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반복문 컴퓨터시뮬레이션학과 2014년 봄학기 담당교수 : 이형원 E304호, hwlee@inje.ac.kr
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쉽게 풀어쓴 C언어 Express 제7장 반복문 C Express
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이번 장에서 학습할 내용 반복의 개념 이해 while 반복문 do-while 반복문 for 반복문
반복 구조는 일련의 처리를 반복할 수 있게 한다. 반복의 개념을 먼저 이해하고 C에서 제공되는 3가지의 반복 구조에 대하여 학습한다. 반복의 개념 이해 while 반복문 do-while 반복문 for 반복문 break와 continue문
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반복문 Q) 반복 구조는 왜 필요한가? A) 같은 처리 과정을 되풀이하는 것이 필요하기 때문이다. 학생 30명의 평균 성적을 구하려면 같은 과정을 30번 반복하여야 한다.
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프로그램의 흐름을 제어하는 방법 순차 구조 선택 구조 반복 구조 차례대로 실행
조건을 검사하여 여러 개의 실행 경로 중에서 하나를 선택 반복 구조 조건이 만족될 때까지 반복
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마일을 미터로 바꾸는 프로그램 같은 처리 과정 #1 같은 처리 과정 #2 같은 처리 과정 #3
#include <stdio.h> int main(void) { int meter; meter = 0 * 1609; printf("0 마일은 %d미터입니다\n", meter); meter = 1 * 1609; printf("1 마일은 %d미터입니다\n", meter); meter = 2 * 1609; printf("2 마일은 %d미터입니다\n", meter); return 0; } 같은 처리 과정 #1 같은 처리 과정 #2 같은 처리 과정 #3
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반복문의 종류
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중간 점검 1. 프로그램에 반복 구조가 필요한 이유는 무엇인가? 2. 반복문에는 _______, _______문이 있다.
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while 문 주어진 조건이 만족되는 동안 문장들을 반복 실행한다. while( 조건식 ) 문장;
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예제 1 2 3 i #include <stdio.h> int main(void) { int meter;
int i = 0; while(i < 3) { meter = i * 1609; printf("%d 마일은 %d 미터입니다\n", i, meter); i++; } return 0; } 1 2 i 3 0 마일은 0 미터입니다 1 마일은 1609 미터입니다 2 마일은 3218 미터입니다
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예제 // while 문을 이용한 구구단 출력 프로그램 #include <stdio.h> int main(void)
{ int n; int i = 1; printf("구구단 중에서 출력하고 싶은 단을 입력하시오: "); scanf("%d", &n); while (i <= 9) { printf("%d*%d = %d \n", n, i, n*i); i++; } return 0; } 구구단 중에서 출력하고 싶은 단을 입력하시오: 9 9*1 = 9 9*2 = 18 9*3 = 27 .... 9*9 = 81
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예제 // while 문을 이용한 제곱값 출력 프로그램 #include <stdio.h> int main(void)
{ int n; printf("====================\n"); printf(" n n의 제곱 \n"); n = 1; while (n <= 10) { printf("%5d %5d\n", n, n*n); n++; } return 0; } ==================== n n의 제곱 1 1 2 4 3 9 4 16 5 25 6 36 7 49 8 64 9 81 10 100
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예제 n이 무엇이 될지 모르는 경우라면 다음과 같이 계산 1부터 n까지의 합을 계산하는 프로그램
... ①빈통을 준비한다. ②통에 1부터 n까지를 넣는다. ③통에 들어 있는 동전의 개수를 출력한다.
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예제 #include <stdio.h> int main(void) { int i, n, sum; // 변수 선언
printf("정수를 입력하시오:"); // 입력 안내 메시지 출력 scanf("%d", &n); // 정수값 입력 i = 1; // 변수 초기화 sum = 0; while(i <= n) { sum += i; // sum = sum + i;와 같다. i++; // i = i + 1과 같다. } printf("1부터 %d까지의 합은 %d입니다\n", n, sum); return 0; } 정수를 입력하시오: 3 1부터 3까지의 합은 6입니다
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예제 // while 문을 이용한 합계 프로그램 #include <stdio.h> int main(void)
{ int i, n, sum; i = 0; // 변수 초기화 sum = 0; // 변수 초기화 while (i < 5) { printf("값을 입력하시오: "); scanf("%d", &n); sum = sum + n; // sum += n;과 같다. i++; } printf("합계는 %d입니다.\n", sum); return 0; } 값을 입력하시오: 10 값을 입력하시오: 20 값을 입력하시오: 30 값을 입력하시오: 40 값을 입력하시오: 50 합계는 150입니다.
