程式設計基礎/實踐：迴圈

章節摘要

• 迭代控制結構 - 直到程式達到特定狀態或對集合中的每個元素都應用了操作，才會執行語句或程式碼塊。
• While 迴圈 - 一種控制流語句，允許根據給定的布林條件重複執行程式碼。
• Do While 迴圈 - 一種控制流語句，至少執行一次程式碼塊，然後根據程式碼塊末尾給定的布林條件重複執行程式碼塊，或者不執行。
• 標誌概念 - 標誌是一個變數，用於儲存通常用於控制程式的資訊。
• For 迴圈 - 一種先測試迴圈，重複執行程式碼，直到條件變為假。For 迴圈是確定性迴圈，通常用作計數迴圈，其中迭代次數已知。
• 分支語句 - 計算機程式中的指令，可以使計算機開始執行不同的指令序列，從而偏離其預設行為，即按順序執行指令。
• 自增和自減運算子 - 一元運算子，分別將它們的運算數加 1 或減 1。
• 整數溢位 - 當算術運算試圖建立一個超出給定位數所能表示的範圍的數值時，就會發生溢位 - 大於最大值或小於最小值。
• 巢狀迴圈 - 巢狀迴圈將一個 for 迴圈放在另一個 for 迴圈內。內迴圈在每次外迴圈迭代中都會重複執行。

複習問題

判斷題

1. do-while 和 repeat until 結構的行為完全相同。
2. 學生有時會混淆賦值和相等。
3. repeat until 迴圈控制結構在所有程式語言中都可用。
4. 由於標誌經常使用，它們通常是特殊的資料型別。
5. do-while 是迴圈前的測試。
6. 只有 for 迴圈可以是計數迴圈。
7. 整數資料型別具有模運算屬性。
8. \n 的轉義程式碼是格式化輸出的一部分。
9. C++ 程式語言不允許巢狀 for 迴圈。
10. 計數迴圈使用所有四種迴圈屬性。
11. Do While 迴圈是一組語句，在檢查表示式之前執行一次或多次。
12. 在 Python 中，While 迴圈和 Do While 迴圈都使用 While 語句。
13. 自減是將一個值加到變數的值上。
14. break 是一個預定義函式，用於提前停止程式並返回到作業系統。
15. While 迴圈會無限期地重複執行一個程式碼塊，或者直到執行退出命令為止。
16. While 迴圈是重啟程式的最佳迴圈，因為 While 迴圈會在檢查表示式是否為真之前至少執行一次所有語句。
17. 字首自增將一個值加到運算數左側的運算子上。

答案

1. 錯誤 - 不同之處在於檢查條件的位置
2. 正確 - 通常，相等使用兩個等號而不是一個。
3. 錯誤 - 它在舊語言中比在較新的語言中更常見。
4. 錯誤 - 標誌用於控制或指示特定操作的中間狀態或結果。
5. 錯誤 - Do While 迴圈是迭代後控制結構測試，這意味著它們在迴圈至少執行一次後進行測試。
6. 錯誤 - 任何型別的迴圈都可以是計數迴圈。
7. 正確
8. 正確
9. 錯誤 - 巢狀迴圈涉及在另一個迴圈中迴圈。它們可以在任何語言中使用。
10. 正確
11. 正確
12. 正確 - 兩者的區別在於檢查條件的位置。
13. 錯誤 - 自增是將值加到變數的值上。
14. 錯誤 - break 是一個分支語句，它終止現有結構。
15. 錯誤 - Do While 迴圈會重複執行程式碼塊，直到為真，並透過退出命令退出。While 迴圈會無限迴圈，或者滿足條件。
16. 錯誤 - While 迴圈始終檢查表示式以檢視它是否為真，然後再執行關聯的語句，使其成為重啟程式的糟糕迴圈。重啟程式的最佳迴圈實際上是 Do While 迴圈，因為它始終在檢查表示式是否為真之前執行迴圈中的語句一次。
17. 正確

簡答

1. 用你自己的話描述 Do 迴圈和 Do While 迴圈之間的區別。
2. 如果你想建立一個程式，該程式在啟動時要求輸入姓名，並且在得到姓名之前不會繼續，你會使用哪種迴圈，為什麼？

填空：練習真值表

1. True AND False = _____
2. False AND NOT False = _____
3. True OR True = _____
4. True AND False = _____
5. False OR NOT True = _____
6. True AND True = _____
7. False OR True = _____
8. False AND False = _____

