freepascal入门-循环结构程序

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循环结构程序设计第1节For循环程序实例【问题描述】计算一副扑克牌的点数，其中牌A为1点，牌J、Q、K分别为11、12、13点，大、小王不算点。【问题分析】根据题意，要计算一副扑克牌的点数，可以先求出一种花色牌的点数和，再乘以4即可。进一步分析，求一种花色牌的点数和，即是求1~13的连续自然数之和。我们用S表示所求数的和，用T表示加数，这样可以让T从1变化到13，每次让T不断加入到S中，就可以求出S的值，最后乘以4即可。【算法设计】u        自然语言①置初值，即S=0，T=1；②使S=S+T，所求出的和仍放入S中；③使T增加1，即T=T+1；④如果T小于等于13，转第二步，否则转第五步；⑤输出计算结果。u        程序流程图和结构化流程（N-S）图  【程序设计】[程序清单]programex3_1;vars,t:integer;begins:=0;{S置初值为0}fort:=1to13do{For循环语句}s:=s+t;writeln(‘total:’,s*4);end.[运行示例]total:364【知识拓展】1．在程序处理过程中，经常需要对某一条或一组语句重复执行多次，以最终完成某项任务，这就是循环。对于重复次数已知，而不依赖循环中语句的结果，常用计数循环（for/to/do语句）。2．for循环语句格式：格式一：for控制变量:=初值to终值do循环体语句； 格式二：for控制变量:=初值downto终值do循环体语句；其中for、to、downto、do为保留字，do后面的语句称为循环体。其中循环控制变量可以是整型、字符或布尔型，但不能为实型。一般地，可以是顺序类型数据。初值、终值表达式通常要与控制变量的类型相同。在for语句中如果使用的是to,称为递增型计数循环语句，如果使用的是downto，称为递减型计数循环语句。3．For语句的执行过程：①先将初值表达式的值计算出来并赋给循环控制变量。②判断循环控制变量的值是否已“超过”终值（对于递增型循环来说，“超过”是指“大于”；对递减型循环来说，“超过”是指“小于”）。如已超过，则跳到步骤⑥。③如果未超过终值，则执行do后面的语句（称为循环体）。④循环变量递增(或递减)。⑤返回执行步骤②。⑥循环结束，执行for循环下面的一个语句4．使用For语句的的注意事项：①循环控制变量必须为顺序类型。例如，可以是整型、字符型、布尔型，不能为实型，如：fori=3.5to8.5dowrite(i)是错误的。②循环控制变量的值递增或递减的规律是：若是递增型循环，则按Succ函数规律变化；若是递减型循环，则按Pred函数规律变化。例如：fork:=’a’to’z’dowrite(k)将按顺序打印出26个小写英文字母“abcd…z”。③循环体可以是一条基本语句，也可以是一条复合语句。例如：forj:=1tondo beginreadln(x);wreteln(x+1)end;循环语句的范围直到end才结束。④循环控制变量不得在循环体内再被赋值。例如：forx;=1to10dobeginx:=2*z+1;end；是错误的。⑤循环控制变量的初值和终值一经确定，循环次数就确定不变了。循环的次数可用如下公式计算：0若初值〉终值递增型循环的循环次数=Ord(终值)-Ord(初值)+1若初值≤终值0若初值〈终值递减型循环的循环次数=Ord(初值)-（终值）+1若初值≥终值【同步练习】1．宰相的麦子：相传古印度宰相达依尔，是国际象棋的发明者。有一次，国王因为他的贡献要奖励他，问他想要什么。达依尔说：“只要在国际象棋棋盘上（共64格）摆上这么些麦子就行了：第一格一粒，第二格两粒，……，后面一格的麦子总是前一格麦子数的两倍，摆满整个棋盘，我就感恩不尽了。” 国王一想，这还不容易。于是令人扛来一袋麦子，可很快用完了，又扛来一袋，很快用完了……国王很奇怪，请你帮国王计算一下，要多少麦子。（1立方米的麦子约为1.42×108粒）问题分析：对于编程类问题的描述，要特别注意正确、全面地理解题意,要学会从描述性语言中抽象出具体的数据，并建立数学模型。在本题中根据“国际象棋棋盘上共有64格，第一格一粒，第二格两粒，……，后面一格的麦子总是前一格麦子数的两倍”的题意，我们可以建立数学模型：第一格为20，第二格为21，第三格为22，……第64格为263，设64格中应放麦子数为S，则可用下面的公式表示：S=20+21+22+23+……+2631立方米的麦子约为1.42×108粒，那么S粒麦子的体积T为：T=S/（1.42×108）立方米。