《C语言初阶》 第二部分 分支和循环

《C语言初阶》 第二部分 分支和循环,第1张

《C语言初阶》 第二部分 分支和循环

大家好!欢迎来到C语言初阶第二部分——分支语句和循环语句。我们知道,在生活中的每一件事情我们都可以用顺序,选择,循环来组合描述。所以,这一节的内容是非常重要的哦。好了话不多说,让我们进入这次的主题。

文章目录
  • 1. 什么是语句?
  • 2. 分支语句(选择结构)
    • 2.1 if语句
      • 2.1.1 悬空else
    • 2.2 switch语句
      • 2.2.1 在switch语句中的 break
      • 2.2.2 default子句
  • 3. 循环语句
    • 3.1 while循环
      • 3.1.1 while语句中的break和continue
    • 3.2 for循环
      • 3.2.1 for循环语法
      • 3.2.2 break和continue在for循环中
      • 3.2.3 一些for循环的变种
    • 3.3 do...while()循环
      • 3.3.1 do语句的语法
      • 3.3.2 do语句的特点
      • 3.3.3 do while循环中的break和continue
  • 4. goto语句
  • 5. 总结

1. 什么是语句?


这次主要介绍的是控制语句。
控制语句用于控制程序的执行流程,以实现程序的各种结构方式,它们由特定的语句定义符组成,C语言有九种控制语句。
可分成以下三类:

  1. 条件判断语句也叫分支语句:if语句、switch语句;
  2. 循环执行语句:do while语句、while语句、for语句;
  3. 转向语句:break语句、goto语句、continue语句、return语句。
    这里要知道每一条语句后面都要加上分号。
2. 分支语句(选择结构) 2.1 if语句

那if语句的语法结构是怎么样的呢?
很简单,三种形式:
单分支:

双分支:

还有一个多分支的:

解释一下:
如果表达式的结果为真,则语句执行。
如果表达式的结果为假,则语句不执行。
在C语言中如何表示真假?
0表示假,非0表示真。


好,语法结构知道了我们用几个列子看一下:

//代码1
int main()
{
 int age = 0;
    scanf("%d", &age);
    if(age<18)
   {
        printf("未成年n");
   }
}
//代码2
int main()
{
 int age = 0;
    scanf("%d", &age);
    if(age<18)
   {
        printf("未成年n");
   }
    else
   {
        printf("成年n");
   }
}
//代码3
int main()
{
 int age = 0;
    scanf("%d", &age);
    if(age<18)
   {
        printf("少年n");
   }
    else if(age>=18 && age<30)
   {
        printf("青年n");
   }
    else if(age>=30 && age<50)
   {
        printf("中年n");
   }
    else
   {
        printf("老年n");
   }
}

在这当我们输入一个值满足某一个条件时,就会输出这个条件下包含的语句,大家可以自己上机调试。
在这里还有一个初学者经常犯的一个问题就是这样写代码:

if(18<=age<40)

这样写是有问题的,我们来看一下:

我们输入了一个10,按道理来说应该不会执行语句,但为什么执行了第二条语句呢?原因是这样的:18<=10,为假,则表达式左边为0,所以表达式内部是0<=40为真,所以执行了第二条语句。

所以这样写虽然语法上没有问题,但是逻辑上是有问题的。大家需注意一下这里。

如果条件成立,要执行多条语句,怎应该使用代码块。
语法结构:

int main()
{
    if(表达式)
   {
        语句列表1;
   }
    else
   {
        语句列表2;
   }
    return 0; }

这里的一对 { } 就是一个代码块。
注意:如果多条语句不加代码块,会出现问题

2.1.1 悬空else

悬空else是什么样的,我们看一下代码:

int main()
{
    int a = 0;
    int b = 2;
    if(a == 1)
        if(b == 2)
            printf("hehen");
    else
        printf("hahan");
    return 0; }

当你看到这样的代码是不是非常的疑惑,else和哪个if匹配。大家可以思考一下结果是什么?
答案是:什么都不输出。

为什么会这样呢?很多人都会认为这个else和第一个if匹配,当第一个if条件不成立时,执行else语句则打印haha。其实这样认为是错误的,其实当第一个if条件不成立了,下面的语句都没法执行。
else的匹配:else是和它离的最近的if匹配的
我们该如何修改:

int main()
{
    int a = 0;
    int b = 2;
    if(a == 1)
   {
        if(b == 2)
       {
            printf("hehen");
       }
   }
    else
   {
         printf("hahan");
   }       
    return 0; 
    }

这样写就不会产生误解了,这里我们要注意两点:
1.适当的使用{}可以使代码的逻辑更加清楚。
2.代码风格很重要

2.2 switch语句

switch语句也是一种分支语句,常常用于多分支的情况。
比如:
输入1,输出星期一
输入2,输出星期二
输入3,输出星期三
输入4,输出星期四
输入5,输出星期五
输入6,输出星期六
输入7,输出星期日
那我们写成 if…else if …else if 的形式太复杂,那我们就得有不一样的语法形式。那就是switch语句,它的语法结构如下:

而语句项是什么呢?是一些case语句:

这里有几个点要注意:
1.switch后面必须是整形表达式
2.case后面必须是整形常量表达式,这里要注意是常量(字符也是常量)。

2.2.1 在switch语句中的 break

我们现在写一下上面星期的例子。

我们发现当我输入几的时候,就会从第几开始,但是下面所有语句都执行了入口对了,出口不对。所以,我们该如何修改呢?只要每条语句加上break就行了。
在switch语句中,我们没办法直接实现分支,搭配break使用才能实现真正的分支。

break的意思就是跳出,加上break时,当case几下面语句执行完时,遇到break就会跳出整个switch。
这里有个编程好习惯:在最后一个 case 语句的后面加上一条 break语句。
(之所以这么写是可以避免出现在以前的最后一个 case 语句后面忘了添加 break语句)。
当我们的需求变了:
1.输入1-5,输出的是“weekday”
2. 输入6-7,输出“weekend”
我们该如何实现呢?

int main()
{
    int day = 0;
    switch(day)
   {
        case 1:
        case 2:
        case 3:
        case 4:
        case 5:
            printf("weekdayn");
            break;
        case 6:
        case 7:
            printf("weekendn");
            break;
   }
    return 0; }

这样写就行了,所以break也不是什么情况都加上,要根据需求来决定(case的顺序也是如此)。

2.2.2 default子句

如果表达的值与所有的case标签的值都不匹配怎么办?
其实也没什么,结构就是所有的语句都被跳过而已。
程序并不会终止,也不会报错,因为这种情况在C中并不认为是个错误。但是,如果你并不想忽略不匹配所有标签的表达式的值时该怎么办呢?
你可以在语句列表中增加一条default子句,把下面的标签:

default:

写在任何一个 case 标签可以出现的位置。当 switch 表达式的值并不匹配所有 case 标签的值时,这个 default 子句后面的语句就会执行。所以,每个switch语句中只能出现一条default子句。但是它可以出现在语句列表的任何位置,而且语句流会像执行一个case标签一样执行default子句。
我们来看一下:

当我输入一个不是规定的数字时就会执行default语句了。
编程好习惯:
在每个 switch 语句中都放一条default子句是个好习惯,甚至可以在后边再加一个 break 。

3. 循环语句 3.1 while循环

我们已经掌握了,if语句,当条件满足的情况下,if语句后的语句执行,否则不执行。但是这个语句只会执行一次。
由于我们发现生活中很多的实际的例子是:同一件事情我们需要完成很多次。那我们怎么做呢?
C语言中给我们引入了: while 语句,可以实现循环。
while 语法结构:

while语句执行的流程:

这里while语句是怎么执行的呢?
当表达式为真,则进入循环语句。
当表达式为假,则跳出循环。
举个列子:
在屏幕上打印1-10的数字。

int main()
{
 int i = 1;
 while(i<=10)
 {
	 printf("%d ", i);
	 i = i+1;
 }
 return 0; 
 }


当i小于10时进入循环体,大于10则跳出循环,这样我们就可以打印出1~10了。

3.1.1 while语句中的break和continue

break介绍
我们在上面已经学习了switch里的break,知道了break是跳出,终止的意思。在循环中也可以使用break。
代码实例:

int main()
{
 int i = 1;
 while(i<=10)
 {
	 if(i == 5)
	 break;
	 printf("%d ", i);
	 i = i+1;
 }
 return 0;
 }

这里代码输出的结果是什么?

我们可以看到在第5次的时候,跳出了循环不再执行。
break在while循环中的作用:
其实在循环中只要遇到break,就停止后期的所有的循环,直接终止循环。
所以:while中的break是用于永久终止循环的。
continue介绍
当我们把break换成continue时结果又是什么呢?
我们运行一下:

我们看到还是1234,但是这里和break不一样。在这里4的后面光标还在闪烁,说明程序还没有停止,出现了死循环。
为什么会出现这样的情况?原因就是continue的作用是:continue是用于终止本次循环的,也就是本次循环中continue后边的代码不会再执行,而是直接跳转到while语句的判断部分。进行下一次循环的入口判断。

我们再看一个列子:

int main()
{
 int i = 1;
 while(i<=10)
 {
	  i = i+1;
	  if(i == 5)
	  continue;
	  printf("%d ", i);
 }
 return 0;
  }

这里代码输出的结果是什么?大家可以自己思考一下。

当执行5的时候就会跳过本次循环,进行下次循环,大家做对了吗。
这就是循环中break和continue的区别。

3.2 for循环

我们已经知道了while循环,但是我们为什么还要一个for循环呢?
因为当我们写的代码越来越多的时候,循环的初始化,判断,调整这些部分会分散的太多,当你想修改时容易出错。
首先来看看for循环的语法:

3.2.1 for循环语法



这时候我们再用for循环的语法来打印1~10个数:

int main()
{
 int i = 0;
 for(i=1; i<=10; i++)
 {
 printf("%d ", i);
 }
 return 0;
}

这就是用for循环写的代码是不是看起来更加简便呢。
for循环的执行流程图:

这里i=1是表达式1,i<=10是表达式2,当表达式2为真则进入循环体,执行完后到表达式3(i++),然后再到表达式2进行判断,当表达式2为假则跳出循环。

3.2.2 break和continue在for循环中

我们发现在for循环中也可以出现break和continue,他们的意义和在while循环中是一样的。但是还是有些差异,我们来看代码:

int main()
{
 int i = 0;
 for(i=1; i<=10; i++)
 {
 if(i == 5)
 break;
 printf("%d ",i);
 }
 return 0; 
 }

这里输入的结果很简单了吧,就是1 2 3 4。那我们换成continue呢?

int main()
{
 int i = 0;
 for(i=1; i<=10; i++)
 {
 if(i == 5)
 continue;
 printf("%d ",i);
 }
 return 0; 
 }

答案是1 2 3 4 6 7 8 9 10。这里就和上面的while循环有了差异,for循环的调整部分在continue上面,大家需要慢慢感受这两者差异。

3.2.3 一些for循环的变种

for循环中的初始化部分,判断部分,调整部分是可以省略的,但是不建议初学时省略,容易导致问题。
代码1:

int main()
{
 for(;;)
 {
 printf("hellon");
 }
 return 0;
 }

这里的运行结果是死循环打印hello。为什么呢?
就是因为这里的判断部分省略了,意味着判断恒为真,就构成了死循环。
代码2:

int main()
{
	int i = 0;
	int j = 0;
    for(i=0; i<3; i++)
   {
        for(j=0; j<3; j++)
       {
			 printf("hellon");
       }
   }
return 0;
}

这里打印了几个hello呢?我们来分析一下当i=0的时候进入外面的循环体,然后j=0,符合判断条件进入里面的循环体,打印一次,然后j++,j变为1又符合判断条件再打印一次。所以每次进入j打印三次,i符合三次,所以一共打印9个hello。
我们来看一下运行结果:

如果省略掉初始化部分,这里打印多少个hello?

int main()
{
    int i = 0;
    int j = 0;
    for (; i < 3; i++)
    {
        for (; j < 3; j++)
        {
            printf("hellon");
        }
    }
    return 0;
}


结果是三个hello。为什么呢?
当i=0的时候进入循环体,j=0判断条件成立,打印一次,然后j++,j=1判断成立,打印2次,j++,j=2判断成立进入循环,打印三次,j++,j=3判断为假不进入循环,然后i++,i=1,i<3成立进入循环,这是j没有初始化还是3条件不成立不进入循环,依此类推,j=2,3时也不会进入里面的循环体。所以,只打印了三次。

3.3 do…while()循环 3.3.1 do语句的语法


do…while()语句的流程图:

3.3.2 do语句的特点

循环至少执行一次,使用的场景有限,所以不是经常使用。
我们用do…while()语句来打印1~10个数:

int main()
{
 int i = 1;
 do
 {
 printf("%dn", i);
 i++;
 }while(i<=10);
 return 0; 
 }

这里就要注意它先执行一次循环体然后再判断,其它的和前面差不多,这里就不过多说明了。

3.3.3 do while循环中的break和continue
int main()
{
 int i = 1;
 do
 {
	if(5 == i)
	break;
 printf("%dn", i);
 i++;
 }while(i<10); 
 return 0; 
 }
int main()
{
	int i = 1;
	do
	{
		if (5 == i)
		continue;
		printf("%dn", i);
		i++;
	} while (i < 10);
return 0;
}

看到这里这两个代码应该不是很难了吧,大家自己思考一下答案吧这里就不说明了。

4. goto语句

C语言中提供了可以随意滥用的 goto语句和标记跳转的标号。
从理论上 goto语句是没有必要的,实践中没有goto语句也可以很容易的写出代码。但是某些场合下goto语句还是用得着的,最常见的用法就是终止程序在某些深度嵌套的结构的处理过程。
例如:一次跳出两层或多层循环。
多层循环这种情况使用break是达不到目的的。它只能从最内层循环退出到上一层的循环。
goto语言真正适合的场景如下:

for(...)
    for(...)
   {
        for(...)
       {
            if(disaster)
                goto error;
       }
   }
    …
error:
 if(disaster)
         // 处理错误情况

goto语句就是当你想跳出多层循环时候可以使用,大家做个基本的认识就行了。

5. 总结

在这里,我就详细的说明了C语言里的分支语句和循环语句。如果大家认为我有哪些不足之处或者知识上的错误都可以告诉我,我会在之后的文章中不断改正,也请大家多多包。如果大家觉得这篇文章有用的话,也希望大家可以给我关注点赞,你们的支持就是对我最大的鼓励,我们下一篇文章再见。

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