灭霸打了一个响指，我就学会了C语言的「分支与循环语句」

灭霸打了一个响指，我就学会了C语言的「分支与循环语句」  前言

大家好，我是Edison

上一篇文章说到要把C语言整个系列做个整理；

于是乎，我元旦三天也没闲着，这不，今天开始我们的第二篇 「分支语句和循环语句」；

Let’s get it！

上一篇的文章链接在这里：室友只用了一把王者的时间就入门了「C语言」
 
这篇文章领域榜第一、热榜第二；建议阅读优先阅读

送所有正在努力的大家一句话：你不一定逆风翻盘，但一定要向阳而生

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文章目录

 前言本章目标1、什么是语句？2、分支语句（选择结构）

2.1 if语句

 悬空else if书写形式的对比 练习题 2.2 switch语句

 在switch语句中的break default子句 练习 3、循环语句

3.1 while循环

 while语句中的break和continue getchar和putchar 练习 3.2 for循环

 语法 流程图 break和continue在for循环中 for语句的循环控制变量 一些for循环的变种 3.3 do...while()循环

 do语句的语法 执行流程 do语句的特点 do...while循环中的break和continue 3.4 练习题 4、goto语句

4.1 一个关机程序 总结

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本章目标

对C语言的「分支语句和循环语句」进行深入讲解，对个别难点进行深度剖析；
 
以及文末会进行相应的例题练习

1、什么是语句？

C语句可分为以下五类：
 
1、表达式语句
 
2、函数调用语句
 
3、控制语句
 
4、复合语句
 
5、空语句

本文后面介绍的是控制语句。

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。

2、分支语句（选择结构）

如果你好好学习，校招时拿一个好offer，走上人生巅峰。
 
如果你不学习，毕业等于失业，回家卖红薯。
 
这就是选择！

2.1 if语句

那 if 语句的语法结构是怎么样的呢？

语法结构

//单分支
if(表达式)
    语句;
    
//if和else   
if(表达式)
    语句1;
else
    语句2;

//多分支    
if(表达式1)
    语句1;
else if(表达式2)
    语句2;
else
    语句3;

我们来看看 单分支 的情况

代码示例

#include 

int main()
{
    int age = 0;
    scanf("%d", &age);
    if (age < 18)
    {
        printf("未成年n");
    }
}

运行结果

当条件满足时，会执行；

当条件不满足时，不会执行；

那如果用 if 和 else 呢？

#include 

int main()
{
    int age = 0;
    scanf("%d", &age);
    if (age < 18)
    {
        printf("未成年n");
    }
    else
    {
        printf("成年n");
    }
}

运行结果

age > 18，执行 if 语句；

age < 18，执行 else 语句；

那 多分支 的情况呢？

#include 

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 if (age >= 50 && age < 80)
    {
        printf("老年n");
    }
    else
    {
        printf("老寿星n");
    }
}

&&：可以理解的并且，相当于要同时满足&& 左右的条件；
 
age >= 18 && age < 30：age既要大于等于18，又要小于30；
 
关于&& *** 作符，我在后续的文章专门会讲到，这里不要急；

运行结果

age = 45 时；

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

重点：如果条件成立，要执行多条语句，怎应该使用代码块。

#include 

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。
 
那为什么要使用{} 代码块呢？
 
因为，if 只能控制离它最近的一条语句，想要 if 控制多条语句，要使用 {} 大括号；

 悬空else

当你写了下面这个代码时

#include 

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

猜猜看，这段代码的执行结果是多少呢？
 
我猜肯定有同学会说：在屏幕上打印 haha；
 
是不是呢？我们来运行看一看

结果并没有打印任何东西；
 
因为else 这条语句是与if (b == 2) 进行匹配的，而不是 if (a == 1)；
 
因此当if (a == 1) 这条语句中的条件为假，if (b == 2) 这条语句也不会执行，与之匹配的else语句自然也不会执行。

那这段代码如何修改呢？

很简单，只需要加上 {} 就好可以了

#include 

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

运行结果

else的匹配：else 是和它离的最近的 if 匹配的；
 
适当的使用{}可以使代码的逻辑更加清楚；
 
所以代码风格很重要。

 if书写形式的对比

//代码1
if (condition) {
    return x;
}
return y;