这样我们将问题转化为一般数学模型，再根据数学模型写出算法设计，再写出具体程序就水道渠成。[程序清单]programp3_1_2（input,output）;varn,s,t:integerbegins:=0;forn:=0to63dos:=s+2^n;t:=s/(1.42*10^8)writeln(‘s=’,s,)writeln(‘t=’,t);end.[运行示例] S=1.84467441E+19T=1.29906648E+112．阅读下面的程序，说明该程序的作用。[程序清单]programp3_1_3（input,output）;vara,b,c:integer{此处integer表示整型数据}begingwriteln(´请任意输入一个数：´);readln(b);forc:=1to5dobeginread(a);ifa>bthenb:=a;end;writeln(‘最后的值是：‘´，b:5);end.[运行示例]请任意输入一个数：6↙4↙7↙13↙8↙11↙最后的值是：13第2节当循环程序实例【问题描述】 农场主的预算报告放暑假学校组织夏令营来到一个农场，农场主热情的接待了他们。在参观时，同学们发现在农场的左上角圈出了一块地方，这儿阳光充足，通风也不错，但却什么也没有，觉得很奇怪。农场主告诉大家因为农场四周由许多小朋友因没钱交学费而缀学，所以决定引进品种不错的雌雄一对小白兔，在这饲养。小白兔需经过一个月才能长大，长大后每个月都生雌雄一对小白兔。想等小白兔繁殖到1000对的时候，在分发给周围贫困的人，希望能帮助他们重新进入课堂。现正在写一份预算报告，其中预计所需时间却却没算出来。同学们现在就让我们来帮助这位好心的农场主算出时间。【问题分析】这问题从表面来看好象没有什么规律，不妨设计一张表格来推算一下。月份123456……兔子数（对）12481632……因为第一个月小白兔没长大，所以兔子数是1对。到了第二个月小白兔长大了，生了一对小白兔，兔子数是2对。第三个月小白兔也长大了，大白兔是2对，它们都生了一对小白兔，兔子数是4对……。依此类推，发现除了第一个月，其它都是：前一个月的兔子数×2=本月兔子数。我们发现这又是一个循环,直到兔子数为1000对的时候结束。可是用for语句显然不行，因为我们不知道循环的次数。下面我们用当型循环（while/do语句）来编写程序。农场主的预算可以描述如下:月份:=1;兔子数:=1;{预定义第一个月的兔子数是1对}while兔子数<1000do{当兔子数小于1000对时进入循环}begin月份:=月份+1;兔子数:=兔子数*2;end; 【程序设计】[程序清单]programp4-1(input,output);varmonth,rabbit:integer;beginmonth:=1;rabbit:=1;whilerabbit<1000dobeginmonth:=month+1;rabbit:=rabit*2;end;writeln(‘Themonthsis:’,month);end.【知识拓展】1．while循环语句当型循环（while语句）是这样描述循环的：当指定条件成立时，重复执行指定的语句。格式：while布尔表达式do语句；      例如：    k:=10;    WHILEk>0DO    BEGIN         Writeln(k);        k:=k-1    END;    其中    (1)WHIlE和DO是PASCAL保留关键字，是WHILE循环语句的组成部分。    (2)保留关键字DO后面的“语法”只能是一条语句，称为“循环体”；如果循环体中需要包含多个语句则应该如上例所示，采用一条复合语句。2．WHILE循环的执行功能当执行到WHILE语句时(1) 求出布尔表达式的值(2)若布尔表达式的值为真，则执行循环体内的语句；若为“假”，执行步骤4(3)重复步骤1和2(4)循环结束，执行循环后面的语句。。3．本例While循环的结构化流程图如下：While布尔表达式循环体语句【同步练习】1．周末小明遇到一个有趣的题目:找出四位整数abcd中满足下述关系的数：（ab+cd）（ab+cd）=abcd请你帮小明编写一个程序，找出满足条件的所有的数。