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센티널(보초값의 이용) 100, 200, 300, 400, 500, -1 센티널: 입력되는 데이터의 끝을 알리는 특수한 값
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성적들의 평균을 구하는 문제 1. 필요한 변수들을 초기화한다. 2. 성적을 입력받아서 합계를 구하고 성적의 개수를 센다.
성적의 평균을 구한다. 1. 필요한 변수들을 초기화한다. 2. 성적을 입력받아서 합계를 구하고 성적의 개수를 센다. 3. 평균을 계산하고 화면에 출력한다. 1. 필요한 변수들을 초기화한다. (1) sum을 0으로 초기화한다. (2) n을 0으로 초기화한다. (3) grade를 0으로 초기화한다.
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성적들의 평균을 구하는 문제 while 성적이 0보다 작지 않으면 (1) 사용자로부터 성적을 읽어서 grade에 저장한다.
2. 성적을 입력받아서 합계를 구하고 성적의 개수를 센다. while 성적이 0보다 작지 않으면 (1) 사용자로부터 성적을 읽어서 grade에 저장한다. (2) sum에 이 점수를 누적한다. (3) n을 하나 증가한다. 3. 평균을 계산하고 화면에 출력한다. (1) sum을 n으로 나누어서 average에 저장한다. (2) average를 화면에 출력한다.
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센티넬 예제 1/2 // while 문을 이용한 성적의 평균 구하기 프로그램 #include <stdio.h>
int main(void) { int grade, n; float sum, average; // 필요한 변수들을 초기화한다. n = 0; sum = 0; grade = 0; printf(＂종료 시 음수 입력\n");
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센티넬 예제 2/2 // 성적을 입력받아서 합계를 구하고 학생 수를 센다. while (grade >= 0) {
{ printf("성적을 입력하시오: "); scanf("%d", &grade); sum += grade; n++; } sum = sum - grade; // 마지막 데이터를 제거한다. n--; // 마지막 데이터를 제거한다. // 평균을 계산하고 화면에 출력한다. average = sum / n; printf("성적의 평균은 %f입니다.\n", average); return 0; } 성적 입력을 종료하려면 음수를 입력하시오 성적을 입력하시오: 10 성적을 입력하시오: 20 성적을 입력하시오: 30 성적을 입력하시오: 40 성적을 입력하시오: 50 성적을 입력하시오: -1 성적의 평균은 입니다.
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예제: 최대값 #include <stdio.h> #include <limits.h>
int main(void) { int number, min_value = INT_MAX; printf("정수를 입력하시오\n종료는 Ctrl+z\n"); while(scanf("%d", &number) != EOF) if( number < min_value ) min_value = number; } printf("최소값은 %d“, min_value); return 0; 정수를 입력하시오 종료는 Ctrl+z 10 20 30 5 ^Z 최소값은 5
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예제 두수의 최대 공약수 구하기 유클리드 알고리즘 ① 두 수 가운데 큰 수를 x, 작은 수를 y라 한다.
② y가 0이면 공약수는 x와 같다. ③ r ← x % y ④ x ← y ⑤ y ← r ⑥ 단계 ②로 되돌아간다.
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예제 // while 문을 이용한 최대 공약수 구하기 프로그램 #include <stdio.h>
int main(void) { int x, y, r; printf("두개의 정수를 입력하시오(큰수, 작은수): "); scanf("%d%d", &x, &y); while (y != 0) { r = x % y; x = y; y = r; } printf("최대 공약수는 %d입니다.\n", x); return 0; } 두개의 정수를 입력하시오(큰 수, 작은 수): 12 8 최대 공약수는 4입니다.
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if 문과 while 문의 비교 if( 조건 ) { ... } while( 조건 ) { ... }
조건이 만족되면 한번만 실행된다. 조건이 만족되면 여러 번 반복 실행된다.
