分支和循环语句
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1.什么是语句？
示例：C语句可分为以下五类：
- 表达式语句
- 函数调用语句
- 控制语句
- 复合语句
- 空语句
本章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（C语言支持三种结构：顺序结构、选择结构、循环结构），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： - 条件判断语句也叫分支语句：if语句、switch语句；
- 循环执行语句：do while语句、while语句、for语句；
- 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）
2.1 if语句
那if语句的语法结构是怎么样的呢？
语法结构：
if(表达式)
语句;
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;
代码如下（示例）：
#include <stdio.h> //代码1 int main() { int age = 0; scanf("%d", &age); if(age<18) { printf("未成年\n"); } }
//代码2
#include <stdio.h> int main() { int age = 0; scanf("%d", &age); if(age<18) { printf("未成年\n"); } else { printf("成年\n"); } }
//代码3
#include <stdio.h> 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"); } }
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。
如果条件成立，要执行多条语句，应该怎样使用代码块呢？
#include <stdio.h> 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。
2.1.1 悬空else
当你写了这个代码：
#include <stdio.h> int main() { int a = 0; int b = 2; if(a == 1) if(b == 2) printf("hehe\n"); else // 【这里else前应该加tab键】 printf("haha\n"); return 0; }
改正：
//else总与最近的if匹配
//上述代码else前应该加Tab键
//适当的使用{}可以使代码的逻辑更加清楚。
//代码风格很重要
#include <stdio.h> int main() { int a = 0; int b = 2; if(a == 1) { if(b == 2) { printf("hehe\n"); } } else { printf("haha\n"); } return 0; }
else的匹配：else是和它离的最近的if匹配的。
2.1.2 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) { // ==是不可少的，写一个是给变量赋值 printf("hehe\n"); } //代码4 int num = 1; if(5 == num) { //建议使用这种写法，如果少写=，编译器会报错 printf("hehe\n");`
//代码2和代码4更好，逻辑更加清晰，不容易出错。
//建议使用 if(5 == num) 这种写法，如果少写=，编译器会报错
//==是不可少的，写一个是给变量赋值
2.1.3 练习
- 判断一个数是否为奇数
- 输出1-100之间的奇数
int main() { int num = 0; scanf("%d", &num); if (num % 2 == 1) printf("奇数\n"); else printf("偶数\n"); return 0; }
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
如图写成 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。
这就是switch 语句:
switch(整型表达式) {
语句项； }
需要注意后面表达式的类型
而语句项是什么呢？
//是一些case语句：
//如下：
case 整形常量表达式:
语句;
2.2.1 在switch语句中的 break
case决定入口，break决定出口，直接跳出循环
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。
比如：
#include <stdio.h> int main() { int day = 0; 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; }
并不是所有的case后都要加上break
当我们想达到如下结果时
- 输入1-5，输出的是“weekday”;
- 输入6-7，输出“weekend”
我们的代码就应该这样实现了：
#include <stdio.h> //switch代码演示 int main() { int day = 0; switch(day) { case 1： case 2: case 3: case 4: case 5: printf("weekday\n"); break; case 6: case 7: printf("weekend\n"); break; } return 0; }
const int n = 1；
需要注意的是const修饰的是常变量，本质上是变量，所以不能用case
break语句 的实际效果是把语句列表划分为不同的分支部分。
编程好习惯
在最后一个 case 语句的后面加上一条 break语句。
（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）。
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？
如：上面的代码如果输入9，那程序就什么也不会输出，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，而且程序会像执行一个case标签一样执行default子句。
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 。
2.2.3 练习
#include <stdio.h> 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 = %d\n", m, n); return 0; }
