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分支结构和循环结构

2024-08-26 07:14:46   223人阅读

1.C语言关系运算符

在程序中经常需要比较两个数据的大小，以决定程序下一步的工作。比如一个程序限制了只能成年人使用，儿童因为年龄不够，没有权限使用。这时候程序就需要获取用户输入的年龄并做出判断，如果超过18岁就正常运行，否则给出无权使用的提示。
 
比较两个数据大小的运算符称为关系运算符（Relational Operators）。
 
在C语言中有以下关系运算符：
1) <（小于）
2) <=（小于或等于）
3) >（大于）
4) >=（大于或等于）
5) ==（等于）
6) !=（不等于）
 
关系运算符都是双目运算符，其结合性均为左结合。关系运算符的优先级低于算术运算符，高于赋值运算符。在六个关系运算符中，<、<=、>、>=的优先级相同，高于==和!=，==和!=的优先级相同。
 
关系运算符的两边可以是变量、数据或表达式，例如：
1) a+b>c-d
2) x>3/2
3) ‘a‘+1<c
4) -i-5*j==k+1
 
关系运算符也可以嵌套使用，例如：
1) a>(b>c)
2) a!=(c==d)
 
关系运算符的运算结果为 0 或 1，如：
5>0 成立，其值为 1；
34-12<100 不成立，其值为 0；
(a=3)>(b=5) 由于3>5不成立，故其值为 0。
 
我们将运算结果 1 称为“真”，表示条件成立，将 0 称为“假”，表示条件不成立。
 
我们不妨将关系运算符的结果输出看一下：
  1. #include <stdio.h>
  2. int main(){
  3.     char c=‘k‘;
  4.     int i=1, j=2, k=3;
  5.     float x=3e+5, y=0.85;
  6.     printf( "%d,%d\n", ‘a‘+5<c, -i-2*j>=k+1 );
  7.     printf( "%d,%d\n", 1<j<5, x-5.25<=x+y );
  8.     printf( "%d,%d\n", i+j+k==-2*j, k==j==i+5 );
  9.     return 0;
  10. }

运行结果：
1,0
1,1
0,0
 
对于含多个关系运算符的表达式，如 k==j==i+5，根据运算符的左结合性，先计算k==j，该式不成立，其值为0，再计算0==i+5，也不成立，故表达式值为0。

2.C语言逻辑运算符

在高中数学中，我们学过逻辑运算，例如p为真命题，q就假命题，那么“p且q”为假，“p或q”为真，“非q”为真。
 
在C语言中，也有类似的逻辑运算：
运算符
说明
结合性
举例
&&
与运算，双目，对应数学中的“且”
左结合
1&&0、(9>3)&&(b>a)
||
或运算，双目
左结合
1||0、(9>3)||(b>a)
!
非运算。单目
右结合
!a、!(2<5)

①.逻辑运算的值

 
逻辑运算的值也为“真”和“假”两种，用“1”和“0 ”来表示，其求值规则如下。
 
1) 与运算(&&)
参与运算的两个量都为真时，结果才为真，否则为假。例如：
    (5>0) && (4>2)
由于5>0为真，4>2也为真，相与的结果也为真。
 
2) 或运算(||)
参与运算的两个量只要有一个为真，结果就为真。 两个量都为假时，结果为假。例如：
    (5>0) || (5>8)
由于5>0为真，相或的结果也就为真。
 
3) 非运算(!)
参与运算量为真时，结果为假；参与运算量为假时，结果为真。例如：
    !(5>0)
的结果为假。
 
注意：在逻辑运算中，0 为假，非 0 值都是真，例如5为真，2*3为真。对于表达式(3+5)&&(9>3)，由于3+5=8为真，9>3为真，所以结果也为真。

②.优先级

 
逻辑运算符和其它运算符优先级从低到高依次为：赋值运算符(=) < &&和|| < 关系运算符 < 算术运算符 < 非(!)
 