//代码2
if(condition)
{
    return x;
}
else
{
    return y;
}

//代码3
int num = 1;
if(num == 5)
{
    printf("hehen");
}

//代码4
int num = 1;
if(5 == num)
{
    printf("hehen");
}

那我们到底咋如何选择呢？
 
代码2和代码4更好，逻辑更加清晰，不容易出错。

 练习题

1、判断一个数是否为奇数
 
2、输出1~100之间的奇数

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

那我如果写成 if...else if ...else if 的形式，会不会太复杂了？

所以就得有不一样的语法形式，这就是switch语句。

switch(整型表达式)
{
    语句项；
}

而语句项是什么呢？是一些case语句

case 整形常量表达式:
    语句;

 在switch语句中的break

在switch语句中，我们没法直接实现分支，搭配break使用才能实现真正的分支。

比如：

#include 

int main()
{
    int day = 5;
    switch (day)
    {
    case 1:
        printf("星期一n");
        break;
    case 2:
        printf("星期二n");
        break;
    case 3:
        printf("星期三n");
        break;
    case 4:
        printf("星期四n");
        break;
    case 5:
        printf("星期五n");
        break;
    case 6:
        printf("星期六n");
        break;
    case 7:
        printf("星期天n");
        break;
    }
    return 0;
}

执行结果

那如果不加break会怎么样呢？

当day=5时，程序会在case 5这条语句下依次往下执行，这显然不是我们想要的，我们想要程序只打印星期五；
 
因此为了能使程序执行完case 5就终止，我们需要关键字break来跳出程序。
 
现在知道break的重要性了吧！

但是有时候我们的需求变了：

输入1-5，输出的是weekday;
 
输入6-7，输出weekend;

所以我们的代码就应该这样实现了：

#include 

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

执行结果

输入1

输入6

break语句的实际效果是把语句列表划分为不同的部分。

编程好习惯

在最后一个case语句的后面加上一条break语句。
 
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。

 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；
 
把这个标签default：，写在任何一个case标签可以出现的位置。

那么此时结构是什么意思呢？

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，而且语句流会像贯穿一个case标签一样贯穿default子句。

代码示例

#include 

int main()
{
    int day = 0;
    scanf("%d", &day);
    switch (day)
    {
    case 1:
    case 2:
    case 3:
    case 4:
    case 5:
        printf("weekdayn");
        break;
    case 6:
    case 7:
        printf("weekendn");
        break;
    default:
        printf("输入错误,请重新输入n");
    }
    return 0;
}

执行结果

输入3

输入7

输入10

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 ；
 
case后面要不要加break，取决于逻辑。

 练习

思考一下樂，看看下面这段代码的执行结果是多少？

#include 

int main()
{
    int n = 1;
    int m = 2;
    switch (n)
   {
    case 1:
            m++;
    case 2:
            n++;
    case 3:
             switch (n)
           {//switch允许嵌套使用
             case 1:
                    n++;
             case 2:
                    m++;
                    n++;
                    break;
           }
    case 4:
            m++;
             break;
    default:
             break;
   }
    printf("m = %d, n = %dn", m, n);
    return 0;
}

3、循环语句

while循环
 
for循环
 
do while循环

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。
 
但是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(表达式)
 	循环语句；

while语句执行的流程图

注：expr是表达式；stmt是循环语句；

比如我们实现：

在屏幕上打印1-10的数字

代码示例

#include 

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

执行结果

这个代码已经帮我了解了while语句的基本语法。

 while语句中的break和continue

break介绍

#include 

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

执行结果

当i == 5时if条件成立，程序读到break，跳出循环。

总结：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

#include 

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

执行结果

当i == 5时，遇到continue，程序直接跳转到while语句中的判断部分，并没有执行后面的打印语句。

continue使用不当可能会造成死循环 

#include 

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

执行结果

当i=5时，print和i++不执行；直接回到i <= 10判断部分；
 
那么此时 i 还是 等于5，所以打印：1 2 3 4 …死循环

总结：continue在while循环中的作用

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。

 getchar和putchar

getchar：从键盘上获取字符；

putchar：把字符打印到屏幕上

我们接下来看一段代码示例

#include 

int main()
{
 int ch = 0;
 while ((ch = getchar()) != EOF)
       putchar(ch);
    return 0;
}