输出结果为m=5 n=3
可知switch语句支持嵌套
switch语句如果进行嵌套，嵌套里的break只会跳出里边循环不会跳出外边循环
3. 循环语句
- while
- for
- do while
3.1 while循环
我们已经掌握了，if语句：
if(条件)
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(表达式)
循环语句;
while语句执行的流程：
"expr"表达式
”stmt“循环语句
比如我们实现：
在屏幕上打印1-10的数字
#include <stdio.h> int main() { int i = 1; while(i<=10) { printf("%d ", i); i = i+1; } return 0; }
上面的代码已经帮我了解了 while 语句的基本语法，那我们再了解一下：
3.1.1 while语句中的break和continue
- break介绍
//break 代码实例 #include <stdio.h> int main() { int i = 1; while(i<=10) { if(i == 5) break; printf("%d ", i); i = i+1; } return 0; }
这里的break的作用是终止循环
这里代码输出的结果是：
1 2 3 4
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，需要注意如果多个循环嵌套，break只跳出它所在的循环。
所以： - while中的break是用于永久终止循环的。
- continue介绍
//continue 代码实例1 #include <stdio.h> int main() { int i = 1; while(i<=10) { if(i == 5) continue;//继续，跳过本次continue后面的部分。直接去进行下一次的入口判断，也就是从while开始 // continue是跳过一次循环 // break是直接跳出程序 printf("%d ", i); i = i+1; } return 0; }
这里代码输出的结果是：
1 2 3 4 5
//continue 代码实例2 #include <stdio.h> 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：
1 2 3 4 6 7 8 9 10
总结:
- 通过上述代码的对比可知i=i+1/i++的位置不同所输出的结果也会有所不同
- continue在while循环中的作用就是：
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
为了方便下面的学习，这里需要了解一下getcher的基础知识：
getcher（获取字符）
如果读取成功，返回的是读到的字符
如果遇到文件末尾或者遇到错误，这时会返回EOF 相当于-1（end of file）文件结束标志
与之对应的是putchar（打印）
代码演示：
int main() { int ch = getchar(); putchar(ch); return 0; }
再看几个代码：
//代码什么意思？ //代码1 #include <stdio.h> int main() { int ch = 0;// 字符的ASCL码值是整型，所以用int型 while ((ch = getchar()) != EOF) putchar(ch); return 0; }
如图，输入A,回车，光标直接跳到了第三行，涉及了一些缓存区读取的问题，下面我们就会展开介绍
这里的代码适当的修改是可以用来清理缓冲区的.`在这里插入代码片` //代码2 #include <stdio.h> int main() { char ch = '\0'; while ((ch = getchar()) != EOF) { if (ch < '0'|| ch > '9')// continue; putchar(ch); } return 0; } //这个代码的作用是：只打印数字字符，跳过其他字符的、
上面代码作用是打印数字字符,可在ASCLL码表中查阅
如图数字字符只有0–9
- 下面是关于清理缓存区的详解
如上缓存区有多个字符，那么该如何清理缓存呢？
下面对如上代码进行了调整
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：
3.2.1 语法
for(表达式1; 表达式2; 表达式3)
循环语句;
表达式1
表达式1为初始化部分，用于初始化循环变量的。
表达式2
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
表达式3为调整部分，用于循环条件的调整。
实际的问题：
使用for循环 在屏幕上打印1-10的数字。
#include <stdio.h> int main() { int i = 0; //for(i=1/*初始化*/; i<=10/*判断部分*/; i++/*调整部分*/) for(i=1; i<=10; i++) { printf("%d ", i); } return 0; }
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("hehe\n"); i = i+1;//调整部分 } //实现相同的功能，使用for for(i=1; i<=10; i++) { printf("hehe\n"); }
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。
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：
//代码1 #include <stdio.h> int main() { int i = 0; for(i=1; i<=10; i++) { if(i == 5) break; printf("%d ",i); } return 0; } //代码2 #include <stdio.h> int main() { int i = 0; for(i=1; i<=10; i++) { if(i == 5) continue; printf("%d ",i); } return 0; }
3.2.3 for语句的循环控制变量
建议：
- 不可在for 循环体内修改循环变量，防止 for 循环失去控制。
- 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。
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++) {}
3.2.4 一些for循环的变种