“&&”和“||”低于关系运算符，“!”高于算术运算符。
 
按照运算符的优先顺序可以得出：
  1. a>b && c>d  等价于  (a>b)&&(c>d)
  2. !b==c||d<a  等价于  ((!b)==c)||(d<a)
  3. a+b>c&&x+y<b  等价于  ((a+b)>c)&&((x+y)<b)
 
另外，逻辑表达式也可以嵌套使用，例如 a>b && b || 9>c，a || c>d &&  !p。
 
逻辑运算符举例：
  1. #include <stdio.h>
  2. int main(){
  3.     char c=‘k‘;
  4.     int i=1,j=2,k=3;
  5.     float x=3e+5,y=0.85;
  6.     printf( "%d,%d\n", !x*!y, !!!x );
  7.     printf( "%d,%d\n", x||i&&j-3, i<j&&x<y );
  8.     printf( "%d,%d\n", i==5&&c&&(j=8), x+y||i+j+k );
  9.     return 0;
  10. }

运行结果：
0,0
1,0
0,1
 
本例中!x和!y分别为0，!x*!y也为0，故其输出值为0。由于x为非0，故!!!x的逻辑值为0。对x|| i && j-3式，先计算j-3的值为非0，再求i && j-3的逻辑值为1，故x||i&&j-3的逻辑值为 1。对i<j&&x<y式，由于i<j的值为1，而x<y为0故表达式的值为1，0相与，最后为0，对i==5&&c&&(j=8)式，由于i==5为假，即值为0，该表达式由两个与运算组成，所以整个表达式的值为0。对于式x+ y||i+j+k由于x+y的值为非0，故整个或表达式的值为1。

3.C语言if else语句

前面我们看到的代码都是顺序执行的，也就是先执行第一条语句，然后是第二条、第三条……一直到最后一条语句。
 
但是对于很多情况，顺序结构的代码是远远不够的，比如一个程序限制了只能成年人使用，儿童因为年龄不够，没有权限使用。这时候程序就需要做出判断，看用户是否是成年人，并给出提示。

①.if-else语句

 
在C语言中，使用if语句进行判断，请先看下面的代码：
  1. #include <stdio.h>
  2. int main()
  3. {
  4.     int age;
  5.     printf("请输入你的年龄：");
  6.     scanf("%d", &age);
  7.     if(age>=18){
  8.         printf("恭喜，你已经成年，可以使用该软件！\n");
  9.     }else{
  10.         printf("抱歉，你还未成年，不宜使用该软件！\n");
  11.     }
  12.     return 0;
  13. }
可能的运行结果：
请输入你的年龄：23↙
恭喜，你已经成年，可以使用该软件！
 
if else 语句的结构为：
if(表达式){
    语句块1
}else{
    语句块2
}
 
意思是：如果表达式的值为真，则执行语句块1，否则执行语句块2 。其执行过程可表示为下图：
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所谓语句块（Statement Block），就是由{ }包围的一个或多个语句的集合。如果语句块中只有一个语句，也可以省略{ }，例如：
  1. if(age>=18) printf("恭喜，你已经成年，可以使用该软件！\n");
  2. else printf("抱歉，你还未成年，不宜使用该软件！\n");
由于if else 语句可以根据不同的情况执行不同的代码，所以也叫分支结构或选择结构，上面的代码中，就有两个分支。
 
求两个数中的较大值：
  1. #include <stdio.h>
  2. int main()
  3. {
  4.     int a, b, max;
  5.     printf("输入两个整数：");
  6.     scanf("%d %d", &a, &b);
  7.     if(a>b) max=a;
  8.     else max=b;
  9.     printf("%d和%d的较大值是：%d\n", a, b, max);
  10.     return 0;
  11. }
运行结果：
输入两个整数：34 28↙
34和28的较大值是：34
 
