘法表圖2.19九九乘法表運行界面51【例2.14】編程顯示輸出九九乘法表圖2.19九九truefalsei=1i<=9?truefalsej=1j<=9?顯示i*j表達式j++i++#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){cout<<"\t\t\t九九乘法表"<<endl;cout<<"\t\t\t------------------"<<endl;

for(inti=1;i<=9;i++){

for(intj=1;j<=9;j++)

cout<<i<<"×"<<j<<'='<<i*j<<'\t';cout<<endl;}return0;}52truefalsei=1i<=9?truefalsej=1圖2.21下三角的九九乘法表圖2.22上三角的九九乘法表思考：打印上三角或下三角程序如何改動？53圖2.21下三角的九九乘法表圖2.22上三角的九九乘注意：（1）內循環控制變量與外循環控制變量不能同名。

（2）外循環必須完全包含內循環，不能交叉。

（3）若循環體內有if語句，或if語句內有循環語句，也不能交叉。

（4）利用goto語句可以從循環體內轉向循環體外，但絕對不允許從循環體外轉入循環體內。

（5）當嵌套使用各種循環語句時，特別需要嚴格按照縮進規則來書寫程序。有時還應適當配以注釋，以保持清晰易辯的結構特征。54注意：（1）內循環控制變量與外循環控制變量不能同名。

（2）2.4控制轉向語句2.4.1break語句break;用于下列兩種情況：1、在開關語句中，其功能是退出開關語句，執行其后的語句；2、在循環體中，其功能是用來退出該重循環552.4控制轉向語句2.4.1break語句break【例2.15】從鍵盤上輸入若干個正整數，直到輸入負整數為止，計算并輸出顯示已輸入的正整數之和。輸入的數不超過20個。

#include<iostream>usingnamespacestd;constintM=20;intmain(){ inti,n,sum=0; cout<<"請輸入若干個正整數（輸入負數就結束輸入）："<<endl; for(i=0;i<M;i++) { cin>>n;

if(n<0)break;//當輸入負數時，就退出循環 sum+=n; } cout<<"輸入的正整數之和為:"<<sum<<endl;return0;}56【例2.15】從鍵盤上輸入若干個正整數，直到輸入負整數為2.4.2continue語句格式：continue;功能：只用在循環體中，用來結束該次循環。在循環體中遇到continue語句時，本次循環結束，回到循環條件判斷是否執行下一次循環。572.4.2continue語句格式：57在while和do-while循環結構中，continue語句將使執行流程直接跳轉到循環條件的判定部分，然后決定循環是否繼續進行。在for循環結構中，當遇到continue時，執行流程將跳過循環體中余下的語句，而轉去執行for語句中的表達式3，然后根據表達式2進行循環條件的判定以決定是否繼續執行for循環體。58在while和do-while循環結構中，continue語while(i<=100){

break;

}cout<<sum<<endl;while(i<=100){

continue;

}break和continue語句的區別59while(i<=100)while(i<=100)brea【例2.16】輸出100以內能夠被7整除的所有整數。#include<iostream>#include<iomanip>usingnamespacestd;intmain(){ for(inti=1;i<=100;i++) {

if(i%7!=0)

continue;//如果i不能被7整除，則退出本次循環

cout<<setw(5)<<i; } cout<<endl;return0;}思考：（1）將continue改為break，則輸出有什么變化？（2）不采用continue語句，用其它方法如何實現？60【例2.16】輸出100以內能夠被7整除的所有整數。#i2.4.3goto語句goto標號;標號:語句;標號語句將流程轉到標號所指定的標號語句處。612.4.3goto語句goto標號;標號語句將流程轉到【例2.17】利用goto語句實現計算前100個自然數之和并輸出結果#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ inti=1,sum=0;

loop:sum+=i; i++; if(i<=100)

gotoloop;

cout<<"sum="<<sum<<endl;return0;}62【例2.17】利用goto語句實現計算前100個自然數之和2.5程序實例【例2.18】輸入兩個正整數，求最大公約數。算法思想：(1)對于已知兩數m，n，使得m>n(2)m除以n得余數r(3)若r=0，則n為最大公約數，結束；否則執行(4)(4)m←n，n←r，再重復執行(2)mnr1252521210輾轉相除法while((r=m%n)!=0){m=n;n=r;}cout<<n;632.5程序實例【例2.18】輸入兩個正整數，求最大公#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ intm,n,t,r; cout<<"請輸入兩個正整數："; cin>>m>>n;

if(m<n){t=m;m=n;n=t;}//使得m>=n

while((r=m%n)!=0)