#include <stdio.h> int main() { //代码1 for(;;) { printf("hehe\n"); } //for循环中的初始化部分，判断部分，调整部分都是可以省略的，但是省略掉判断部分，就意味着判断恒为真，即死循环，所以不建议初学时省略，容易导致问 题。 //代码2 打印100次 int i = 0; int j = 0; //这里打印多少个hehe? for(i=0; i<10; i++) { for(j=0; j<10; j++) { printf("hehe\n"); } } 100个 //代码3 int i = 0; int j = 0; //如果省略掉初始化部分，这里打印多少个hehe? for(; i<10; i++) { for(; j<10; j++) { printf("hehe\n"); } } 10个 //代码4-使用多余一个变量控制循环 int x, y; for (x = 0, y = 0; x<2 && y<5; ++x, y++) { printf("hehe\n"); } return 0; }
注意：循环变量是可以是多个变量来控制的，
3.2.5 练习：
//请问循环要循环多少次？ #include <stdio.h> int main() { int i = 0; int k = 0; for(i =0,k=0; k=0; i++,k++) k++; return 0; } 输出 0 `上述代码判断部分进行了赋值``
3.3 do…while()循环
3.3.1 do while语句的语法：
do
循环语句;
while(表达式);
3.3.2 执行流程
3.3.3 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
#include <stdio.h> int main() { int i = 1; do { printf("%d ", i);//do后面默认只跟一条语句，多条语句需要加{}，不加会报错 i=i++; } while(i<=10); return 0; }
代码执行结果如下：
这里打印了1-10
需要注意的是：do后面默认只跟一条语句，多条语句需要加{}，不加会报错
3.3.4 do while循环中的break和continue
#include <stdio.h> int main() { int i = 1; do { if(5 == i)//非常好的代码风格 break; printf("%d ", i); i=i+1; }while(i<=10); return 0; }
代码演示：
#include <stdio.h> int main() { int i = 1; do { if(5 == i) continue; printf("%d ", i); i=i+1; }while(i<=10); return 0; }
代码演示：
如果想要输出1-10中除5以外的数字，该怎样写程序呢？
到这里三个循环语句就都介绍完了，为了能够熟练运用，下面让我带大家来做一些练习题
3.4 练习
- 计算 n的阶乘。
阶乘：10的阶乘是从1一直乘到10，其他数字算法一致
代码如下
#include<stdio.h> int main() { int n = 0; scanf("%d", &n); int i = 0; int ret = 1; for (i = 1; i <= n; i++) { ret = ret * i; } printf("%d\n",ret); return 0; }
2 计算 1!+2!+3!+……+10!
如图计算了3的阶乘，输出的结果错误!
下面的内容就是上面图片中的正确代码
但是这种解法使程序变得复杂
算每一个数的阶乘都从1开始累乘
然后进行相加
后面将介绍哟中比较简单的程序
int main() { int n = 0; int i = 0; int ret = 1; int sum = 0; for(n=1;n<=10;n++) { ret = 1; for (i = 1; i <= n; i++) { ret = ret * i; }//计算阶乘 sum = sum + ret; } printf("%d\n",ret); return 0; }
如果已经计算了3的阶乘，那么4的阶乘不就是3的阶乘乘上4吗
- 在一个有序数组中查找具体的某个数字n。（讲解二分查找,）
int main() { int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 }; int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); int left = 0; int right = sz - 1; int k = 7; while (left <= right) { int mid = (left + right) / 2; if (arr[mid] < k) { left = mid + 1; } else if (arr[mid] > k) { right = mid - 1; } else { printf("找到了，下标是：%d\n", mid); break; } } if (left > right) printf("找不到\n"); return 0; }
int main() { int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 }; int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); int left = 0; int right = sz - 1; int k = 0; scanf("%d", &k); while (left <= right) { //int mid = (left + right) / 2; int mid = left + (right - left) / 2; if (arr[mid] < k) { left = mid + 1; } else if (arr[mid] > k) { right = mid - 1; } else { printf("找到了，下标是：%d\n", mid); break; } } if (left > right) printf("找不到\n"); return 0; }
上述方法若数字太大，会对结果有一定影响，通过下面简单修改可以减少误差
4 编写代码，演示多个字符从两端移动，向中间汇聚
//look at me!!!!!!!!! //################### //l#################! //lo###############!! //loo#############!!! //.. //look at me!!!!!!!!!