本例中借助变量max，用max来保存较大的值，最后将max输出。

②.if语句

 
我们可以只使用 if 语句，也就是说，if else不必同时出现。if 语句的基本形式为：
if(表达式){
    语句块
}
 
意思是：如果表达式的值为真，则执行其后的语句块，否则直接跳过。其过程可表示为下图：
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只使用 if 语句来求两个数中的较大值：
  1. #include <stdio.h>
  2. int main()
  3. {
  4.     int a, b, max;
  5.     printf("输入两个整数：");
  6.     scanf("%d %d", &a, &b);
  7.     max=b;  // 假设b最大
  8.     if(a>b) max=a;  // 如果a>b，那么更改max的值
  9.     printf("%d和%d的较大值是：%d\n", a, b, max);
  10.     return 0;
  11. }

运行结果：
输入两个整数：34 28
34和28的较大值是：34
 
本例程序中，输入两个数a、b。把b先赋予变量max，再用 if 语句判别max和b的大小，如max小于b，则把b赋予max。因此max中总是大数，最后输出max的值。

③.多个if else语句

 
if else语句也可以多个同时使用，构成多个分支，形式如下：
if(表达式1){
    语句块1
} else  if(表达式2){
    语句块2
}else  if(表达式3){
    语句块3
}else  if(表达式m){
    语句块m
}else{
     语句块n
}
 
意思是：依次判断表达式的值，当出现某个值为真时，则执行其对应的语句。然后跳到整个if语句之外继续执行程序。 如果所有的表达式均为假，则执行语句块n。然后继续执行后续程序。多个 if else 语句的执行过程如下图所示：
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例如，判断输入的字符的类别：
  1. #include <stdio.h>
  2. int main(){
  3.     char c;
  4.     printf("Input a character:");
  5.     c=getchar();
  6.     if(c<32)
  7.         printf("This is a control character\n");
  8.     else if(c>=‘0‘&&c<=‘9‘)
  9.         printf("This is a digit\n");
  10.     else if(c>=‘A‘&&c<=‘Z‘)
  11.         printf("This is a capital letter\n");
  12.     else if(c>=‘a‘&&c<=‘z‘)
  13.         printf("This is a small letter\n");
  14.     else
  15.         printf("This is an other character\n");
  16.     return 0;
  17. }
运行结果：
Input a character:e
This is a small letter
 
本例要求判别键盘输入字符的类别。可以根据输入字符的ASCII码来判别类型。由ASCII码表可知ASCII值小于32的为控制字符。在“0”和“9”之间的为数字，在“A”和“Z”之间为大写字母， 在“a”和“z”之间为小写字母，其余则为其它字符。这是一个多分支选择的问题，用多个 if else 语句编程，判断输入字符ASCII码所在的范围，分别给出不同的输出。例如输入为“e”，输出显示它为小写字符。
 
在使用if语句时还应注意以下问题：
1) 在三种形式的if语句中，在 if 关键字之后均为表达式。 该表达式通常是逻辑表达式或关系表达式，但也可以是其它表达式，如赋值表达式等，甚至也可以是一个变量。例如：
    if(a=5) 语句;
    if(b) 语句;
都是允许的。只要表达式的值为非0，即为“真”。如在：
    if(a=5)…;
中表达式的值永远为非0，所以其后的语句总是要执行的，当然这种情况在程序中不一定会出现，但在语法上是合法的。
 
又如，有程序段：
  1. if(a=b)
  2.     printf("%d",a);
  3. else
  4.     printf("a=0");

本语句的语义是，把b值赋予a，如为非0则输出该值，否则输出“a=0”字符串。这种用法在程序中是经常出现的。
 
2) 在if语句中，条件判断表达式必须用括号括起来。
 
3) 语句块由{ }包围，但要注意的是在}之后不要再加分号;。例如：
  1. if(a>b){
  2.     a++;
  3.     b++;
  4. }else{
  5.     a=0;
  6.     b=10;
  7. }