问题分析： 这道题属于搜索问题，因为是四位整数，不难看出范围是从1000～9999，所求的数究竟在哪里，无法确定，只有在这个范围内从小到大一个一个进行搜索，对每一个数看它的高两位数与低两位数和的平方是否与该数相等。ab和cd两个数可以在abcd中将高两位与低两位分离开来。我们可以这样考虑，将abcd整除100，可得到高两位ab。如：abcd=1234，1234div100=12。有了ab，也就可用下面的式子把低两位cd分离出来：abcd－ab×100=abcd－ab00=cd如：1234－12×100=1234－1200=34同学们仔细想想，在求解的过程中，条件都是一样的，只是abcd这个数不同。实际上是在反复做同一个步骤。下面我们用当型循环来解这道题。[程序清单]Programxuhuan(input,output);Vari,m,n,k:integer;BeginI:=1000；{给I赋值，即abcd假设一个数；}WhileI<=9999do{判断I（即abcd）的值是否超出范围，；如果超过则不执行循环Begin体中的语句，结束循环；}M:=Idiv100;{分离出ab和cd两个数，如果符合条件，就写出来；}N:=I-m*100;K:=(m+n)*(m+n);Ifk=IthenWriteln(‘符合条件的四位整数是：’，I);I:=I+1{I的值加1；}End;End.[运行示例] 符合条件的四位整数是：2025符合条件的四位整数是：3025符合条件的四位整数是：98012．从n个数中挑选出最大的数。问题分析：本题可以借助于古代比武的“打擂台”来比喻：先有任意一人站在擂台上，然后第二个人上来与它比武，胜者留在台上，如此反复进行下去，直到第n个人比完为止（要注意：一共比n-1次），这样最后留在台上的人肯定是最强者。设计算法:①    从n个数中任选一数放在变量X中，并设一计数器m=0（这里变量X就是比武的擂台，m=0表示尚未进行比较）;②    将下一个数与X中的数进行比较;③    使m的值加1（计一次数）；④    若m的值小于（n-1），则重新进行第②步，否则执行下一步⑤；⑤    输出此时X的值，即为n个数中的最大者；⑥    结束。[程序清单]PROGRAM323(input,output);VARn,x,m,y:integer;BEGINwrite('输入共需参加比较的总数:');readln(n);write（‘先将n个数的第一个数输入给变量x’）;readln(x);m:=0; whilem<=n-1DOBEGINwrite（‘输入一个其他参加比较的数’）readln(y);ifx>=ythenx:=y;m:=m+1;END;write(n,‘个数中最大的是：’,x);END.[运行示例]输入共需参加比较的总数:3先将n个数的第一个数输入给变量x:1输入一个其他参加比较的数2输入一个其他参加比较的数103个数中最大的是：10第3节直到循环程序实例【问题描述】小明和小强是好朋友，他俩都喜爱数学，一个周末的下午他们进行了一场比赛，题目是这样的：任意给出两个正整数M和N，求出M和N的最大公约数，看谁算的又快又准。请你用计算机编写一程序帮助他俩又快又准的计算出M和N的最大公约数。【问题分析】设用M作为被除数，N作为除数，R作为余数。这样我们就可以用辗转相除法求出M和N的最大公约数，辗转相除法的具体算法如下： 第1步：输入M和N的值；第2步：求出M除以N所得的余数R；第3步：将N的值赋给M，R的值赋给N；第4步：若R=0，则M为所求得的最大公约数，转第5步，否则转第1步；第5步：输出最大公约数M的值。根据上述算法，我们可以用结构化流程（N-S）图表示该算法： 【程序设计】[程序清单]Programp3_3_1（input,output）;varm,n,r:real;beginwrite(‘输入两个正整数：‘)；readln(m,n);ifn>mthenbeginr:=n;n:=m;m:=r;end;repeat r:=mmodn;m:=n;n:=r;untilr=0;writeln(m,’和’,n,’最大公约数是：’，m)end.[运行示例]输入两个正整数：11277112和77最大公约数是：7输入两个正整数：123412和34最大公约数是：2【知识拓展】1．在程序设计中，如果需要在执行了某操作过程之后，再根据某一指定条件判定是否重复执行，应采用直到循环语句，即repeat-until语句实现循环。此语句的含义是：“重复执行循环体，直到指定条件为真时为止”。2．