C语言之分支与循环【附6个练习】（一）:https://developer.aliyun.com/article/1426993
三、循环语句
- 循环语句分为三类：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：
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(表达式) 循环语句;
while循环的执行流程：
3.1.1 while语句中的break和continue
break介绍
#include <stdio.h> int main() { int i = 1; while (i <= 10) { if (i == 5) break; printf("%d ", i); i = i + 1; } return 0; }
这里代码输出的结果是什么？
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
- continue 代码实例1：
#include <stdio.h> int main() { int i = 1; while (i <= 10) { if (i == 5) continue; printf("%d ", i); i = i + 1; } return 0; }
输出1 2 3 4...
- 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; }
输出：>2 3 4 6 7 8 9 10 11
总结:
- 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。 - 那么我们在看几个代码~~
getchar介绍
#include <stdio.h> int main() { int ch = 0; while ((ch = getchar()) != EOF) putchar(ch); return 0; }
- 这里的
getchar函数不接收任何的参数，返回类型是int从stdin（键盘）上读取一个字符返回读取到字符的ASCLL码值,如果读取失败或者读取到文件末尾就会返回EOF - 这里可以打开msdn或者cplusplus网站进行搜索
- 选中
EOF转到定义就可以看到 - 那么EOF是什么呢？EOF是
-1，在一次证明了返回值是int的。
putchar介绍
- 接收一个字符输出到屏幕，也就是从键盘上获取一个字符打印到屏幕上
- 现在代码运行结果是什么呢？
输入：>q
输出：>q
- 输入什么就会输出什么
那么我们这个程序怎么停止下来呢？
- 只需要
ctrl+z然后回车就可以了，目的是让读取到EOF这样程序就会终止。
那么这里的代码还有什么用呢？
- 可以用来清理缓冲区的
列如：
int main() { char password[20]; scanf("%s", password); printf("请确认（Y/N）："); int ch = getchar(); if ('Y' == ch) printf("确认成功\n"); else printf("确认失败\n"); return 0; }
输入：>abcde
输出：>请确认（Y/N）：确认失败
怎么回事呢？还没确认就是确认失败了，为什么呢？
- scanf会从键盘上读取一些你输入的数据，但你不输入的时候，它就一直等，一直等，直等到你输入为止。
- 在计算机中，使用scanf时并不会直接获取键盘上输入的数据。相反，存在一个输入缓冲区，用户输入的数据首先会被放入这个缓冲区。当用户输入完数据（例如"abcde"），为了将这些数据送入缓冲区，用户需要按下回车键。
- 举例来说，如果用户输入"abcde"并按下回车键，整个输入会被存储为"abcde\n"，其中\n表示回车符。这时，scanf会从缓冲区读取数据，直到遇到换行符为止。所以，用户的输入实际上是被缓冲并在程序请求时才被获取的。
- 通过scanf函数将数据输入到缓冲区，并检查是否有可读取的数据。如果有数据可读取，它会一直读取直到遇到换行符（\n）。随后，将这些数据作为密码赋给变量password。此时，getchar()函数也开始读取数据，其工作原理与scanf()相似，检查缓冲区是否有数据。一旦发现换行符（\n），就将对应的数据存储到变量ch中。然后，程序判断ch是否为‘Y’，由于不满足这个条件，进入else分支，并输出“确认失败”。这就是编译器在等待我们输入确认密码时，却直接结束程序的原因。再看一个代码
#include <stdio.h> int main() { char ch = '\0'; while ((ch = getchar()) != EOF) { if (ch < '0' || ch > '9') continue; putchar(ch); } return 0; }
- 那么这段代码就要对ASCLL码表要熟悉
- 这段代码只打印0~9的字符
3.2 for循环
3.2.1 语法
首先来看看for循环的语法：
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。
for循环的执行流程：