④.if语句的嵌套

 
if 语句也可以嵌套使用，例如：
  1. #include <stdio.h>
  2. int main(){
  3.     int a,b;
  4.     printf("Input two numbers:");
  5.     scanf("%d %d",&a,&b);
  6.     if(a!=b){
  7.         if(a>b) printf("a>b\n");
  8.         else printf("a<b\n");
  9.     }else{
  10.         printf("a=b\n");
  11.     }
  12.     return 0;
  13. }

运行结果：
Input two numbers:12 68
a<b
 
if 语句嵌套时，要注意 if 和 else 的配对问题。C语言规定，else 总是与它前面最近的 if 配对，例如：
复制纯文本新窗口
  1. if(a!=b)  // ①
  2. if(a>b) printf("a>b\n");  // ②
  3. else printf("a<b\n");  // ③
③和②配对，而不是和①配对。

4.C语言switch语句

用 if else 语句在处理多分支的时候，分支太多就会显得不方便，且容易出现 if 和 else配对出现错误的情况。例如，输入一个整数，输出该整数对应的星期几的英文表示：
  1. #include <stdio.h>
  2. int main(){
  3.     int a;
  4.     printf("Input integer number:");
  5.     scanf("%d",&a);
  6.     if(a==1){
  7.         printf("Monday\n");
  8.     }else if(a==2){
  9.         printf("Tuesday\n");
  10.     }else if(a==3){
  11.         printf("Wednesday\n");
  12.     }else if(a==4){
  13.         printf("Thursday\n");
  14.     }else if(a==5){
  15.         printf("Friday\n");
  16.     }else if(a==6){
  17.         printf("Saturday\n");
  18.     }else if(a==7){
  19.         printf("Sunday\n");
  20.     }else{
  21.         printf("error\n");
  22.     }
  23.     return 0;
  24. }

运行结果：
Input integer number:3↙
Wednesday
 
C语言还提供了另外一种多分支选择的语句——switch 语句，它的基本语法格式如下：
switch(表达式){
    case 常量表达式1: 语句 1;
    case 常量表达式2: 语句 2;
    ......
    case 常量表达式n: 语句 n;
    default: 语句 n+1;
}
 
它的执行过程是：首先计算“表达式”的值，然后从第一个 case 开始，与“常量表达式x”进行比较，如果与当前常量表达式的值不相等，那么就不执行冒号后边的语句 x，一旦发现和某个常量表达式的值相等了，那么它会执行之后所有的语句，如果直到最后一个“常量表达式 n”都没有找到相等的值，那么就执行 default 后的“语句 n+1”。
 
需要注意的是，当找到一个相等的 case 分支后，会执行该分支以及之后所有分支的语句。例如：
  1. #include <stdio.h>
  2. int main(){
  3.     int a;
  4.     printf("Input integer number:");
  5.     scanf("%d",&a);
  6.     switch(a){
  7.         case 1: printf("Monday\n");
  8.         case 2: printf("Tuesday\n");
  9.         case 3: printf("Wednesday\n");
  10.         case 4: printf("Thursday\n");
  11.         case 5: printf("Friday\n");
  12.         case 6: printf("Saturday\n");
  13.         case 7: printf("Sunday\n");
  14.         default:printf("error\n");
  15.     }
  16.     return 0;
  17. }

运行结果：
Input integer number:4↙
Thursday
Friday
Saturday
Sunday
error
 
输入4，发现和第四个分支匹配，于是就执行第四个分支以及后面的所有分支。这显然不是我们想要的结果，我们希望只执行第四个分支，跳过后面的所有分支。
 
为了避免这种情况，C语言还提供了一个关键字 break，专门用于跳出switch语句。
 
switch 的分支语句一共有 n+1 种，而我们通常希望的都是选择其中的一个分支来执行，执行完后就结束整个 switch 语句，而继续执行 switch后面的语句，此时就可以通过在每个分支后加上 break 语句来实现了。如下：
switch (表达式){
    case 常量表达式1: 语句1; break;
    case 常量表达式2: 语句2; break;
    ......
    case 常量表达式n: 语句n; break;
    default: 语句n+1; break;
}
加了这个 break 语句后，一旦“常量表达式 x”与“表达式”的值相等了，那么就执行“语句 x”，执行完毕后，由于有了 break 则直接跳出 switch 语句，继续执行 switch 语句后面的程序了，这样就可以避免执行不必要的语句。
 