执行结果

输入A，它会把A打印到屏幕上

输入Abc，它会把Abc打印到屏幕上

输入123，它会把123打印到屏幕上

你会发现，不管我们输入什么，都会打印到屏幕上，那么如何退出呢？
 
只需要输入：Ctrl+z即可

那么这段代码到底是什么意思呢？为什么Ctrl+z就可以停止输入呢？

首先我们看上面的代码，可以看出while的判断部分有个 != EOF；
 
EOF，全称是：end of file，意思是文件结束的标志；
 
当我们在VS2019中，对EOF转到定义，可以看到，它的值是 -1

程序运行时，我们的 getchar 开始读取字符；
 
当getchar读取失败的时候就会返回EOF；
 
那为什么返回的字符会放到int类型的ch里面去呢？
 
很简单，因为返回的字符，本质是字符也是ASCII码值，是整数；
 
getchar函数不仅仅是返回正常字符，还会返回EOF，也就是 -1；
 
所以把返回值放在整形变量中，

这时候，你可能会有疑问，不是读取字符吗？为什么输入123这种整型变量也可以呢？

注意，这里的1、123等等，这些并不是整型变量；
 
还记得我们第一章中的ASCII码表吗？

因为 getchar函数是用于读取字符的；
 
所以它读取到的是 字符1，并不是整型的1，而 字符1对应的整型数字是 49；
 
懂了吗？

假设，写一个程序，实现用户的登录场景

#include 

int main()
{
	int ch = 0;
	char password[20] = { 0 };
	printf("请输入密码>:");
	
	scanf("%s", password);
	
	printf("请确认密码>:n");
	
	ch = getchar();
	if (ch == 'Y')
	{
		printf("确认成功n");
	}
	else
	{
		printf("确认失败n");
	}

	return 0;
}

运行结果

可以看到，我都还没有确认密码，就提示确认失败了

为什么会这样呢？

其实，我们的scanf和getchar看似是从键盘上读取数据的；
 
实际上是从 输入缓冲区 里面读取数据的；

首先scanf发现输入缓冲区里面没东西，所以我从键盘上敲了：abcdefn；
 
然后把abcdefn放入了输入缓冲区；
 
这时候，scanf发现输入缓冲区有东西，就拿走了abcdef；并放入了password数组里面去；
 
此时输入缓冲区还剩下n；
 
紧接着，打印确认密码；
 
getchar去读取的时候，发现输入缓冲区还有个n，所以直接拿走了，并放入了ch里面去；
 
接着进入if语句，n != 'Y'，所以程序走了else，确认失败；
 
所以整个过程中就没有等待！

那代码如何修改呢？

当scanf把密码拿走以后，必须确保输入缓冲区是空的；
 
所以我们需要清理n；

代码示例

#include 

int main()
{
	int ch = 0;
	char password[20] = { 0 };
	printf("请输入密码>:");
	scanf("%s", password);
	
	while ((ch = getchar()) != 'n')
	{
		;
	}

	printf("请确认密码(Y/N)>:");
	ch = getchar();

	if (ch == 'Y')
	{
		printf("确认成功n");
	}
	else
	{
		printf("确认失败n");
	}

	return 0;
}

运行结果

用数字+字母+空格的方式输入密码；

总结：

EOF的值是 -1；
 
getchar读取字符时，如果遇到Ctrl+z，
 
表示读取失败，会返回一个EOF，或者返回 -1
 
getchar和scanf都是从输入缓冲区读取东西的；

李姐了吗

 练习

思考一下樂，看看下面这段代码的执行结果是多少？

#include 

int main()
{
    char ch = '';
    while ((ch = getchar()) != EOF)
    {
        if (ch < ‘0’ || ch > ‘9’)
            continue;
        putchar(ch);
    }
    return 0;
}