3.2.2 练习：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; }
- 输出：>
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 - 就像我们这里去打印1-10的数字，使用for循环的话就会很清晰直观，代码也比较简练
- 现在，我们学习完了while循环和for循环后，让我们进行对比一下这两个循环：
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"); }
通过上面的代码，可以发现在while循环中依然存在循环的三个必须条件，但是由于风格问题使得三个部分很可能偏离较远，这样查找修改不够集中和方便。
3.3 do…while()循环
do…while()执行流程：
3.3.1 do语句的语法
首先来看一下它的语法格式，和while循环很类似
do { 循环语句; }while(表达式);
3.3.2 do…while语句的特点
- 循环体内至少执行一次，使用的场景有限，所以不是经常使用。
- 但是我们下面的猜数字游戏会有一个案例我们可以来看一下
四、goto语句
在大多数现代编程语言中，goto语句通常被认为是一种不良的编程实践，因为它可能导致程序难以理解和维护。然而，在某些情况下，它仍然是一种有用的控制流工具。在C语言中，goto语句可以用来无条件地将程序控制转移到指定的标签处
如果goto语句用的不好，会导致程序跳来跳去的。
4.1 goto语句的作用
- C语言提供了⼀种非常特别的语法，就是
goto语句和跳转标号，goto语句可以实现在同⼀个函数 内跳转到设置好的标号处。
4.2 goto语句的使用场景
for (...)for (...) for (...) { for (...) { if (disaster) goto error; } } … error : if (disaster) // 处理错误情况
4.3 goto语句的例子
- 下面这是一个关机程序的例子，学会后可以拿去恶搞同学一下~~
#include <stdio.h> #include <windows.h> #include <string.h> 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：我是猪，就取消关机！\n请输入:>"); scanf("%s", input); if(0 == strcmp(input, "我是猪")) { printf("shutdown -a"); } else { goto again; } return 0; }
- 使用goto通常容易导致程序结构混乱，使得代码难以理解和维护。因此，除非有充分的理由，推荐使用其他控制流结构（如for、while、do-while、if等）来替代goto语句。
五、作业练习
1、 计算 n的阶乘
- 计算一个n的阶乘，那只要定义一个变量去存放这个阶乘的结果，然后通过循环去遍历即可
- 这里需要注意的一点就是，ret初始值为1
int main() { //n的阶乘 int n = 0; scanf("%d", &n); int ret = 1; for (int i = 1; i <= n; ++i) { ret *= i; } printf("ret = %d\n", ret); return 0; }
2、 计算 1!+2!+3!+……+10!
- 第二小题又是一道计算阶乘的题，然后把计算出的阶乘再相加~~
- 假设我们要计算1! + 2! + 3! 这一小规模的阶乘之和。首先，让我们审视解题思路。由于只需计算到数字3的阶乘，我们需要一个外层循环，从1迭代到3，表示我们要求解的是这三个数字的阶乘之和。
- 接下来，内层循环用于计算每个数字的阶乘，从1迭代到该数字即可。我们使用一个累乘变量来存储计算结果。在完成每个数字的阶乘计算后，我们需要累加这些阶乘的和，因此还需要定义一个sum变量来存储这个累加和。最终，sum变量就是我们所需的结果。
- 正确答案应该是1 + 2 + 6 = 9
int ret = 1; int sum = 0; for (int i = 1; i <= 3; ++i) { for (int j = 1; j <= i; ++j) { ret *= j; } sum += ret; } printf("sum = %d\n", sum);
- 可以看到，sum的结果并非为9。这里涉及到一个常见的错误，很多同学容易犯这个错。因为我们正在计算不同数字的阶乘，但是使用的累乘变量是同一个ret。因此，当计算下一个数字的阶乘时，ret仍然保留了上一次数字累乘后的结果。这导致了阶乘计算的不准确，因此结果也会有所不同。
- 在计算3!时，可能多乘了一个2！留下了额外的2，导致3！= 12，比实际结果多了6。因此，最终的计算结果也就多了6。
int ret = 1; int sum = 0; for (int i = 1; i <= 3; ++i) { ret = 1;//这里要把ret掷为1 for (int j = 1; j <= i; ++j) { ret *= j; } sum += ret; } printf("sum = %d\n", sum);
