【C语言】一文带你拿捏分支和循环语句(一万字详细讲解)

简介: 【C语言】一文带你拿捏分支和循环语句(一万字详细讲解)

1. 什么是语句?


C语言中可分为以下五类:


  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


而在这一部分我们着重介绍的是控制语句


控制语句是用于控制程序的执行流程,以实现程序的各种结构方式,他们有特定的语句定义符组成。

对其进行分类:

  1. 分支语句(条件判断语句):if语句、switch语句
  2. 循环语句:while语句、for语句、do while语句
  3. 转向语句:break语句、continue语句、return语句、goto语句



2. 分支语句


在初识C语言中,我们初步了解过分支语句,接下来我们对其内容进行逐步讲解。


2.1 if语句


2.1.1语法结构

if语句的语法结构可以分为单分支双分支多分支,随着分支数的增加,对于内容的筛选也更加严格。


//单分支
if(表达式)
    语句;
---------
//双分支
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;


2.1.2 样例

#include<stdio.h>
int main()
{
    int score = 0;
    scanf("%d", &score);
    if(score<60)
        printf("不及格\n");
    else if (score >= 60 && score < 70)
        printf("及格\n");
    else if (score >= 70 && score < 85)
        printf("良好\n");
    else
        printf("优秀\n");
    return 0;
}


运行结果:

0a7ec1422d10d2374635e78cb4158b37.png


分析:当我们相对考试成绩做一个较为细致的划分,我们可以使用多分支,当输入成绩后,当数据符合条件时,这个语句就会被执行,一旦符合了一个条件,那么这个分支语句中其他的部分就不会被执行,例如输入89,那么不符合条件的语句就不会被执行,会直接执行else后所对应的语句。


我们不难看出随着分支的增加,这个语句所具有的功能所可以判定的条件也会增加。



2.1.3 常见误区


1. 表达式书写


   if/else if后的条件可千万不能写成60<=score<70的形式,这个表达式的执行顺序为先执行60<=score这个表达式,例如我们输入59,那么这个表达式就会执行,结果为假,这个表达式就变成了0<70,为真,就会执行对应语句,但是59是并不符合条件的,这就与我们的初衷背道而驰了,所对于数学上的一些思想并不完全适用于C语言中。



2. 执行多语句


在分支语句的某一个条件中,想要输出多条语句怎么办?将其放入编译器中看看:


5e9f82f7865258552496a1bf1fdfa405.png

分析:在后面直接加上想要执行的语句,发现报错了,原因是分支语句默认只执行一条语句;

如果想要执行多条语句,那么可以用如下方法:


int main()
{
    int score = 0;
    scanf("%d", &score);
    if (score < 60)
    {
        printf("不及格\n");
        printf("请继续努力\n");
    }
    else
        printf("及格\n");
    return 0;
}



如果条件成立,要执行多条语句,应该使用代码块,一对{ }就是一个代码块。

3.悬空else

#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;
}



这个代码的结果是什么?让我们测试一下:

89acbc4ce15e55d73296cfd340ea696b.png


答案出乎意料,是空语句这是什么原因呢?


   分析:首先我们可以看到一个变化,当我们把代码复制到编译器中,它的对齐发生了改变。在分支语句中,else匹配符合就近原则,默认与靠近的if进行匹配,那么这个if和else就是第一个if的子语句,第一个条件判断都没通过,那么还谈什么执行后面的分支语句呢?

   所以该代码的结果为空。

   所以养成良好的编码风格尤其重要,我们可以写成这样让别人能读懂,读明白,让代码更加优美:


#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;
}



Tips:对于第一段代码,可能大家会有疑惑,if后面不是默认执行一条语句吗,这里是不是多条语句呢?这里其实是一条语句,因为这段代码不是执行if就是执行else,本质还是一条语句。(这也说明了if…else语句可以嵌套使用)。



2.1.4 良好的if书写形式


层次分明:在每个分支后都习惯性用代码块来包括语句,使代码可读性高,清晰明了。

if(condition)
{
    return x;
}
else
{
    return y;
}


常量左置:习惯性地将常量写在左边,避免判断(==)写成赋值(=)而引起的错误,让代码及时报错,形成严谨的风格。

int num = 1;
if(5 == num)
{
    printf("anduin\n");
}



2.2 switch语句


2.2.1语法结构

switch(整形表达式)
{
    语句项;
    //case 整形常量表达式:
        //语句;
}

当接收的数据和case后的整形常量表达式相匹配时,就会执行对应的语句。

warning:表达式必须为整形

2.2.2 样例

#include <stdio.h>
int main()
{
  int day = 0;
    scanf("%d", &day);
  switch (day)
  {
    case 1:
      printf("星期一\n");
    case 2:
      printf("星期二\n");
    case 3:
      printf("星期三\n");
    case 4:
      printf("星期四\n");
    case 5:
      printf("星期五\n");
    case 6:
      printf("星期六\n");
    case 7:
      printf("星期天\n");
  }
  return 0;
}

让我们看一下实际效果:

image.png

代码并没有达到我们想实现的效果,这是为什么?因为它没有固定的出口,他只能一直执行,直到结束,这时就有必要了解一下break语句。



2.2.3 break语句


switch语句中,整形表达式的值只决定从哪里进入语句,并不会规定从哪里跳出语句,这时我们可以用break语句来跳出整个switch语句,例如:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int day = 0;
  scanf("%d", &day);
  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;
       default:
           printf("输入错误\n");
           break;
  }
  return 0;
}

运行结果:image.png


总的来说就是case决定入口,break决定出口。

2.2.4 default子句


如果表达式的值和所有的case标签的值都不匹配怎么办?所有的语句会被跳过,输出空语句

这时我们可以用上段代码中出现的default子句来解决。

让我们测试一下:

c65822db5560e90b8b2122a0052f30f8.png

我们达到了预期结果。


default子句可以写在任意case标签可以出现的位置,简单来说,就算写在开头位置也可以。


当switch表达式的值不匹配所有的case标签的值时,default子句后面的语句就会执行,每个语句只能出现一条default子句。

这里anduin建议大家习惯性地把default子句写在语句末尾处且最好在子句结尾加上break,

设想一下,如果default子句被写在了开头,但是他没有加break,那么结果会如何?

运行结果:

3ba2060c9ad65263d8e7776628080b07.png


这并不是我们想得出的结果,所以考虑美观和准确性,我还是比较倾向于写在语句的末尾处。

总的来说default子句的存在不是必须的,但是是一个锦上添花的存在。



2.2.5 小试牛刀


下列程序输出结果是什么?

#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;
}


分析:这里用到了switch的嵌套,n为1,那么就从case 1进入语句,由于break并不存在,所以依次往下执行,当到达case 3时,m = 3,n = 2,进入case 3所包含的switch语句,执行case 2,m,n进行自增后结束此开关语句,随后进入case 4,此时m = 4,n = 3,最后经过case 4后跳出循环,此时打印的值为m = 5,n = 3.



2.3 一句话总结

分支少,条件连续用if…else语句;分支多,条件层次多,且表达式为整形,用switch语句。




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