Repeat-until语句格式：repeat<语句>until<布尔表达式>它的N-S图如下图所示。循环体语句until布尔表达式 其中repeat和until为保留字。3．它的执行过程：①    执行循环体；②    计算布尔表达式的值，若为false则返回①，否则，退出循环体执行下一语句。4．它的特点是：先执行（循环体），后判断（布尔表达式）。repeat-until是一个整体，它是一个语句（构造型语句），在这个句中可以包含若干个语句，不要误认为repeat是一个语句，until是一个语句；5．Repeat语句与while语句都可以实现循环结构，且可以相互转化，但有四点不同：Repeat语句While语句先执行语句，后判断条件。先判断后执行语句。指定语句可以是多条语句，无需用begin和end。指定语句只能是一条语句或一条复合语句。当条件不成立时重复执行。当条件成立时重复执行。无论条件是否成立，总要执行一次指定语句序列。当条件一开始就不成立时，则不执行循环中的指定语句。【同步练习】1．利用格里高公式求π。=1-+-+…,直到最后一项的值小于10-6为止。问题分析：解本题的关键就是求右边数值序列的和，序列有明显的特点：分母是从1开始的奇数，加、减号轮流出现，因此，我们可以用n=n+2表示序列数值的变化，用f=-f来设置它们各项的符号位。画出程序的N-S图。[程序清单]programex2_34; varpai:=0;t:=1;n:=1;f:=1pai:=pai+tn:=n+2.0f:=-ft:=f/nuntilabs(t)<1e-6pai:=4*pai输出pai的值f:integer;n,t,pai:real;beginpai:=0;t:=1;n:=1.0;f:=1;repeatpai:=pai+1;n:=n+2.0;f:=-f;t:=f/nuntilabs(t)<1e-6;pai:=pai*4;writln(‘pai=’,pai:10:8);readlnend.[运行示例]pai=3.141590662．输入10个数，求最大值、最小值、和及平均值。问题分析：本题要求随机连续输入10个数，我们可以用循环的特点依次比较，累加求和,最后算出平均值.设计算法:①    键盘读入一个数; ②    这个数分别赋值给最大值max、最小值min、和s;③    用repeat循环连续输入其他9个数;④    在循环体内依次比较,求出最大值max、最小值min,和s;⑤    在循环体外,由和求出平均值avg;⑥    输出最大值max、最小值min、和s以及平均值avg。[程序清单]PROGRAM333(input,output);VARa,s,max,min,avg:real;i:integer;BEGINwrite('pleaseinput:');read(a);s:=a;max:=a;min:=a;i:=1;repeatread(a);s:=s+a;IFa>maxTHENmax:=aELSEIFa=9avg:=s/i; writeln(‘最大值是:’,max,‘最小值是:’,min);writeln(‘10个数和是:’,s,‘10个数平均值是:’,avg：5：1);END.[运行示例]pleaseinput:12345678910最大值是:10最小值是:110个数和是:5510个数平均值是:5.5第4节多重循环程序实例【问题描述】一个炊事员上街采购,用500元钱买了90只鸡,其中母鸡一只15元,公鸡一只10元,小鸡一只5元,正好把钱买完。问母鸡、公鸡、小鸡各买多少只？【问题分析】设母鸡I只，公鸡J只，小鸡为k只，我们可列方程组：I+J+K=90①15I+10J+5K=500②显然这是一个不定方程组，一般情况下有多解。由方程①可得I和J、K的取值范围：0≤I≤90，0≤J≤90，0≤K≤90我们用穷举法在范围内搜索求解。【程序设计】[程序清单]programex3_4_1;vari,j,k:integer; beginfori:=0to90doforj:=0to90dofork:=0to90doif（i+j+k=90）AND（15*i+10*j+5*k=500）thenwriteln(i:5,j:5,k:5);end;[运行示例]0108018812682348342845085【知识拓展】1． 以上的程序是一个三重的for循环嵌套。循环体由PASCAL语句构成，当然也可以包含FOR语句，这就构成了循环的嵌套，形成多重循环。2． 