- 我们应该加上
ret = 1;在每一次更新需要求阶乘的数时，都将这个累乘变量ret重置
int ret = 1; int sum = 0; for (int i = 1; i <= 3; ++i) { ret *= i; sum += ret; }
3、 在一个有序数组中查找具体的某个数字n
- 在数组的两端分别设定左右两个指针，然后计算它们的中间值。将欲查找的数字与中间值比较，若小于中间值，则舍弃后半段区间，只需在前半段继续查找；若大于中间值，则舍弃前半段区间，继续在后半段查找。将此逻辑嵌入一个循环中，不断更新中间值进行比较。最终左右两指针会相遇，表示区间即将结束。若左指针大于右指针，表示已找到目标元素或未找到，此时退出循环并进行相应打印说明。
- 接下来我们就看看代码~~
nt main() { //二分查找法 int a[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 }; int sz = sizeof(a) / sizeof(a[0]); int key = 7;//要查找的数字k int left = 0; int right = sz - 1; while (left <= right) { int mid = (left + right) / 2; if (key < a[mid]) right = mid - 1; else if (key > a[mid]) left = mid + 1; else { printf("找到了，下标是%d\n", mid); break; //找到了便跳出循环 } } if (left > right) printf("没找到此元素\n"); return 0; }
4、演示多个字符从两端移动，向中间汇聚
- 我们要展示多个字符从两端向中间汇聚的效果，需要实现一种覆盖的动画效果。我定义了两个数组，最终要打印的是第一个数组的内容，但在打印过程中，我们通过左右指针实现覆盖效果。
- 首先，初始化左指针为0，右指针不能直接取末尾值，需要使用strlen()库函数求解数组1的长度，然后减1得到右指针位置。
- 将逻辑放入循环中，通过左右指针将第一个数组的内容赋给第二个数组，然后不断移动这两个指针直至左指针大于右指针。
- 为了慢慢显示出效果，使用了Sleep()睡眠函数，需要引入头文件#include 。这个函数的参数是毫秒值，比如1秒执行一次就传入1000，0.5秒执行一次就传入500。这样可以创建一个动画效果。
int main() { char arr1[] = { "welcome to bit!!!" }; 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(500); left++; right--; } return 0; }
- 为了让其在一行打印，不需要一行行地打印，我们可以使用这样一个命令
system("cls"); //清屏，一行打印
- 但是这个system()函数要加上头文件
#include，大家不要忘了~~
5、密码校验
- 这题的要求是输入一串字符，然后与正确密码进行比较，如果相同就立即跳出循环；如果不同，继续输入，但只有3次机会，用完后强制跳出循环，不允许再次输入。
- 我们来看一下代码~~
int main() { int i = 0; char password[20] = { 0 }; for (i = 0; i < 3; ++i) { printf("请输入密码>："); scanf("%s", password); if (strcmp(password, "bitbit") == 0) { printf("密码输入正确\n"); break; } else { printf("密码输入错误\n"); } } if (i == 3) { printf("输入机会用完，请30分钟后再试\n"); } return 0; }
- 在这方面需要注意的一个问题是字符串比较时可能出现的挂字符串问题。我们不能直接使用==运算符进行比较，而应该利用字符串库函数strcmp来实现比较。关于strcmp的返回值，我们可以通过查阅cplusplus来获取详细信息。
- 简而言之，strcmp函数的返回值取决于第一个字符串的首字母与第二个字符串的首字母的ASCII码值大小关系。如果第一个字符串的首字母大于第二个字符串的首字母，那么返回一个大于0的数字；反之，如果小于，则返回一个小于0的数字。如果两个字符串相同，返回值则为0。这里实际上进行的是ASCII码值的大小比较。
6、猜数字游戏【经典】
- 首先我们来实现一个整体的逻辑，也就是当你输入的时候，通过我们上面学习的switch语句进行一个分支的判断，是要继续猜数字还是退出游戏