{ m=n; n=r; } cout<<"最大公約數為："<<n<<endl;return0;}64#include<iostream>64【例

2.19】顯示輸出3～100之間的所有素數。分析：（1）素數：一個大于1的除了它自身和1以外，不能被其它任何正整數所整除的整數。判別某數m是否為素數，最簡單的方法是：用i=2，3，，m-1逐個除，只要有一個能整除，m就不是素數，可以用break提前結束循環；若都不能整除，則m是素數。（2）如果m不是素數，則必然能被分解為兩個因子a和b，并且其中之一必然小于等于sqrt(m)

，另一個必然大于等于sqrt(m)。所以要判斷m是否為素數，可簡化為判斷它能否被2至sqrt(m)之間的數整除即可。因為若m不能被2至sqrt(m)之間的數整除，則必然也不能被sqrt(m)至m-1之間的數整除。（3）在退出循環以后，如果是因為找到了一個能整除m的數而通過break退出循環的，則i<=sqrt(m)；反之，如果是正常退出循環的，則i=sqrt(m)+1。因此，在循環結束后，只要判斷i是否大于sqrt(m)，若是，則表明m是素數，輸出該素數。（4）要判斷多個數是否為素數，需要使用雙重循環。外循環每循環一次提供一個數，由內循環通過多次除法判斷其是否為素數。65【例2.19】顯示輸出3～100之間的所有素數。分析：6#include<iostream>#include<cmath>usingnamespacestd;intmain(){ cout<<"3～100之間的素數是："<<endl;for(intm=3;m<100;m+=2) { intk=int(sqrt(m));

for(inti=2;i<=k;i++)

if(m%i==0)break;

if(i>k)

cout<<m<<'\t'; } cout<<endl;return0;}66#include<iostream>66【例2.20】輸入x，計算sin(x)。計算公式為：當第n項的絕對值小于10-6時結束。分析：關鍵是找部分級數和的通項：67【例2.20】輸入x，計算sin(x)。計算公式為：當第…… intn=1; doublex,t,sinx(0);//變量t保存每一項的值；給sinx變量賦初值0 cout<<"請輸入x的值："; cin>>x;

t=x;//將求和式的第一項值x賦給t

while(fabs(t)>=0.000001) {

sinx+=t;

t=-t*x*x/((n+1)*(n+2));

n+=2; } cout<<"編程求得的sin("<<x<<")="<<sinx<<endl;

cout<<"調用標準函數求得的sin("<<x<<")="<<sin(x)<<endl;

…………68……68【例2.21】求“水仙花數”。所謂“水仙花數”是指一個三位正整數，其各位數字的立方和等于該數本身。

例如：153=13+53+33。方法1：利用三重循環編寫程序因為“水仙花數”是三位整數，所以取值范圍為100~999。外循環變量i控制百位數字從1變化到9中層循環變量j控制十位數字從0變化到9內循環變量k控制個位數字從0變化到9。……inti,j,k,n;cout<<"水仙花數：";for(i=1;i<=9;i++)

for(j=0;j<=9;j++) for(k=0;k<=9;k++){m=i*i*i+j*j*j+k*k*k;n=100*i+10*j+k;

if(m==n)

cout<<m<<'';}……69【例2.21】求“水仙花數”。所謂“水仙花數”是指一個三方法2：不使用循環嵌套，只用1個for語句編寫程序。…………intmain(){ inti,j,k,n; cout<<"水仙花數：";

for(n=100;n<1000;n++) {

i=n/100;//i為百位數字 j=n/10-i*10;//j為十位數字 k=n%10;//k為個位數字

if(i*i*i+j*j*j+k*k*k==n)

cout<<n<<''; }…………70方法2：不使用循環嵌套，只用1個for語句編寫程序。…………【例2.22】用“枚舉法”求解百元買百雞問題。假定公雞5元1只，母雞3元1只，小雞1元3只，現在有100元錢要買100只雞，且需包含公雞、母雞和小雞，編程列出所有可能的購雞方案。分析