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while 문에서 주의할 점 변수가 증가 아니라 감소 반복 루프에 포함되어 있지 않다. 조건뒤에 ;이 있음 int i = 1;
{ printf("반복중입니다\n"): i--; } 변수가 증가 아니라 감소 int i = 0; while(i < 3) printf("반복중입니다\n"): i++; . 반복 루프에 포함되어 있지 않다. int i = 0; while(i < 3) ; { printf("반복중입니다\n"): i++; . } 조건뒤에 ;이 있음
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참과 거짓 #include <stdio.h> int main(void) { int i = 3; while (i)
printf("%d은 참입니다.", i); i--; } printf("%d은 거짓입니다.", i); 3은 참입니다. 2은 참입니다. 1은 참입니다. 0은 거짓입니다.
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중간 점검 1. if 문과 while 문을 비교하여 보라. 똑같은 조건이라면 어떻게 동작하는가?
3. 다음 코드의 출력을 쓰시오. int n = 10; while (n > 0) { printf("%d\n", n); n = n - 3; }
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실습: 반감기 반감기: 방사능 물질의 양이 ½로 되는 시간
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실행 결과 단 로그 함수는 사용하지 않는다! 반복문을 사용한 다. 반감기를 입력하시오(년): 10
단 로그 함수는 사용하지 않는다! 반복문을 사용한 다. 반감기를 입력하시오(년): 10 10년 후에 남은 양= 20년 후에 남은 양= 30년 후에 남은 양= 40년 후에 남은 양= 1/10 이하로 되기 까지 걸린 시간=40년
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알고리즘 사용자로부터 반감기를 입력받는다. while(물질의 양 > 초기 물질의 양*0.1) 반감기만큼 시간을 더한다.
물질의 양은 1/2로 줄어든다. 현재 물질의 양을 출력한다. 10% 이하로 되기까지 걸린 시간을 출력한다.
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소스 #include <stdio.h> int main(void) { int halflife;
double initial; double current; int years=0; printf("반감기를 입력하시오(년): "); scanf("%d", &halflife); initial = 100.0; current = initial; while( current > initial/10.0 ) years += halflife; current = current / 2.0; printf("%d년 후에 남은 양=%f", years, current); printf("1/10 이하로 되기까지 걸린 시간=%d년", years); return 0; }
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도전문제 위와 비슷한 문제를 하나 더 작성해보자. 세균이 1시간마다 4배씩 증가한 다고 가정하자. 이 세균 10마리를 배양하면 7시간 후의 세균의 수는 얼마 나 될까? 역시 지수 함수나 로그 함수를 이용하지 말고 반복 구조만을 사용 하여서 해결하여 보자. 종이를 한번 접으면 면적이 1/2로 줄어든다. 종이를 몇 번 접어야 원래 면 적의 1/100로 줄어드는가? 역시 로그 함수나 지수 함수를 사용하지 말고 반복 구조를 이용하여서 해결하여 보자.
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do...while문 반복 조건을 루프의 끝에서 검사 do 문장 while(조건)
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do-while 문 적어도 한번은 반복문장을 실행한다.
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예제 // do..while 문을 이용한 메뉴 1---새로만들기 #include <stdio.h> 2---파일열기
int main(void) { int i = 0; do { printf("1---새로만들기\n"); printf("2---파일열기\n"); printf("3---파일닫기\n"); printf("하나를 선택하시요.\n"); scanf("%d", &i); } while(i < 1 || i > 3); printf("선택된 메뉴=%d\n",i); return 0; } 1---새로만들기 2---파일열기 3---파일닫기 하나를 선택하시요. 1 선택된 메뉴=1
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중간 점검 1. 다음 코드의 출력을 쓰시오. int n = 0; do { printf("%d\n", n); n = n + 3;
} while(n < 10);
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실습: 숫자 추측 게임 프로그램이 가지고 있는 정수를 사용자가 알아맞히는 게임
사용자가 답을 제시하면 프로그램은 자신이 저장한 정수와 비교하여 제시 된 정수가 더 높은지 낮은지 만을 알려준다.
