【程序设计】3.4 [做循环] 死循环

3.4 死循环

如果在 for 后面什么也不写,即不写循环次数也不写循环条件,那会出现什么情况?

这种循环称为无条件循环,俗称死循环。这个循环体理论上就会没完没了地反复执行,永远不会停,就像之前说过的不和 if 配合的 goto 一样。

这显然没什么意义,我们不应该写出一个没法结束的程序。

但是,现实在中出现死循环的代码并不罕见,这是怎么回事?

因为我们还有 break,以及 if。

死循环并不是真的死循环,只是我们在写循环语句时还拿不准该怎么写循环的结束条件,需要在循环体运行过程中才能决定,这时候就会在循环开始时写成死循环,而在循环体中用 if 来判断循环结束的条件,如果成立了,就使用 break 跳出循环。

真的死循环是真没意义。不过万一用于触发 break 的 if 写错了,那假死循环就有可能变成真死循环了,这是写代码时要特别注意防范的。

设有个四位数 x,把四个位的数字拆开,用这四个数字构成一个最大的四位数 a,再构成一个最小的四位数 b,这里我们把前几位是 0 的数(其实是三位数、二位数甚至一位数)也认为是合理的四位数。然后计算 a-b,得到一个新的四位数,再把它当 x 重复刚才的过程,这样可以无穷反复地计算下去。

如果某一轮计算中,新的 x 和前一个 x 相同了,这个计算再继续下去显然就只会出现这同一个 x 了,再继续下去就没意义了。我们把这时候的 x 形象地称为“数字黑洞”,一旦出现黑洞数,运算就可以停止了。

写一个有死循环的代码,随意选一个四位数 x 作为起始值,以找到黑洞数作为结束条件,把过程中出现的 x 都输出。


A

B

C

D

E

1

1234





2

for

=A1\1000

=A1\100%10

=A1\10%10

=A1%10

3


=max(B2,C2,D2,E2)


=B2+C2+D2+E2-B3

=min(B2,C2,D2,E2)

4


if   B3==B2

>C3=max(C2,D2,E2)

>D3-=(C3+E3)

5


else   if B3==C2

>C3=max(B2,D2,E2)

>D3-=(C3+E3)

6


else   if B3==D2

>C3=max(B2,C2,E2)

>D3-=(C3+E3)

7


else

>C3=max(B2,C2,D2)

>D3-=(C3+E3)

8


=B3*1000+C3*100+D3*10+E3

=B3+C3*10+D3*100+E3*1000

9


>output(A1)

=B8-D8

if   C9==A1

break

10


>A1=C9




初始值放在 A1 中。

因为还没有学习集合知识,我们不能使用集合排序的函数。这段代码中最麻烦的部分是 B3:E7,用于把四个位的数字从大到小排序。B2:E2 先分别解出四个位的数字。利用 max/min 函数计算出最大在 B3,最小的在 E3,D3 是除了最大那个数字之外的三个数字之和。然后,B4:B7 分别判断最大数字是 B2:E2 中的哪一个,剩下的最大的就是第二大数字了,再从 D3 中减去它和最小的,就是第三大数字。最后得到的 B3:E3 是从大到小排位的四个数字。如果有集合知识后,这个排序只要一格就可以完成了。
不过,用这个麻烦的办法再次复习一下 if…else 结构也好。

之后的代码就简单了,分别计算出可以组成的最大和最小的四位数,减法得到新的 x,如果和之前的相同,则结束循环,否则用新 x 替代旧 x 继续循环。

自己试试吧,看看这段代码是不是能停下来,最后能停到哪个数上?

再提醒一句,如果写错了导致程序不结束,可以使用调试功能强制停下来。

到现在,我们已经了解了控制程序流向的几种结构:

1) 顺序结构:从前向后执行

2) 分支结构:根据条件决定不同的走向,会跳过一些代码,总体方向仍然向后

3) 循环结构:重复地执行一段代码,也包括用 goto 造成的循环

如果不考虑函数调用,可以说所有程序设计语言都只有这么几种流程结构。这方面我们已经学全了。

再回顾我们做过的例题会发现,其实程序语言并不帮我们想办法解决问题,遇到问题如何解决,还是需要我们自己想出解决办法,也就是通过一系列步骤(使用上述的三种基本结构组合)来解决问题,而这一系列步骤通常称为算法

程序语言的作用,是提供一种方法来描述人类想出来的算法,这样计算机就能理解和执行了。好的程序语言,能够比较简洁地描述人的想法,编程序就会快捷;不好的程序语言则可能很啰嗦,会出现想出问题的描述方法比想出问题的解决方法还难的状况。

无论如何,不要指望程序语言帮我们想出算法。想不出算法,问题就无解。

【程序设计】 前言及目录
【程序设计】3.3 [做循环] 条件循环
【程序设计】4.1 [排成队] 序列