使用switch语句修改上面的代码：
  1. #include <stdio.h>
  2. int main(){
  3.     int a;
  4.     printf("Input integer number:");
  5.     scanf("%d",&a);
  6.     switch(a){
  7.         case 1: printf("Monday\n"); break;
  8.         case 2: printf("Tuesday\n"); break;
  9.         case 3: printf("Wednesday\n"); break;
  10.         case 4: printf("Thursday\n"); break;
  11.         case 5: printf("Friday\n"); break;
  12.         case 6: printf("Saturday\n"); break;
  13.         case 7: printf("Sunday\n"); break;
  14.         default:printf("error\n"); break;
  15.     }
  16.     return 0;
  17. }

运行结果：
Input integer number:4↙
Thursday
值得一提的是，由于default是最后一个分支，匹配后不会再执行其他分支，所以也可以不用break;语句。

5.C语言条件运算符

如果希望获得两个数中最大的一个，可以使用 if 语句，例如：
  1. if(a>b){
  2.     max = a;
  3. }else{
  4.     max = b;
  5. }

不过，C语言提供了一种更加简单的方法，叫做条件运算符，语法格式为：
    表达式1 ? 表达式2 : 表达式3
 
条件运算符是C语言中唯一的一个三目运算符，其求值规则为：如果表达式1的值为真，则以表达式2 的值作为整个条件表达式的值，否则以表达式3的值作为整个条件表达式的值。条件表达式通常用于赋值语句之中。
 
上面的 if else 语句等价于：
  1. max = (a>b) ? a : b;
该语句的语义是：如a>b为真，则把a赋予max，否则把b 赋予max。
你可以认为条件运算符是一种简写的 if else，你完全可以用 if else 代替条件运算符。
使用条件表达式时，还应注意以下几点：
1) 条件运算符的优先级低于关系运算符和算术运算符，但高于赋值符。因此
  1. max=(a>b) ? a : b;
可以去掉括号而写为
  1. max=a>b ? a : b;
 
2) 条件运算符?和：是一对运算符，不能分开单独使用。
 
3) 条件运算符的结合方向是自右至左。例如：
  1. a>b ? a : c>d ? c : d;
应理解为：
  1. a>b ? a : ( c>d ? c : d );
这也就是条件表达式嵌套的情形，即其中的表达式又是一个条件表达式。
 
用条件表达式重新编程，输出两个数中的最大值：
  1. #include <stdio.h>
  2. int main(){
  3.     int a, b, max;
  4.     printf("Input two numbers:");
  5.     scanf("%d %d", &a, &b);
  6.     printf("max=%d\n", a>b?a:b);
  7.     return 0;
  8. }

运行结果：
Input two numbers:23 45
max=45

6.C语言while语句

在C语言中，共有三大常用的程序结构：
  1. 顺序结构：代码从前往后执行，没有任何“拐弯抹角”；
  2. 选择结构：也叫分支结构，重点要掌握 if else、switch 以及条件运算符；
  3. 循环结构：重复执行同一段代码。
 
前面讲解了顺序结构和选择结构，本节开始讲解循环结构。所谓循环（Loop），就是重复地执行同一段代码，例如要计算 1+2+3+……+99+100 的值，就要重复进行99次加法运算。