#include <windows.h> //sleep，需要引用的头文件 #include <string.h> //strlen引用 #include <stdlib.h> //system引用 int main() { char arr1[] = "look at me!!!!!!!!!"; char arr2[] = "###################"; int left = 0; int right = strlen(arr1)-1; while (left<=right) { arr2[left] = arr1[left]; arr2[right] = arr1[right]; printf("%s\n", arr2); Sleep(100);//window下Sleep函数参数的单位是毫秒 system("cls"); //cls,清除指令 left++; right--; } printf("%s\n", arr2); return 0; }
- 编写代码实现，模拟用户登录情景，并且只能登录三次。（只允许输入三次密码，如果密码正确则
提示登录成，如果三次均输入错误，则退出程序。
3.4.1 练习参考代码：
题目3的代码使用int型，若查找的值较大，数据会丢失
为了完善练习题3的代码，进行如下算法的介绍
3.4.2 折半查找算法
比如我买了一双鞋，你好奇问我多少钱，我说不超过300元。你还是好奇，你想知道到底多少，我就让
你猜，你会怎么猜？
答案：你每次猜中间数
3.4.3 猜数字游戏实现
#include <time.h> void menu() { printf("*********************************\n"); printf("********** 1. play ************\n"); printf("********** 0. exit ************\n"); printf("*********************************\n"); } //rand函数可以生成随机数需要调用srand //返回一个0~RAND_MAX(32767) void game() { int guess = 0; //1. 生成随机数 int ret = rand() % 100 + 1;//0~99-->1~100 //printf("%d\n", ret); //2. 猜数字 while (1) { printf("请猜数字:>"); scanf("%d", &guess); if (guess < ret) { printf("猜小了\n"); } else if (guess > ret) { printf("猜大了\n"); } else { printf("恭喜你，猜对了\n"); break; } } } int main() { int input = 0; //设置随机数的生成器 srand((unsigned int)time(NULL));//time是时间戳，一直变化，time返回值类型为空指针NULL do { menu(); printf("请选择:>"); scanf("%d", &input); switch (input) { case 1: game(); break; case 0: printf("退出游戏\n"); break; default: printf("选择错误，重新选择!\n"); break; } } while (input); return 0; }
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。
不太建议使用goto语句的例子：
int main() { printf("hehe\n"); goto flag; printf("haha\n"); //不输出haha，直接跳到下一句 flag: printf("heihei\n"); return 0; }
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
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：
一个关机程序：
#include<stdio.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> //system的前缀 int main() { char input[20] = { 0 }; system("shutdown -s -t 60"); //关机指令 again: printf("请注意，你的电脑在1分钟内关机，如果输入：我是猪，就取消关机\n"); scanf("%s", input); if (strcmp(input, "我是猪") == 0) //strcmp比较后面的两个参数，若前面的<后面的 //输出的值<0 前面大于后面，输出值>0 前面=后面，输出值=0使用时加前缀string { system("shutdown -a"); //取消关机 printf("恭喜你-猪，关机取消了\n"); } else { goto again; } return 0; }
而如果不适用goto语句，则可以使用循环：
int main() { char input[20] = { 0 }; system("shutdown -s -t 60"); while (1) { printf("请注意，你的电脑在1分钟内关机，如果输入：我是猪，就取消关机\n"); scanf("%s", input); if (strcmp(input, "我是猪") == 0) { system("shutdown -a"); printf("关机取消\n"); break; } } return 0; }
结语:
感谢观看
到这里分支和循环语句的基础内容就结束了，希望大家一起进步，早日成为大佬
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