設公雞、母雞、小雞各為x、y、z只，可列出方程：采用試湊法(也稱為窮舉法或枚舉法)來實現，即將可能出現的各種情況一一羅列測試，判斷是否滿足條件，采用循環結構來實現。71【例2.22】用“枚舉法”求解百元買百雞問題。假定公雞5#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ intx,y,z; cout<<"公雞數\t"<<"母雞數\t"<<"小雞數\t"<<endl; for(x=1;x<=19;x++)

//公雞最多買(100-3-1/3)/5只

for(y=1;y<=31;y++)

//母雞最多買(100-5-1/3)/3只 {

z=100-x-y;

if(5*x+3*y+z/3.0==100) cout<<x<<'\t'<<y<<'\t'<<z<<endl; }return0;}72#include<iostream>72【例2.23】用牛頓迭代法求一元方程2x3-4x2+3x-6=0在x=1.5附近的根，要求精度為10-6。分析：“迭代法”又稱為“遞推法”，其基本思想是把一個復雜的計算過程轉化為簡單過程的多次重復，每次重復都是從舊值的基礎上遞推出新值，并由新值代替舊值。圖2.29牛頓迭代法示意圖f(x1)x3y0CBAxx1x2

x4D曲線在A點的斜率為：f'(x1)=f(x1)/(x1-x2)x2=x1-f(x1)/f'(x1)Xn+1=xn-f(xn)/f'(xn)輸入x1值，由公式求出x2，再由x2從公式求出x3,......,直到|xn+1-xn|﹤10-6時可視xn+1為方程f(x)=0在X1附近的一個近似根。73【例2.23】用牛頓迭代法求一元方程2x3-4x2+3x-在本題中，用f表示f(xn)，用f1表示f'(xn)，得：f=2xn3-4xn2+3xn-6=(2(xn-2)xn+3)xn-6f1=6xn2-8xn+3

=2(3xn-4)xn+3在程序中，用xn表示xn，用xn1表示xn+174在本題中，用f表示f(xn)，用f1表示f'(xn)，得#include<iostream>#include<cmath>usingnamespacestd;intmain(){ floatxn,xn1,f,f1; cout<<"請輸入x的初值："; cin>>xn1;

do {

xn=xn1;

f=(2*(xn-2)*xn+3)*xn-6;

f1=2*(3*xn-4)*xn+3;

xn1=xn-f/f1; }while(fabs(xn1-xn)>=1e-6); cout<<"方程的一個根為："<<xn1<<endl;return0;}75#include<iostream>75第2章程序控制結構

2.1順序結構

2.2選擇結構

2.3循環結構

2.4控制轉向語句

2.5程序實例

76第2章程序控制結構

2.1順序結構

2.2按照語句出現的先后順序依次執行。2.1順序結構

語句1語句2圖2.1順序結構流程圖77按照語句出現的先后順序依次執行。2.1順序結構語句12.1.1定義語句說明語句在C++程序中，一個標識符（變量名、常量名、函數名、對象名等）在使用之前必須先定義，通知編譯器為其分配存儲空間，或告訴編譯器它的存在及其特征。例如：inta=0,b=3;constdoublepi=3.14159; intsum(int,int); floatscore[50][3]; 782.1.1定義語句說明語句32.1.2表達式語句形式：<表達式>;可以進行的操作通常包括賦值操作，復合賦值操作，增量、減量操作，函數調用操作和輸入輸出操作。例如： i++; --j; abs(x);cout<<a+b; cin>>i>>j;sum=a+b; a=b=c; i=1,j=2; b*=c; 792.1.2表達式語句形式：<表達式>;i++; s2.1.3復合語句形式： {<語句1><語句2>……<語句n>}作用：當程序中某個位置在語法上只允許一條語句，而在語義上要執行多條語句才能完成某個操作時，需要使用復合語句。例如：if(x==0){cout<<a;cout<<b;}802.1.3復合語句形式：例如：52.1.4空語句形式：；