①.while循环

 
while循环的一般形式为：
    while(表达式){
        语句块
    }
其中表达式称为循环条件，语句块称为循环体。
 
while语句的意思是：先计算表达式的值，当值为真（非0）时， 执行循环体语句；执行完循环体语句，再次计算表达式的值，如果为真，继续执行循环体……这个过程会一直重复，直到表达式的值为假（0），就退出循环，执行后面的语句。其执行过程如下图所示：
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用while语句计算1加到100的值：
  1. #include <stdio.h>
  2. int main(void){
  3.     int i=1, sum=0;
  4.     while(i<=100){
  5.         sum+=i;
  6.         i++;
  7.     }
  8.     printf("%d\n",sum);
  9.     return 0;
  10. }

运行结果：
5050
 
代码分析：
1) 程序运行到while语句时，因为 i=1，i<=100 的值为真，所以执行循环体；执行结束后 i 的值变为 2，sum 的值变为 1。
 
2) 接下来会继续判断 i<=100是否成立，因为此时 i=2，i<=100 成立，所以继续执行循环体；执行结束后 i 的值变为 3，sum 的值变为3。
 
3) 重复执行步骤 2)。
 
4) 当循环进行到第100次，i 的值变为 101，sum 的值变为5050；因为此时 i<=100 不再成立，所以就退出循环，不再执行循环体，转而执行while循环后面的代码。
 
再看一个例子，统计从键盘输入的一行字符的个数：
  1. #include <stdio.h>
  2. int main(){
  3.     int n=0;
  4.     printf("Input a string:");
  5.     while(getchar()!=‘\n‘) n++;
  6.     printf("Number of characters: %d\n", n);
  7.     return 0;
  8. }

运行结果：
Input a string:c.biancheng.net↙
Number of characters: 15
 
本例程序中的循环条件为getchar()!=‘\n‘，其意义是，只要从键盘输入的字符不是回车就继续循环。循环体n++;完成对输入字符个数计数。

①.do-while循环

 
除了while循环，在C语言中还有一种 do-while 循环。
 
do-while循环的一般形式为：
do{
    语句块
}while(表达式);
 
do-while循环与while循环的不同在于：它会先执行循环体，然后再判断表达式是否为真，如果为真则继续循环；如果为假，则终止循环。因此，do-while 循环至少要执行一次循环体。其执行过程可用下图表示：
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用do-while计算1加到100的值：
  1. #include <stdio.h>
  2. int main(){
  3.     int i=1, sum=0;
  4.     do{
  5.         sum+=i;
  6.         i++;
  7.     }while(i<=100);
  8.     printf("%d\n", sum);
  9.     return 0;
  10. }

运行结果：
5050
注意 while(i<=100); 最后的分号;，这个必须要有。
while循环和do-while各有特点，大家可以适当选择，实际编程中使用while循环较多。

7.C语言for循环

除了while循环，C语言中还有for循环，它的使用更加灵活，完全可以取代while循环。
 
for循环的一般形式为：
for(表达式1; 表达式2; 表达式3){
    语句块
}
 
它的执行过程如下：
1) 先求解表达式1。
 
2) 求解表达式2，若其值为真（非0），则执行循环体，否则结束循环。
 
3) 执行完循环体，再求解表达式3。
 
4) 重复执行步骤 2) 和 3)，直到循环结束。
 
注意：表达式1仅在第一次循环时求解，以后都不会再执行，可以认为这是一个初始化语句。
 
for循环的执行过程可用下图表示：
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用for循环来计算1加到100的值：
  1. #include <stdio.h>
  2. int main(){
  3.     int i, sum=0;
  4.     for(i=1; i<=100; i++){
  5.         sum+=i;
  6.     }
  7.     printf("%d\n",sum);
  8.     return 0;
  9. }

运行结果：
5050
 
代码分析：
1) 执行到 for 语句时，先给 i 赋初值1，判断 i<=100 是否成立；因为此时 i=1，i<=100 成立，所以执行循环体。循环体执行结束后（sum的值为1），再计算 i++。
 