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실행 결과 정답을 추측하여 보시오: 10 제시한 정수가 낮습니다. 정답을 추측하여 보시오: 30 정답을 추측하여 보시오: 60
제시한 정수가 높습니다. 정답을 추측하여 보시오: 59 축하합니다. 시도횟수=4
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알고리즘 do 사용자로부터 숫자를 guess로 입력받는다. 시도횟수를 증가한다. if( guess < answer )
숫자가 낮다고 출력한다. if( guess > answer ) 숫자가 높다고 출력한다. while(guess != answer); “축하합니다”와 시도횟수를 출력한다.
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소스 #include <stdio.h> int main(void) { int answer =59; // 정답
int guess; int tries = 0; do { printf("정답을 추측하여 보시오: "); scanf("%d", &guess); tries++; if (guess >answer) // 사용자가 입력한 정수가 정답보다 높으면 printf("제시한 정수가 높습니다."); if (guess <answer) // 사용자가 입력한 정수가 정답보다 낮으면 printf("제시한 정수가 낮습니다."); } while (guess !=answer); printf("축하합니다. 시도횟수=%d", tries); return 0;
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도전문제 위의 프로그램이 게임이 되려면 난수를 발생시키는 것이 좋다. 난수는 (rand()%100)으로 발생이 가능하다. stdlib.h 헤더 파일도 포함시켜야 한 다.
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for 루프 정해진 횟수만큼 반복하는 구조
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for 문의 구조 for ( 초기식; 조건식; 증감식) 문장; ① 초기식을 실행한다.
문장; ① 초기식을 실행한다. ② 반복 조건을 나타내는 조건식을 계산한다. ③ 수식의 값이 거짓이면 for 문의 실행이 종료된다. ④ 수식의 값이 참이면 문장이 실행된다. ⑤ 증감식을 실행하고 ②로 돌아간다.
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for 문의 구조 int i; for(i = 0; i < 10; i++) printf("Hello World!\n");
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for문의 실행과정
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for문의 실행과정 int i; for(i = 0; i < 10; i++) printf("Hello World!\n");
반복횟수 i의 값 i<10 반복여부 1번째 반복 참 반복 2번째 반복 1 3번째 반복 2 4번째 반복 3 5번째 반복 4 6번째 반복 5 7번째 반복 6 8번째 반복 7 9번째 반복 8 10번째 반복 9 11번째 반복 10 거짓 중지
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예제 // 반복을 이용한 정수합 프로그램 #include <stdio.h> int main(void) {
// 반복을 이용한 정수합 프로그램 #include <stdio.h> int main(void) { int i, sum; sum = 0; for(i = 1;i <= 10; i++) sum += i; // sum = sum + i;와 같음 printf("1부터 10까지의 정수의 합= %d\n",sum); return 0; } 1부터 10까지의 정수의 합 = 55
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예제 // 반복을 이용한 세제곱값구하기 정수를 입력하시요:5 #include <stdio.h>
int main(void) { int i, n; printf("정수를 입력하시요:"); scanf("%d", &n); printf("====================\n"); printf(" i i의 세제곱\n"); for(i = 1;i <= n; i++) printf("%5d %5d\n", i, i*i*i); return 0; } 정수를 입력하시요:5 ==================== i i의 세제곱 1 1 2 8 3 27 4 64 5 125
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예제 // 반복을 이용한 네모 그리기 #include <stdio.h> int main(void) { int i;
printf("**********"); for(i = 0;i < 5; i++) printf("* *"); return 0; } ********** * * * *
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예제 // 반복을 이용한 팩토리얼 구하기 #include <stdio.h> int main(void) {
long fact=1; int i, n; printf("정수를 입력하시요:"); scanf("%d", &n); for(i = 1;i <= n; i++) fact = fact * i; printf("%d!은 %d입니다.\n",n,fact); return 0; } 정수를 입력하시요: 10 10!은 입니다.
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while 루프와 for 루프와의 관계 for ( ; while ( ) ; { ) { ... ... } ; ; ; ; ; }
초기식 초기식 ; while ( 조건식 ) 조건식 ; { 증감식 ) { 문장1 ; 문장1 ; 문장2 ; 문장2 ; ... ... 증감식 ; } }
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팩토리얼 계산 예제(while 버전) // 반복을 이용한 팩토리얼 구하기 #include <stdio.h>
int main(void) { long fact = 1; int i = 1, n; printf("정수를 입력하시요: "); scanf("%d", &n); while (i <= n) fact = fact * i; i++; } printf("%d!은 %d입니다.", n, fact); return 0; 정수를 입력하시요: 10 10!은 입니다.