作用：當程序中某個位置在語法上需要一條語句，而在語義上又不要求執行任何動作時，可放上一條空語句。一般適用于在循環語句中做空循環體例如：for(m=0;m<1000;m++);812.1.4空語句形式：；輸入和輸出并不是C++語言中的正式組成成分。C和C++本身都沒有為輸入和輸出提供專門的語句結構。輸入輸出不是由C++本身定義的，而是在編譯系統提供的I/O庫中定義的。C++的輸出和輸入是用“流”(stream)的方式實現的。圖3.2和圖3.3表示C++通過流進行輸入輸出的過程。2.1.5基本輸入輸出82輸入和輸出并不是C++語言中的正式組成成分。C和C++本身都圖3.2圖3.3838有關流對象cin、cout和流運算符的定義等信息是存放在C++的輸入輸出流庫中的，因此如果在程序中使用cin、cout和流運算符，就必須使用預處理命令把頭文件stream包含到本文件中：#include<iostream>盡管cin和cout不是C++本身提供的語句，但是在不致混淆的情況下，為了敘述方便，常常把由cin和流提取運算符“>>”實現輸入的語句稱為輸入語句或cin語句，把由cout和流插入運算符“<<”實現輸出的語句稱為輸出語句或cout語句。根據C++的語法，凡是能實現某種操作而且最后以分號結束的都是語句。84有關流對象cin、cout和流運算符的定義等信息是存放在C+在C++中，所有輸入輸出是通過輸入輸出流來實現的。在C++中，將數據從一個對象到另一個對象的流動抽象為“流”。在iostream庫中包含一個標準輸入流對象cin和一個標準輸出流對象cout，分別用來實現從鍵盤讀取數據，以及將數據在屏幕上輸出。要使用cin和cout，需要在C++程序開頭加上如下包含命令：#include<iostream>//新標準中的頭文件名usingnamespacestd;//引入std名字空間中的標識符85在C++中，所有輸入輸出是通過輸入輸出流來實現的。101.標準輸入流cincin負責從鍵盤讀取數據，使用提取運算符“>>”就可以將鍵盤鍵入的數據讀入到變量中。語法格式：

cin>>變量1>>變量2>>…>>變量n;變量可以是任意數據類型，輸入時各個數據之間用空格鍵、Tab鍵或Enter鍵分隔。例如：inta,b;cin>>a>>b;鍵盤上輸入：93↙a9鍵盤b3鍵盤861.標準輸入流cincin負責從鍵盤讀取數據，使用提取運算2.標準輸出流cout負責將數據輸出到屏幕上，使用插入運算符“<<”就可以將數據顯示在屏幕上當前光標所在位置。語法格式：

cout<<表達式1<<表達式2<<…<<表達式n;表達式可以是任意類型的，數據輸出的格式由系統自動決定。872.標準輸出流cout負責將數據輸出到屏幕上，使用插入運算表2.1常用格式控制符格式控制符說明示例語句結果endl輸出換行符cout<<120<<endl<<240;120240dec十進制表示cout<<dec<<120;120hex十六進制表示cout<<hex<<120;78oct八進制表示cout<<oct<<120;170setw(intn)設置數據輸出的寬度cout<<'x'<<setw(3)<<'y';xy（中間有2個空格）88表2.1常用格式控制符格式控制符說明示例語表2.1常用格式控制符格式控制符說明示例語句結果setfill(charc)設置填充字符cout<<setfill('')<<setw(6)<<120;120setprecision(intn)設置浮點數的精度（有效數字位數或小數位數）cout<<setprecision(5)<<12.3456;12.346setiosflags(ios::fixed)定點格式輸出cout<<setiosflags(ios::fixed)<<12.3456789;12.345679setiosflags(ios::scientific)指數格式輸出cout<<setiosflags(ios::scientific)<<12.3456789;1.234568e+001浮點型默認精度為689表2.1常用格式控制符格式控制符說明示例語【例2.1】cout應用示例#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ intm=2,n=8; doublepai_1=3.14159265; floatpai_2=3.141f; charch1='A',ch2='B'; boolok=true; cout<<"m="<<m<<endl; cout<<"n="<<n<<endl; cout<<"pai_1="<<pai_1<<",pai_2="<<pai_2<<endl; cout<<"ch1="<<ch1<<",ch2="<<ch2<<endl; cout<<"ok="<<ok<<endl; cout<<"!ok="<<!ok<<endl;return0;}圖2.2cout應用示例90【例2.1】cout應用示例#include<iostr【例2.2】使用格式控制符輸出數據#include<iostream>#include<iomanip>usingnamespacestd;intmain(){ inta=35; doubleb=12.3456789;