void menu() { printf("\n"); printf("********************************\n"); printf("********** 1.play ************\n"); printf("********** 0.exit ************\n"); printf("********************************\n"); printf("\n"); } void game() { printf("猜数字\n"); } int main() { int input = 0; srand((unsigned int)time(NULL)); do { menu(); printf("请选择>:"); scanf("%d", &input); switch (input) { case 1: game(); break; case 0: break; default: printf("选择错误,请重新输入!\n"); break; } } while (input); return 0; }
- 可以看到，整体的逻辑已经实现了按下【1】时启动猜数字功能。如果一直按下1，就能一直进行猜数字，直到按下0为止。
- 接下来我们就要实现猜数字内部的逻辑了，我们首先要产生一个随机数，然后我们输入一个数字，比较要猜的数字，如果输入的大了就提示猜的数字打了，相反，输入的小了就提示小了，要么就一直继续，知道猜成功为止
- 那么就要用到一个函数
rand()，可以在cplusplus网站上找到~~
- 我们要生成1~100内的数字，我们使用下面这段代码官方文档上面也有写
//生成随机数 int ret = rand() % 100 + 1; //1 ~ 100
- 但是我们这里又有一个问题，这个rand是一个伪随机数
- 在C语言中，rand() 函数用于生成伪随机数。伪随机数是由一个算法生成的数字序列，其看似随机，但实际上是可预测的，因为它们是根据一个称为"种子"的初始值计算的。
- 这个时候我们就要使用到一个C语言中的另一个函数叫做随机种子srand()，我们通过cplusplus我们再来看看
- 这个时候我们有了这个函数是不够的，一般还要再配合使用一个时间戳函数
time()，不会使用的话也可以在cplusplus中查看
- 我们可以这样直接使用，下面我们来详细介绍一下这段代码
srand((unsigned int)time(NULL));
- time(NULL) 返回当前的系统时间，表示从某个固定时间点（通常是1970年1月1日午夜）到现在的秒数。
- (unsigned int) 是将时间转换为无符号整数。srand 函数的参数应该是一个无符号整数，因此这里进行了强制类型转换。
- 最终，srand((unsigned int)time(NULL)); 将当前时间作为种子传递给 srand 函数，以初始化伪随机数生成器。
- 这个time()函数是要包含头文件的
#include - 还可以加上一个猜数字的次数，如果只能猜10次，次数用完了就结束了，并告知要猜的数字~~
while (1) { printf("次数还有%d\n", flag); printf("请输入猜的数字>:"); scanf("%d", &input); if (input > random_num) { printf("猜大了\n"); flag--; } else if (input < random_num) { printf("猜小了\n"); flag--; } else { printf("恭喜你，猜对了\n"); break; } if (flag == 0) { printf("次数用完了，数字是%d", random_num); break; } }
完整的代码：>
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <time.h> //设置猜的数字次数多少 #define NUM 10 void menu() { printf("**********************\n"); printf("****** 1.play *******\n"); printf("****** 0.exit *******\n"); printf("**********************\n"); } void game() { int guess = 0; int ret = rand() % 100 + 1; int count = NUM; while (1) { printf("你还有%d次机会\n", count); printf("请猜数字:>"); scanf("%d", &guess); if (guess > ret) { printf("猜大了！\n"); } else if (guess < ret) { printf("猜小了！\n"); } else { printf("恭喜你，猜对了！\n"); break; } count--; if (count == 0) { printf("次数用完，正确的数字是%d\n", ret); break; } } } int main() { int input = 0; srand((unsigned int)time(NULL));//生成随机数 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，请重新选择！\n"); break; } } while (input); return 0; }
- 我们最后增加了一个次数限制，这样我们对一个猜数字游戏有更有游戏体验感~~
