C语言选择与循环结构

时间:2022-06-03 清风自在流水潺潺人气:0

一、程序中的选择结构(if)

if的用法

上代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
    short a = 1;
    short b = 2;
    int c = a - b;
    if( c > 0 )
    {
        printf("a > b\n");
    }
    else
    {
        printf("a <= b\n");
    }
    return 0;
}

下面为输出结果：

if ... else ...剪裁与组合

裁剪

if 可以不带 else 分支，条件为真时，则执行对应的语句
if 和 else 都可以不使用 { } ，此时每个分支只对应一条语句

组合

else 后的语句可以是另一个 if ...else ...
多个 if ...else ...组合在一起可描述多路选择分支

上代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
    short a = 2;
    short b = 2;
    int c = a - b;
    if( c > 0 )
        printf("a > b\n");
    else if( c == 0 )
        printf("a == b\n");
    else
        printf("a < b\n");
    return 0;
}

下面为输出结果：

小结

分支结构是程序设计语言中的重要结构
C语言中通过 if ...else ...对代码进行分支执行
可以对 if ... else ...进行剪裁和组合，描述更多的执行分支
if 分支可以独立存在，else 分支不能独立存在，必须跟在 if 之后
else 和最近的 if 匹配（就近原则）

二、switch多分支选择语句

switch-更简洁的多分支选择结构

上代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 1;
    int b = 2;
    char sign = 0;
    printf("Input a sign: ");
    scanf("%c", &sign);
    switch(sign)
    {
        case '+':
            printf("%d + %d = %d\n", a, b, a + b);
            break;
        case '-':
            printf("%d - %d = %d\n", a, b, a - b);
            break;
        case '*':
            printf("%d * %d = %d\n", a, b, a * b);
            break;
        default:
            printf("Unsupported Sign: %c\n", sign);
    }
    return 0;
}

下面为输出结果：

switch 实验小结

switch 仅能适用于离散变量或值（整数值)
case 是分支入口，匹配成功后执行 case 下的语句
当语句全部执行后，需要使用 break 跳出执行分支
default 分支不是必须的（类似于 else 分支不是必须的)

switch 语句的分支合并技巧

上代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int num = 0;
    printf("Input a number: ");
    scanf("%d", &num);
    switch( num )
    {
        case 1:
        case 2:
        case 3:
        case 4:
        case 5:
            printf("%c\n", 'A' + (num - 1));
            break;
        default:
            printf("Invalid Input\n");
    }
    return 0;
}

下面为输出结果：

小结

switch 是一种更简洁的分支选择结构
switch 仅能适用于整数（小数不可用)
case 是分支入口，匹配成功后执行case下的语句
当语句全部执行后，需要使用 break 跳出执行分支
多个 case 可合并在一起，执行相同的语句

三、while循环结构

while - 循环结构的直接支持

上代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int sum = 0;
    int i = 1;
    while( i <= 100 )
    {
        sum = sum + i;
        i = i + 1;
    }
    printf("sum = %d\n", sum);
    printf("i = %d\n", i);
    return 0;
}

下面为输出结果：

进阶while循环

循环体可能一次也不执行（如: while( 0 ) )
循环条件必须被改变，否则循环永远不会结束（如：while( 1 ) )
if 语句(不带 else )可以看作特殊的循环(最多执行1次循环体)
if 语句与 while 语句可相互组合嵌套实现复杂功能

上代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int sum = 0;
    int i = 1;
    while( i <= 1000 )
    {
        if( (i % 3) == 0 )
        {
            sum = sum + i;
            printf("i = %d\n", i);
        }
        i = i + 1;
    }
    printf("sum = %d\n", sum);
    return 0;
}

下面为部分输出结果：

小结

循环结构是程序设计语言中的重要结构
C语言中通过while 对代码进行循环执行
可以对if while进行剪裁和组合，实现更复杂的功能
循环体中需要有代码改变循环条件，否则循环不会结束
while语句之间可以相互嵌套，构成多重循环
while语句和if语句之间也可以相互嵌套

if 语句可以看作只循环一次的 while 语句

while语句可以看作扩展的 if 语句

while(...)
if(...)
while(...)
{
}

四、do...while 与 for

do...while 循环结构

do...while 的构成与执行

do 是循环的开始,while 是循环的结束
do..while 可以看做一条语句，需要以分号结束
do...while 是否继续循环依赖于括号中的循环条件
do...while 至少执行一次循环体

