实验三循环结构程序设计
一、实验目的
1．通过本实验，加深对循环控制结构有关概念的理解。

2．熟练掌握while、do-while和for三种循环控制语句的特点，掌握循环结构程序设计和调试方法。

3．掌握二重循环结构程序的设计方法。

二、预习内容
1．If语句和goto语句组合实现循环的方法。

理解循环的条件设置，循环的次数，循环体以及循环的结束。

2. while循环结构的特点。

理解while循环的条件设置，循环次数，循环体以及循环
结束的条件。

3. do-while循环结构的特点。

理解do－while循环的条件设置，循环次数，循环体以
及循环结束的条件。

4. for结构的特点。

理解for结构中三个表达式的执行顺序以及各自的作用，指出循
环的条件，循环的次数，循环体以及循环结束的条件。

5. 循环的嵌套。

理解循环嵌套的结构特点，循环的执行顺序以及循环体，循环次数及
内层循环的跳出。

6. break，continue语句的意义及其在循环结构中的应用特点。

三、实验内容
（一）阅读调试下列程序,并写出程序结果。

1．用while循环实现数据统计问题。

数据统计问题：从键盘输入一批任意数量的整数，统计其中不大于100的非负数数
值的个数。

/* 使用负数作为数据输入结束标志的程序 */
#include <stdio.h>
void main()
{
int m,counter=0;
while(1)
{
printf("请输入一个整数：");
scanf("%d",&m);
if(m<0)break;
if(m<=100)counter++;
printf("\n");
}
printf("符合要求的整数个数为: %d\n",counter);
}
（1）程序编制思路说明：
由于输入数据个数是不确定的，因此每次执行程序时，循环次数都是不确定的。

在
进行程序设计时，确定循环控制的方法是本实验的一个关键问题。

循环控制条件可
以有多种确定方法：① 使用一个负数作为数据输入结束标志。

② 输入一个数据后
通过进行询问的方式决定是否继续输入下一个数据。

本程序采用的是第一种。

同学
们可以考虑采用第二种应该如何实现？(参考附录程序一)
（2）程序调试
① 输入的一组数据之间全部以空格分隔，只有最后一个数为负数，以回车键结束。

如：
16 35 7 –10
② 输入的一组数据之间全部以空格分隔，在负数之后又有正数数据，最后一个数不为负数，以回车键结束。

如：
16 35 7 –10 96 17
③ 输入的一组数据之间全部以空格分隔，输入数据中有多个负数，以回车键结束。

如：
16 35 7 –10 96 17 –87 7
④ 输入的数据中有大于100的整数。

如：
16 35 7 –10 96 117 –87 267 66
⑤ 数据之间既用空格分隔，也用回车键分隔。

如：
76 35 376 22 717
96 67
96 17 –87 719 66 98 2 -16 31
⑥ 每输入一个数据后均按回车键。

⑦ 输入的第一个数据即为负数。

⑧ 在输入的数据中使用数值很大的整数。

如：
17 66778 98765 17 899 -109 87
⑷ 在上面的“参考程序”中，使用了常数“1”作为循环控制的条件，这是常用的循环控制方式。

请修改上面的程序，不使用常数循环条件，仍然使用while语句实现数据统计问题。

2．编写并调试程序，使用do-while循环控制语句实现上面的数据统计问题。

调试数据仍参照上面给出的几种情况设计使用。

3．编写并调试程序，使用for循环控制语句实现上面的数据统计问题。

4．阶乘累加问题。

编写程序，求1+2！+3！+…+n!的值。

⑴ 编程分析
① 本实验内容是求解阶乘问题。

② 求n!用一个循环即可实现。

③ 求1+2！+3！+…+n!的值即为求累加，需要在求n!程序之外增加一个外重循环。

⑵ 参考程序
#include <stdio.h>
void main()
{
long int s=1,t;
int i,j,n;
printf("n=");
scanf("%d",&n);
for(i=2;i<=n;i++)
{
for(t=1,j=1;j<=i;j++)
t*=j;
s+=t;
}
printf("s=%ld\n",s);
}
⑶ 程序调试
① 输入一个不大的正整数，分析程序执行结果。

② 输入一个零或者负数，分析程序执行结果。

③ 输入一个很大的正整数，分析程序执行结果。

④ 当程序结果不符合要求时，修改程序，直到对任何输入数据都能输出正确的执行结果，或者给出一个明确的提示信息。

例如，当输入数据非法时，给出一个恰当的提示信息。

（二）编制下列程序
1．求100～200间不能被3整除的数的个数。

2. 在屏幕上打印出乘法九九表，要求左对齐。

3. （选作）用弦截法求方程的根。

其方程是：x3－5x2＋16x－80=0
求解的方法是：
(1) 令 f(x)=x3－5x2＋16x－80。

(2) 选取两个初值x1、x2，使f(x1)、f(x2)异号。

(3) 连接(x1,f(x1))和(x2,f(x2))两点，过这两点的直线与X轴的交点为x，用该点取
代区间(x1,x2)的一个端点，使其相应的函数值与另一个端点的函数值仍保持异号。

从而构成一个新的区间(x1,x2)。

重复上述做法，直到|f(x)|是一个很小的数(比如绝对值小于10-6)，此时认为f(x)近似为0，x即是方程的解。

四、思考题
1．完善实验内容1的“数据统计问题”程序，使得对于任何类型的数值，都能进行正常的数据统计。

2．用一个单循环程序实现实验内容4的阶乘累加问题。

3．输入不同的数据进行测试，测试该程序在计算哪个数的阶乘时会溢出？仔细考
虑为什么会溢出？有什么解决办法？。