C++条件及循环语句的综合运用实例

用下面公式求π的近似值。π/4≈1-1/3+1/5-1/7+…直到最后一项的绝对值小于10-7为止。根据给定的算法很容易编写程序如下：

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <cmath>
using namespace std;
int main( )
{
  int s=1;
  double n=1,t=1,pi=0;
  while((fabs(t))>1e-7)
  {
    pi=pi+t;
    n=n+2;
    s=-s;
    t=s/n;
  }
  pi=pi*4;
  cout<<"pi="<<setiosflags(ios::fixed)<<setprecision(6)<<pi<<endl;
  return 0;
}

运行结果为

pi=3.141592

注意：不要把n定义为整型变量，否则在执行“t=s/n;”时，得到t的值为0(原因是两个整数相除)。

【例】求Fibonacci数列前40个数。这个数列有如下特点：第1、2个数为1、1。从第3个数开始，每个数是其前面两个数之和。即：

  F1=1 (n=1)
  F2=1 (n=2)
  Fn=Fn-1+Fn-2(n≥3)

这是一个有趣的古典数学问题：有一对兔子，从出生后第3个月起每个月都生一对兔子，小兔子长到第3个月后每个月又生一对兔子，假设所有兔子都不死，问每个月的兔子总数为多少？

根据给出的每月兔子总数的关系，可编写程序如下：

#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
int main( )
{
  long f1,f2;
  int i;
  f1=f2=1;
  for(i=1;i<=20;i++)
  {
   cout<<setw(12)<<f1<<setw(12)<<f2;
   //设备输出字段宽度为12,每次输出两个数
   if(i%2==0) cout<<endl;
     //每输出完4个数后换行,使每行输出4个数
     f1=f1+f2;
   //左边的f1代表第3个数,是第1?2个数之和
   f2=f2+f1;
   //左边的f2代表第4个数,是第2?3个数之和
  }
  return 0;
}

【例】找出100~200间的全部素数。编写程序如下：

#include <iostream>
#include <cmath>
#include <iomanip>
using namespace std;
int main( )
{
  int m,k,i,n=0;
  bool prime;//定义布尔变量prime
  for(m=101;m<=200;m=m+2) //判别m是否为素数,m由101变化到200,增量为2
  {
   prime=true;//循环开始时设prime为真,即先认为m为素数
   k=int(sqrt(m)); //用k代表根号m的整数部分
   for(i=2;i<=k;i++) //此循环作用是将m被2~根号m除,检查是否能整除
     if(m%i==0) //如果能整除,表示m不是素数
     {
      prime=false; //使prime变为假
      break; //终止执行本循环
     }
     if (prime)//如果m为素数
     {
      cout<<setw(5)<<m; //输出素数m,字段宽度为5
      n=n+1; //n用来累计输出素数的个数
     }
     if(n%10==0) cout<<endl; //输出10个数后换行
   }
   cout<<endl;//最后执行一次换行
   return 0;
}

【例】译密码
为使电文保密，往往按一定规律将电文转换成密码，收报人再按约定的规律将其译回原文。例如，可以按以下规律将电文变成密码：将字母A变成字母E，a变成e，即变成其后的第4个字母，W变成A，X变成B，Y变成C，Z变成D。见图3.20，字母按上述规律转换，非字母字符不变，如"Wonderful!"转换为"Asrhivjyp!"。

输入一行字符，要求输出其相应的密码。

程序如下：

#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
  char c;
  while ((c=getchar( ))!='\n')
  {
   if((c>='a' && c<='z') || (c>='A' && c<='Z'))
   {
     c=c+4;
     if(c>'Z' && c<='Z'+4 || c>'z')
      c=c-26;
   }
   cout<<c;
  }
  cout<<endl;
  return 0;
}

运行结果如下:

I am going to Beijing!
M eq ksmrk xs Fimnmrk!

while语句中括号内的表达式有3个作用：
从键盘读入一个字符，这是用getchar函数实现的；
将读入的字符赋给字符变量c；
判别这个字符是否为'\n'(即换行符)。如果是换行符就执行while语句中的复合语句(即花括号内的语句)，对输入的非换行符的字符进行转换处理。

按前面分析的思路对输入的字符进行处理，有一点请读者注意，内嵌的if语句不能写成：
    if (c>'Z'|| c>'z')  c=c-26;
因为所有小写字母都满足“c>'Z'”条件，从而也执行“c=c-26;”语句，这就会出错。因此必须限制其范围为“c>'Z' && c<='Z'+4”，即原字母为'W'到'Z'，在此范围以外的不是原大写字母W~Z，不应按此规律转换。