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다양한 증감수식의 형태 for (i = 10; i > 0; i-- ) printf("Hello World!\n");
뺄셈 사용 for (i = 0; i < 10; i += 2 ) printf("Hello World!\n"); 2씩 증가 for (i = 1; i < 10; i *= 2 ) printf("Hello World!\n"); 2를 곱한다. for (i = 0; i < 100; i = (i * i) + 2 ) printf("Hello World!\n"); 어떤 수식이라도 가능
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다양한 증감수식의 형태 for ( ; ; ) printf("Hello World!\n"); 무한 반복 루프
for ( ; i<100; i++ ) printf("Hello World!\n"); 한부분이 없을 수도 있다. for (i = 0, k = 0; i < 100; i++ ) printf("Hello World!\n"); 2개 이상의 변수 초기화 for (printf("반복시작”), i = 0; i < 100; i++ ) printf("Hello World!\n"); 어떤 수식도 가능
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중간 점검 1. 다음 코드의 출력을 쓰시오. for(i = 1; i < 5; i++)
printf("%d ", 2 * i); 2. 다음 코드의 출력을 쓰시오. for(i = 10; i > 0; i = i - 2) printf("Student%d\n", i);
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중첩 반복문 중첩 반복문(nested loop): 반복문 안에 다른 반복문이 위치
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예제 // 중첩 for 문을 이용하여 *기호를 사각형 모양으로 출력하는 프로그램 #include <stdio.h>
int main(void) { int x, y; for(y = 0;y < 5; y++) { for(x = 0;x < 10; x++) printf("*"); printf("\n"); } return 0; } **********
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예제 #include <stdio.h> int main(void) { int x, y;
for(y = 1; y <= 5; y++) for(x = 0; x < y; x++) printf("*"); printf(""); // 내부 반복문이 종료될 때마다 실행 } return 0; * ** *** **** *****
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중간 점검 printf("%d 곱하기 %d은 %d\n", i, j, i*j); 1. 다음 코드의 출력을 쓰시오.
for(i = 1; i < 6; i++) for(j = 5; j >= 1; j--) printf("%d 곱하기 %d은 %d\n", i, j, i*j);
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실습: 직각 삼각형 찾기 각 변의 길이가 100보다 작은 삼각형 중에서 피타고라스의 정리가 성립하 는 직각 삼각형은 몇 개나 있을까?
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실행 결과 3 4 5 4 3 5 ...
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알고리즘 for(a=1;a<=100;a++) for(b=1;b<=100;b++)
for(c=1;c<=100;c++) if( a*a + b*b == c*c ) a와 b와 c를 화면에 출력한다.
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소스 #include <stdio.h> int main(void) { int a, b, c;
for(a=1; a<=100; a++) for(b=1; b<=100; b++) for(c=1; c<=100; c++) if( (a*a+b*b)==c*c ) printf("%d %d %d", a, b, c); return 0; }
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도전문제 위와 비슷한 문제를 하나 더 작성해보자. 라스베가스와 같은 도박장에 가 면 주사위 게임이 있다. 주사위 2개를 던졌을 때, 합이 6이 되는 경우를 전 부 출력하여 보자. 예를 들어서 (1, 5), (2, 4),...와 같이 출력되면 된다. 또 주사위 3개를 사용하여서 합이 10이 되는 경우를 전부 출력하여 보자.
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break 문 break 문은 반복 루프를 빠져 나오는데 사용된다. break 반복루프
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예제 #include <stdio.h> #define SEED_MONEY 1000000 int main(void)
{ int year=0, money=SEED_MONEY; while(1) year++; money += money*0.30; if( money > 10*SEED_MONEY ) break; } printf("%d", year); return 0; 원금의 10배가 되면
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예제 // break를 이용하여 무한루프를 탈출한다. #include <stdio.h>
#include <math.h> int main(void) { double v; while(1) { printf("실수값을 입력하시오: "); scanf("%lf", &v); if( v < 0.0 ) break; printf("%f의 제곱근은 %f입니다.\n", v, sqrt(v)); } return 0; } 실수값을 입력하시오: 9.0 의 제곱근은 입니다. 실수값을 입력하시오: 12.0 의 제곱근은 입니다. 실수값을 입력하시오: 25.0 의 제곱근은 입니다. 실수값을 입력하시오: -1
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goto문의 사용 OUT 으로 goto #include <stdio.h> int main(void) {
int x, y; for(y = 1; y < 10000; y++) { for(x = 1; x < 50; x++) { if( _kbhit() ) goto OUT; printf("*"); } printf("\n"); } OUT: return 0; } OUT 으로 goto ************************************************* ***********
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continue 문 현재의 반복을 중단하고 다음 반복을 시작하게 한다.