上代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int sum = 0;
    int input = 0;
    int i = 0;
    while( i > 100 )
        printf("while( i > 0 )\n");
    do
        printf("do...while( i > 0 )\n");
    while( i > 100 );
    do
    {
        printf("Input: ");
        scanf("%d", &input);
        sum = sum + input;
    } while( sum < 100 );
    printf("sum = %d\n", sum);
    return 0;
}

下面为输出结果：

这里注意一个问题：while 和 do...while 的区别，可以看到 i 为 0 时,while 循环里面的不会执行，而 do...while 会执行一次。

循环结构的套路

初始化循环变量
在循环体中改变循环变量
判断循环条件是否为真

真：执行循环体

假：结束循环

for循环结构（更简洁的循环结构）

for ( 0.初始化循环变量; 1.循环条件; 3.改变循环变量 )

{

2.循环体；

}

可以用下面的图表示：

上代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int esum = 0;
    int osum = 0;
    int i = 0;
    for(i=1; i<=100; i=i+2)
    {
        osum = osum + i;
        esum = esum + (i + 1);
    }
    printf("osum = %d\n", osum);
    printf("esum = %d\n", esum);
    return 0;
}

下面为输出结果：

for循环注意事项

for循环的各个部分(0,1,2,3)都是可选的
花括号可省略，省略花括号则循环体仅为一条语句
for( ...; ...; ... )其中的分号不可省略

for ( 0.初始化循环变量; 1.循环条件; 3.改变循环变量 )

{

2.循环体；

}

上代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int sum = 0;
    int i = 1;
    for(; i <= 100; )
    {
        sum = sum + i;
        i = i + 1;
    }
    printf("sum = %d\n", sum);
    return 0;
}

下面为输出结果：

小结

do...while是至少执行一次循环体的循环结构
do...while 先执行循环体再判断循环条件
for是 while的进化，在写法上更加精简
for 与 while 相同，先判断循环条件再执行循环体

五、break和continue

再论break

break 能够强制结束当前结构，阻止程序向下执行
switch分支选择结构， break立即结束switch
循环结构，break立即结束循环（忽略循环条件的真假)

上代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int sum = 0;
    int i = 1;
    while( 1 )
    {
        sum = sum + i;
        if( i == 100 )
            break;
        i = i + 1;
    }
    printf("sum = %d\n", sum);
    printf("i = %d\n", i);
    return 0;
}

下面为输出结果：

再上一段代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int target = 30;
    int input = 0;
    for(;;)
    {
        printf("Input: ");
        scanf("%d", &input);
        if( input == target )
            break;
        else if( input < target )
            printf("It's small!\n");
        else if( input > target )
            printf("It's big!\n");
    }
    printf("Target = %d\n", input);
    return 0;
}

下面为输出结果：

break遵循最近匹配原则

break 总是与离它最近的对应关键字匹配
关键词指的是在C语言中有特殊含义的单词，如：while，for，switch等。
注：C语言中的变量名不能是关键字

上代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int i = 0;
    for(i=1; i<=10; i=i+1)
    {
        switch( i % 2 )
        {
        case 0:
            printf("%d is even number!\n", i);
            break;
        case 1:
            printf("%d is odd number!\n", i);
            break;
        }
    }
    return 0;
}

下面为输出结果：

可以看到，break 对应的是 switch ，而不是 for，这就是 break 的最近匹配原则。

再上一段代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int k = 0;
    int input = 0;
    printf("Input: ");
    scanf("%d", &input);
    switch( input % 2 )
    {
        case 0:
            printf("case 0\n");
            for(k=0; k<=2; k=k+1)
                if( k )
                    break;
        break;
        case 1:
            printf("case 1\n");
        break;
    }
    return 0;
}

下面为输出结果：

如果把case 0 下面的 break 去掉一个，那么输出结果就会变成下面这样：

这还是因为 break 的最近匹配原则，去掉一个 break 后，break匹配的就是 for 了，所以也会输出第二个 case 后面的内容。

continue一循环体终结者

continue 是C语言中的关键字之一
continue 立即结束当前循环体，直接进入下一轮条件判断
continue 与 break 不同，并不会结束整个循环

上代码，打印1000以内能被7整除的整数，并统计数量：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int i = 0;
    int n = 0;
    for(i=1; i<1000; i=i+1)
    {
        if( i % 7 )
            continue;
        printf("%d ", i);
        n = n + 1;
    }
    printf("\n");
    printf("Count: %d\n", n);
    return 0;
}

下面为输出结果：

小结

break 忽略循环条件的真假，立即结束循环
break 总是与离它最近的对应关键字匹配
continue 结束当前循环体，直接进入下一轮条件判断
continue 结束循环体的单次执行，并不会结束整个循环

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