1:cout<<"1234567890123"<<endl;

2:cout<<dec<<a<<‘’<<hex<<a<<‘’<<oct<<a<<endl;//352343

3:cout<<b<<endl;//12.3457

4:cout<<setprecision(4)<<b<<endl;//

12.35

5:cout<<setw(10)<<b<<endl;//

12.35

6:cout<<setw(10)<<setfill('#')<<b<<endl;//

#####12.35

7:cout<<setiosflags(ios::scientific)<<b<<endl;//

1.2346e+001

8:cout<<setprecision(3)<<b<<endl;//1.235e+001

9:cout<<setprecision(2)<<b<<endl;//1.23e+001 return0;}91【例2.2】使用格式控制符輸出數據#include<io2.2選擇結構按照給定條件有選擇地執行程序中的語句C++中:if語句：實現n分支，要求n個表達式。switch語句：實現多分支，只用1個表達式。922.2選擇結構按照給定條件有選擇地執行程序中的語句172.2.1if語句1．if語句（單分支）語法格式：

if(表達式)語句說明：（1）表達式是任意的數值、字符、關系、邏輯表達式，它表示條件，以true（非0）表示真，false（0）表示假。表達式必須用圓括號括起來。（2）內嵌語句，可以是單條語句，或復合語句。執行順序932.2.1if語句1．if語句（單分支）執行順序18bat73773【例2.3】輸入兩個整數a和b，按從小到大的順序輸出這兩個數。分析若a>b，則將a、b交換，否則不交換。兩數交換可采用借助于第三個變量間接交換的方法if(a>b) {t=a;a=b;b=t;}94bat73773【例2.3】輸入兩個整數a和b，按從小到大的#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ inta,b,t; cout<<"請輸入兩個整數a,b:"<<endl; cin>>a>>b; if(a>b) {t=a;a=b;b=t;} cout<<a<<'<'<<b<<endl;return0;}{a=a+b;b=a-b;a=a-b;}95#include<iostream>{a=a+b;b=a-2．if-else語句（雙分支）if(表達式)語句1else語句2true表達式語句1false語句2圖2.7雙分支if語句流程圖962．if-else語句（雙分支）if(表達式)true表【例2.4】輸入一個年份，判斷是否為閏年。分析閏年的年份可以被4整除而不能被100整除，或者能被400整除。#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ intyear; cout<<"請輸入年份:"; cin>>year;

if((year%4==0&&year%100!=0)||(year%400==0))

cout<<year<<"年是閏年"<<endl; else

cout<<year<<"年不是閏年"<<endl;return0;}97【例2.4】輸入一個年份，判斷是否為閏年。分析閏年的年份可3．if-elseif語句（多分支）if(表達式1)語句1elseif(表達式2)語句2……elseif(表達式n)語句nelse語句n+1falsefalse…falsetruetrue表達式1