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예제 #include <stdio.h> int main(void) { int i;
for(i=0 ; i<10 ; i++) if( i%3 == 0 ) continue; printf("%d ", i); return 0; } 3의 배수 는 건너뛴다.
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예제 // 소문자를 대문자로 변경한다. #include <stdio.h> int main(void) {
char letter; while(1) { printf("소문자를 입력하시오: "); scanf(" %c", &letter); if( letter == 'Q' ) break ; if( letter < 'a' || letter > 'z' ) continue ; letter -= 32; printf("변환된 대문자는 %c입니다.\n", letter); } return 0; } 소문자를 입력하시오: a 변환된 대문자는 A입니다. 소문자를 입력하시오: b 변환된 대문자는 B입니다. 소문자를 입력하시오: c 변환된 대문자는 C입니다. 소문자를 입력하시오: Q
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중간 점검 1. _______ 문이 반복문에서 실행되면 현재의 반복을 중단하고 다음번 반복 처리가 시작된다.
1. _______ 문이 반복문에서 실행되면 현재의 반복을 중단하고 다음번 반복 처리가 시작된다. 2. _______ 문이 반복문에서 실행되면 반복문을 빠져 나온다. 3. 다음 코드의 출력을 쓰시오. int i; for(i = 1; i < 10; i++) { if( i % 3 == 0 ) break; printf("%d\n", i); }
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실습: 파이 구하기 파이를 계산하는 가장 고전적인 방법은 Gregory-Leibniz 무한 수열을 이 용하는 것
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실행 결과 반복횟수:100000 Pi = 계속하려면 아무 키나 누르십시오 . . .
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알고리즘 사용자로부터 반복횟수 loop_count를 입력받는다. 분자 = 4.0; 분모 = 1.0; sum = 0.0;
while(loop_count > 0) sum = sum + 분자 / 분모; 분자 = -1.0* 분자; 분모 = 분모 + 2.0; --loop_count; sum을 출력한다.
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실습 코드 #include <stdio.h> int main(void) {
double divisor, divident, sum; int loop_count; divisor = 1.0; divident = 4.0; sum = 0.0; printf("반복횟수:"); scanf("%d", &loop_count); while(loop_count > 0) { sum = sum + divident / divisor; divident = -1.0 * divident; divisor = divisor + 2; loop_count--; } printf("Pi = %f", sum); return 0;
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예제 #include <stdio.h> int main(void) { int i, years;
double total, rate, investment; printf("원금: "); scanf("%lf", &investment); printf("이율(%%): "); scanf("%lf", &rate); printf("기간(년): "); scanf("%d", &years); printf("=================="); printf("연도 원리금");
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예제 total = investment; rate /= 100.0; for(i = 0; i < years; i++)
total = total * ( 1 + rate ); // 새로운 원리금 계산 printf("%2d %10.1f", i+1, total); return 0; } 원금: 이율(%): 8 기간(년): 10 ================== 연도 원리금
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예제 #include <stdio.h> #define START_DAY 3 // 첫번째 날이 수요일
#define DAYS_OF_MONTH 31 // 달의 일수 int main(void) { int day, date; printf("=====================\n"); printf("일 월 화 수 목 금 토\n"); printf("=====================\n");
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예제 // 월요일부터 수요일까지 for(day = 0; day < START_DAY ; day++)
printf(" "); // 공백 출력 for(date = 1; date <= DAYS_OF_MONTH ; date++) { if( day == 7 ) { day = 0; // 일요일이면 줄바꿈을 출력 printf("\n"); } day++; printf("%2d ", date); // 날을 출력한다. } printf("\n=====================\n"); return 0; }
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Q & A
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