活動

使用虛擬碼、流程圖工具或您選擇的程式語言完成以下活動。為輸入、每種型別的處理和輸出使用單獨的函式。透過傳遞引數和返回值來避免全域性變數。建立測試資料以驗證每個程式的準確性。在程式頂部添加註釋，幷包括對任何使用資源的引用。

While 迴圈

使用 while 迴圈結構完成以下操作。

1. 建立一個程式，使用迴圈為給定值生成一個乘法表達式列表。要求使用者輸入值和要顯示的表示式數量。例如，對於值 1，三個表示式列表將為
   1 * 1 = 1
1 * 2 = 2
1 * 3 = 3
   對於值 3，五個表示式列表將為
   3 * 1 = 3
3 * 2 = 6
3 * 3 = 9
3 * 4 = 12
3 * 5 = 15
2. 回顧MathsIsFun：平均值的定義。建立一個程式，要求使用者輸入成績。首先詢問使用者他們想要輸入多少個成績。然後使用迴圈來請求每個成績並將其新增到總數中。最後，計算並顯示輸入成績的平均值。
3. 回顧MathsIsFun：圓周率。編寫一個程式，使用尼拉坎塔級數根據使用者輸入的迭代次數來計算圓周率。

Do While / Repeat Until 迴圈

使用 do while / repeat until 迴圈結構完成以下操作。

1. 回顧MathsIsFun：平均值的定義。建立一個程式，要求使用者輸入成績。使用迴圈來請求每個成績並將其新增到總數中。繼續接受成績，直到使用者輸入負值或不輸入值（您選擇）。最後，計算並顯示輸入成績的平均值。
2. 回顧可汗學院：猜數字遊戲。編寫一個程式，允許使用者在 0 到 100 之間（包括 0 和 100）選擇一個數字。然後讓程式嘗試猜出使用者的數字。從中間值 (50) 開始，詢問使用者他們的數字是 (h)igher、(l)ower 還是 (e)qual 於猜測值。如果他們指示較低，則猜測新的中間值 (25)。如果他們指示較高，則猜測新的中間值 (75)。繼續有效地猜測較高或較低，直到他們指示相等，然後打印出猜出其數字所需的猜測次數，並結束程式。
3. 將 do while / repeat until 迴圈新增到先前章節中的任何活動中。在使用者想要繼續或使用者想要停止之前繼續執行程式。
4. 在之前章節的任何活動中新增一個輸入驗證迴圈。驗證輸入有效後，再返回值。在輸入無效時，提示使用者重新輸入值。

For 迴圈

使用 for 迴圈結構完成以下內容。

1. 建立一個程式，使用迴圈為給定值生成一個乘法表達式列表。要求使用者輸入值和要顯示的表示式數量。例如，對於值 1，三個表示式列表將為
   1 * 1 = 1
1 * 2 = 2
1 * 3 = 3
   對於值 3，五個表示式列表將為
   3 * 1 = 3
3 * 2 = 6
3 * 3 = 9
3 * 4 = 12
3 * 5 = 15
2. 回顧MathsIsFun：平均值的定義。建立一個程式，要求使用者輸入成績。首先詢問使用者他們想要輸入多少個成績。然後使用迴圈來請求每個成績並將其新增到總數中。最後，計算並顯示輸入成績的平均值。
3. 回顧MathsIsFun：圓周率。編寫一個程式，使用尼拉坎塔級數根據使用者輸入的迭代次數來計算圓周率。

巢狀迴圈

使用巢狀迴圈結構完成以下內容。

1. 回顧 MathsIsFun: 10x 可列印乘法表。建立一個使用巢狀迴圈生成乘法表的程式。不要簡單地建立一個 10x10 的表格，而是要求使用者輸入起始值和結束值。包含行和列標籤。例如，從 1 到 3 的輸出可能如下所示
       1   2   3
1   1   2   3
2   2   4   6
3   3   6   9
   從 3 到 5 的輸出可能如下所示
       3   4   5
3   9  12  15
4  12  16  20
5  15  20  25
2. 在本章的任何活動中新增一個 do while / repeat until 迴圈。在使用者想要繼續或使用者想要停止時繼續執行程式。

參考資料

• cnx.org: 程式設計基礎 - 使用 C++ 的模組化結構化方法
• 華夏公益教科書: 計算機程式設計

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