2) 第二次循环时，i 的值为2，i<=100 成立，继续执行循环体。循环体执行结束后（sum的值为3），再计算 i++。
 
3) 重复执行步骤 2)，直到第101次循环，因为此时 i 的值为101，i<=100 不成立，所以结束循环。
 
整个for语句相当于：
  1. i=1;
  2. while(i<=100){
  3.     sum+=i;
  4.     i++;
  5. }
由此我们可以总结出for循环的一般形式：
for(循环变量赋初值; 循环条件; 循环变量增量){
    语句块
}
循环变量赋初值总是一个赋值语句，它用来给循环控制变量赋初值；循环条件是一个关系表达式，它决定什么时候退出循环；循环变量增量，定义循环控制变量每循环一次后按什么方式变化。这三个部分之间用分号;分开。

①.使用for语句应该注意

 
1) for循环中的“表达式1（循环变量赋初值）”、“表达式2(循环条件)”和“表达式3（循环变量增量）”都是选择项，即可以缺省，但分号(;)不能缺省。
 
2) 省略了“表达式1（循环变量赋初值）”，表示不对循环控制变量赋初值。
 
3) 省略了“表达式2(循环条件)”，则不做其它处理时便成为死循环。例如：
  1. for(i=1; ; i++) sum=sum+i;

相当于：
  1. i=1;
  2. while(1){
  3.     sum=sum+i;
  4.     i++;
  5. }

所谓死循环，就是循环条件永远为真，循环会一直进行下去，永不结束。死循环对程序的危害很大，一定要避免。
4) 省略了“表达式3(循环变量增量)”，则不对循环控制变量进行操作，这时可在语句体中加入修改循环控制变量的语句。例如：
  1. for( i=1; i<=100; ){
  2.     sum=sum+i;
  3.     i++;
  4. }

 
5) 省略了“表达式1（循环变量赋初值）”和“表达式3（循环变量增量）”。例如：
  1. for( ; i<=100 ; ){
  2.     sum=sum+i;
  3.     i++;
  4. }

相当于：
  1. while(i<=100){
  2.     sum=sum+i;
  3.     i++;
  4. }

 
6) 3个表达式都可以省略。例如：
    for( ; ; )  语句
相当于：
    while(1)  语句
 
7) 表达式1可以是设置循环变量的初值的赋值表达式，也可以是其他表达式。例如：
  1. for( sum=0; i<=100; i++ )  sum=sum+i;

 
8) 表达式1和表达式3可以是一个简单表达式也可以是逗号表达式。
  1. for( sum=0,i=1; i<=100; i++ )  sum=sum+i;
或：
  1. for( i=0,j=100; i<=100; i++,j-- )  k=i+j;

 
9) 表达式2一般是关系表达式或逻辑表达式，但也可是数值表达式或字符表达式，只要其值非零，就执行循环体。例如：
  1. for( i=0; (c=getchar())!=‘\n‘; i+=c );

又如：
  1. for( ; (c=getchar())!=‘\n‘ ; )
  2.     printf("%c",c);

 
for循环也可以嵌套使用，例如：
  1. #include <stdio.h>
  2. int main(){
  3.     int i, j, k;
  4.     printf("i j k\n");
  5.     for (i=0; i<3; i++)  // 循环①
  6.         for(j=0; j<3; j++)  // 循环②
  7.             for(k=0; k<3; k++)  // 循环③
  8.                 printf("%d %d %d\n", i, j, k);
  9.     return 0;
  10. }

8.C语言跳出循环

使用while或for循环时，如果想提前结束循环，可以使用break或continue语句。

①.break语句

 
在讲解 switch 语句时，我们使用到了break，用来跳出switch语句。
 
当break语句用于 while、for 循环语句中时，会终止循环而执行循环语句后面的代码。break语句通常和 if 语句一起使用，即满足条件时便跳出循环。
 
使用while循环计算1加到100的值：
  1. #include <stdio.h>
  2. int main(){
  3.     int i=1, sum=0;
  4.     while(1){  //循环条件为死循环
  5.         sum+=i;
  6.         i++;
  7.         if(i>100) break;
  8.    }
  9.     printf("%d\n", sum);
  10.     return 0;
  11. }