为了减少无用的循环次数，我们进一步研究题目，分析后，可以将循环次数缩小，这里I的值可以是0到33（因为如果500元钱全部用来买母鸡，最多可以买500/15只），同样J的值可以从0到50。知道I和J的值，又可求出K的值为90-I-J，这样又可减少循环嵌套的层数。以上的程序可以优化为：programrex4_6;vari,j,k:integer;begin fori:=0to33doforj:=0to50dobegink:=90-i-j;if15*i+10*j+5*k=500thenwriteln(i:5,j:5,k:5);end;end.优化后的程序运行速度会大大提高。在以后设计程序时，同学们不仅要注意如何解题，还要尽量使程序优化，提高运行速度。【同步练习】1．试编写能够打印输出如下图形的程序：################################################################问题分析：这道题属于打印平面图形问题。程序的设计如下：由两个并列循环外加一个嵌套循环构成的。各环的作用为：1。外层循环控制打印的行数，此倒三角形共需8行，故外层循环的设置为递减型循环。 2．嵌套在外环内的第一个并列循环为空格输出，根据图形变化控制输出不同数量的空格。3．外环内第二个并列循环为控制三角形每行中“#”号的个数。[程序清单]programex2_36;vari,j,k:integer;bginfori:=8downto1dobeginforj:=1to8–idowrite(‘’);fork:=2*i-1downto1dowriteln;end;readlnend.2．求s=1!+2!+3!+……+10!的值。问题分析：这个问题是求10自然数的阶乘之和，可以用for循环来实现，通过10次的循环可求出1!,2!…,10!,并同时累加起来,可求得S的值。而求T=N!,又可以用一个for循环来实现，构成了二重循环。[程序清单]programex4_5;vart,s:real;i,j,n:integer; beginS:=0;forn:=1to10dobegint:=1;forj:=1tondot:=t*j;S:=S+t;end;writeln('s=',s:0:0);end.3．求100～999中的水仙花数。（若三位数ABC，ABC=A3+B3+C3，则称ABC为水仙花数。例如153，13+53+33=1+125+27=153，则153是水仙花数。）问题分析：根据题意，采用三重循环来求解。由于循环次数一定，用for循环最为简单。[程序清单]programex2_35_1;vara,b,c:integer;beginfora:=1to9doforb:=0to9doforc:=0to9doifa*a*a+b*b*b+c*c*c=a*100+b*10+cthenwrite(a*100+b*10+c:6);readln end.[运行示例]1533703714074．四个学生上地理课，回答我国四大谈水湖大小时这样说：甲：“最大洞庭湖，最小洪泽湖，鄱阳湖第三。”乙：“最大洪泽湖，最小油庭湖，鄱阳湖第二，太湖第三。”丙：“最小洪泽湖，油庭湖第三。”丁：“最大鄱阳湖，最小太湖，洪泽湖第二，洞庭湖第三。”对于每个湖的大小，每个学生仅答对一个，请编程确定四个湖的大小。问题分析：这是一个逻辑判断题，每个湖的大小都不一样，因此把它们数学化，每个湖必取得１～４里的一个整数，这个整数变代表它们名自的大小。由于循环的次数已经确定，所以采用for循环，用一个三重循环。[程序清单]programex2_39;vardong,hong,bo,tai:integer;beginfordong:=1to4doforhong:=1to4doifhong<>dongthenforbo:=1to4doif(hong<>bo)ana(bo<>dong)thenbegintai:=10-hong-bo;if(ord(dong=1)+ord(hong=4)+ord(bo=3)=1)and (ord(hong=1)+ord(dong=4)=ord(bo=2)+ord(tai=3)and(ord(dong=3)+ord(hong=4)=1)and(ord(bo=1)+ord(tai=4)+ord(hong=2)+ord(dong=3)=1)andthenwriteln(‘dong:’,dong,’hong:,’bo:’,tai:’,tai);end;readlnend.[运行示例]dong:2hong:4bo:1tai:3