表達式2表達式n語句n語句n+1語句2語句1true983．if-elseif語句（多分支）if(表達式1)f【例2.5】根據x的值，計算分段函數y的值。y的計算公式為：99【例2.5】根據x的值，計算分段函數y的值。y的計算公式為：#include<iostream>#include<cmath>usingnamespacestd;intmain(){ doublex,y; cout<<"請輸入x："; cin>>x;

if(x<0) y=fabs(x); elseif(x<10) y=exp(x)*sin(x); elseif(x<20) y=pow(x,3); else y=(3+2*x)*log(x); cout<<"y="<<y<<endl;return0;}圖2.10計算分段函數100#include<iostream>圖2.10計算分段函4．if語句的嵌套形式if或else后面的內嵌語句本身又是一個if語句例如：if(表達式1)

if(表達式2)語句1else語句2else

if(表達式3)語句3else語句41014．if語句的嵌套形式if或else后面的內嵌語句本身又是一（1）為了增強程序的可讀性，建議采用鋸齒型的書寫形式。（2）if語句嵌套時，else子句總是與在它前面、距它最近、且尚未匹配的if配對。（3）為明確匹配關系，避免匹配錯誤，建議將內嵌的if語句一律用“{}”括起來。if(x>0)

if(y>0)cout<<"x與y均大于0";elsecout<<"x大于0，y小于等于0";注意：如何使之與第一個if配對？102（1）為了增強程序的可讀性，建議采用鋸齒型的書寫形式。if【例2.6】從鍵盤上輸入兩個字符，比較其大小，輸出大于、等于和小于的判斷結果。#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ charch1,ch2; cout<<"請輸入兩個字符："; cin>>ch1>>ch2;

if(ch1!=ch2)

if(ch1>ch2) cout<<ch1<<"大于"<<ch2<<endl; else cout<<ch1<<"小于"<<ch2<<endl; else cout<<ch1<<"等于"<<ch2<<endl;return0;}103【例2.6】從鍵盤上輸入兩個字符，比較其大小，輸出大于、等于2.2.2switch語句switch(表達式){

case常量表達式1:語句1case常量表達式2:語句2…case常量表達式n:語句n[default:語句序列n+1]}注意：表達式只能是整型、字符型或枚舉型注意：常量表達式1~n的值必須各不相同。1042.2.2switch語句switch(表達式)注意：有無無false有無falsetrue計算表達式的值常量表達式1語句1break常量表達式2語句2break無有false常量表達式ntrue語句nbreakdefault語句n+1true有圖2.12switch語句執行流程105有無無false有無falsetrue計算表達式的值常量表達【例2.7】將輸入的百分制成績按以下規定轉換成相應的等級：成績等級100~90優秀89~80良好79~70中等69~60及格59~0不及格106【例2.7】將輸入的百分制成績按以下規定轉換成相應的等級：#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ floatscore; cout<<"請輸入成績:"; cin>>score; if(score>=0&&score<=100)

switch(int(score)/10) { case10: case9:cout<<score<<"分：優秀"<<endl;break; case8:cout<<score<<"分：良好"<<endl;break; case7:cout<<score<<"分：中等"<<endl;break; case6:cout<<score<<"分：及格"<<endl;break; default:cout<<score<<“分：不及格”<<endl; } else cout<<"輸入數據有誤!"<<endl;return0;}共用同一個語句組

思考：若省去break語句，情況會怎樣？

107#include<iostream>共用同一個語句組思考循環？利用計算機重復處理某些實際問題2.3循環結構108循環？利用計算機重復處理某些實際問題2.3循環結構33循環的引出

示例1

求1+2+3+4+5+...+100=？特點：1.步驟多2.工作雷同s=0;s=s+1；s=s+2；s=s+3;...s=s+100;100條s=s+ii=i+1109循環的引出特點：2.工作雷同s=0;100條s=s+ii2.3.1while語句while(表達式)

語句falsetrue表達式語句圖2.14while語句流程圖循環體執行重復工作的語句循環判斷條件1102.3.1while語句while(表達式)fa假表達式循環體真求1+2+3+4+5+...+100=？

s=0;s=s+1；s=s+2；s=s+3;...s=s+100;i<=100s=s+ii=i+1i是循環變量111假表達式循環體真求1+2+3+4+5+...+100=？【例2.8】求1+2+3+……+100#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ inti(1),sum(0);//定義變量，初始化

while(i<=100)//構造循環

{

sum+=i;

//循環體，多次執行

i++; } cout<<"sum="<<sum<<endl;return0;}sumi第1次初始值0112第2次33...第99次4950100第100次5050101112【例2.8】求1+2+3+……+100#include<2.3.2do-while語句do語句while(表達式);falsetrue表達式語句圖2.15