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？

首先来看看for循环的语法

 语法

for(表达式1；表达式2；表达式3)
 	循环语句；

表达式1为初始化部分，用于初始化循环变量的。
 
表达式2为条件判断部分，用于判断循环时候终止。
 
表达式3为调整部分，用于循环条件的调整。

 流程图

看一道实际的问题

使用for循环 在屏幕上打印1-10的数字。

#include 

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

执行结果

现在我们对比一下for循环和while循环；

int i = 0;

//实现相同的功能，使用while
i=1;//初始化部分
while(i<=10)//判断部分
{
 	printf("hehen");
 	i = i+1;//调整部分
}

//实现相同的功能，使用for
for(i=1; i<=10; i++)
{
 	printf("hehen");
}

可以发现在while循环中依然存在循环的三个必须条件；
 
但是由于风格的问题使得三个部分很可能偏离较远，这样查找修改就不够集中和方便。
 
所以，for循环的风格更胜一筹。 for循环使用的频率也最高。

 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；
 
它们的意义和在while循环中是一样的，但是还是有些差异。

代码一

#include 

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

执行结果

当i=5时，进入if语句判断，此时break终止整个循环；
 
所以for循环中的break和while循环中的break一样。

代码二

#include 

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

执行结果

当i=5时，continue跳出printf，不打印，然后走到调整部分i++；此时i=6；
 
for循环中的continue，是跳出continue后边的代码，去了调整部分，调整循环变量，不容易造成死循环。

 for语句的循环控制变量

建议樂

1、不可在for 循环体内修改循环变量，防止 for 循环失去控制。
 
2、建议for语句的循环控制变量的取值采用 前闭后开区间 写法。

什么叫前闭后开区间呢？

int i = 0;
//前闭后开的写法
for(i=0; i<10; i++)
{}

//两边都是闭区间
for(i=0; i<=9; i++)
{}

 一些for循环的变种

代码一

#include 
int main()
{
    for (;;)
    {
        printf("hehen");
    }
    return 0;
}

执行结果

代码二

#include 
int main()
{
    int x, y;
    for (x = 0, y = 0; x < 2 && y < 5; ++x, y++)
    {
        printf("hehen");
    }
    return 0;
}

执行结果

3.3 do…while()循环  do语句的语法

do
 	循环语句；
while(表达式);

 执行流程

 do语句的特点

do…while()循环与while循环相比；
 
do…while循环先执行一次循环语句，再进行判断，因此循环至少执行一次。
 
由于使用的场景有限，所以不是经常使用。
 
其性质和while循环类似，在此不作过多介绍

代码示例

#include 

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

执行结果

 do…while循环中的break和continue

代码一

#include 

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

执行结果

代码二

#include 

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

执行结果

3.4 练习题

1、编写代码，演示多个字符从两端移动，向中间汇聚。
 
2、在一个有序数组中查找具体的某个数字n，并打印该元素的下标。
 
3、猜数字游戏。
 
这三道题大家可以好好想想哦！我会在下一篇文章专门来讲解

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。
 
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。
 
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

下面是使用goto语句的一个例子，然后使用循环的实现方式替换goto语句

4.1 一个关机程序

#include 
#include 
#include 

int main()
{
    char input[10] = {0};
    system("shutdown -s -t 60");
    
again:
    printf("电脑将在1分钟内关机，如果输入：不关机，就取消关机!n请输入:>");
    scanf("%s", input);
    if(0 == strcmp(input, "不关机"))
   	{
        system("shutdown -a");
   	}
    else
   	{
        goto again;
   	}
    return 0;
}

执行结果

执行结果我就不演示了
 
system是需要引用头文件#include ；
 
shutdown -s -t 60是倒计时1分钟电脑将自动关机；
 
strcmp是比较两个字符串的大小；

shutdown -a是取消关机。

而如果不用goto语句，则可以使用循环：

#include 
#include 
#include 

int main()
{
    char input[10] = {0};
    system("shutdown -s -t 60");
    while(1)
   {
        printf("电脑将在1分钟内关机，如果输入：我是猪，就取消关机!n请输入:>");
        scanf("%s", input);
        if(0 == strcmp(input, "我是猪"))
       {
            system("shutdown -a");
            break;
       }
   }
    return 0;
}

ps：快去整蛊你的室友吧藍

总结

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