运行结果：
5050
 
while循环条件为 1，是一个死循环。当执行到第100次循环的时候，计算完i++;后 i 的值为 101，此时 if 语句的条件 i> 100 成立，执行break;语句，结束循环。
 
在多层循环中，一个break语句只向外跳一层。例如，输出一个4*4的整数矩阵：
  1. #include <stdio.h>
  2. int main(){
  3.     int i=1, j;
  4.     while(1){  // 外层循环
  5.         j=1;
  6.         while(1){  // 内层循环
  7.             printf("%-4d", i*j);
  8.             j++;
  9.             if(j>4) break;  //跳出内层循环
  10.         }
  11.         printf("\n");
  12.         i++;
  13.         if(i>4) break;  // 跳出外层循环
  14.     }
  15.     return 0;
  16. }

运行结果：
1   2   3   4
2   4   6   8
3   6   9   12
4   8   12  16
当 j>4 成立时，执行break;，跳出内层循环；外层循环依然执行，直到 i>4 成立，跳出外层循环。内层循环共执行了4次，外层循环共执行了1次。

②.continue语句

 
continue语句的作用是跳过循环体中剩余的语句而强行执行下一次循环。continue语句只用在 while、for 循环中，常与 if 条件语句一起使用，判断条件是否成立。
 
来看一个例子：
#include <stdio.h>
int main(){
    char c;
    while(c!=13){  //回车符结束循环
        c=getch();
        if(c==0X34)  // 按下的是数字键4
            continue;  // 不执行printf语句便进行下次循环
        printf("%c", c);
    }
    printf("\n");
    return 0;
}
输入 123456789，只能显示12356789，4 没有显示。
 
break与continue的对比：break 用来结束所有循环，循环语句不再有执行的机会；continue 用来结束本次循环，直接跳到下一次循环，如果循环条件成立，还会继续循环。

9.C语言循环总结

除了 while 和 for 语句，在C语言中还有一个语句 goto，它也能构成循环。不过由于 goto 语句很容易造成代码混乱，维护和阅读困难，饱受诟病，不被推荐，而且 goto 循环完全可以被其他循环取代，所以后来的很多编程语言都取消了 goto 语句，我们也不再讲解。
国内很多大学仍然讲解 goto 语句，但也仅仅是完成教材所设定的课程，goto 语句在实际开发中很难见到，笔者也没有使用过。

①.总结

 
while和for 循环都可以用来处理同一个问题，一般可以互相代替。
 
对于while和do-while循环，循环体中应包括使循环趋于结束的语句。
 
用while和do-while循环时，循环变量初始化的操作应在while和do-while语句之前完成，而for语句可以在内部实现循环变量的初始化。
 
for循环是最常用的循环，它的功能强大，可以代替其他循环。

②.几个例子

 
用下面的公式求π：
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分析：首先，系数为正数的项的分母是4n-3(n为正数项的项数)，为负数的项的分母为4n-1(n为负数项的项数)，即分母的变化规律是1、3、5、7...的奇数数列，则第n项的分母为2n-1，第10000项的分母为2*10000-1。
  1. #include <stdio.h>
  2. #include <math.h>
  3. int main()
  4. {
  5.     double p=0,j=1;
  6.     int i;
  7.     for( i=1;i<10000;i++ )  //此处i为项数
  8.     {
  9.         j=pow(-1.0,i+1)/(2*i-1);  //pow(x,y)用来求x的y次幂
  10.         p+=j;
  11.         printf("%lf\n",4*p);  //输出每一项的值
  12.     }
  13.     printf("%lf\n",4*p);  //输出最终pi值
  14.     return 0;
  15. }

由于输出结果较多，请大家自己运行代码。



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分支结构和循环结构


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