C语言之分支与循环

简介: C语言之分支与循环

一. 前言


分支和循环在C语言中几乎无处不在,作为重要的一部分,精确掌握其语法和运用逻辑,是继续向下学习的“地基”。


二. 分支语句


1. if 分支语句


if 就是如果,如果怎么怎么样就干嘛干嘛,在C语言中,其表达效果也是如此。


if (表达式)   // 表达式为真执行if语句块,随后下面的分支语句都不判断执行,如果为假,判断下一个else if的表达式
{
  语句;
}
else if(表达式)  // 这里的表达式只有if中的表达式为假才会判断其真假,如果为真,执行其语句块并不在判断执行下面的分支,为假则继续向下判断
{
    语句;
}
else // 如果前面分支的表达式都为假,执行else语句块
{
    语句;
}
  • 值得注意的是,if后面如果只跟一条语句的话是可以不用打大括号的,不过最好是要打大括号,以免出现不必要的错误,并且,如果不打括号,那么后面的else就会与最近的if匹配,这样很可能造成bug。

例如:

int main()
{
  int n = 0;
  scanf("%d", &n);  
  if (n <= 10)
    if (n % 2 == 0)
      printf("hehe\n");
  else
    printf("haha\n");
  return 0;
}


如果这里我们输入12,按语法逻辑来说程序一走屏幕上应该是打印 “haha” ,但是,由于没有大括号,那条在格式上是与第一个if对齐的else语句实际上是与离他最近的那个if对齐,而第二个if在第一个if语句之下,所以将不会打印“haha”。


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所以我们一定要养成打大括号的好习惯!


2. switch—case 语句


这里先用段代码来阐明它的基本表达形式:

swtich(表达式)
{
  case 常量表达式:
      执行语句;
    break;
  case 常量表达式:
      执行语句;
    break:
    ......
  default:
      执行语句;
    break:
}


(1) switch 后面括号内的“表达式”必须是整数类型。也就是说可以是 int 型变量、char 型变量,也可以直接是整数或字符常量,哪怕是负数都可以。但绝对不可以是float 型变量、double 型变量、小数常量通通不行,全部都是语法错误。


(2)观察上段代码,case后面跟的都是常量表达式,如果switch后面的表达式与某个case后面的常量表达式相同,那么将会执行这个case后面的语句,我们可以看到,每个case分支后面都跟了个break,这是为什么呢?


我们看看下面这段代码:

///  1-5 为工作日 6 7 为休息日
#include <stdio.h>
int main()
{
  int n = 0;
  scanf("%d", &n);
  switch (n)
  {
  case 1:
    printf("工作日\n");
  case 2:
    printf("工作日\n");
  case 3:
    printf("工作日\n");
  case 4:
    printf("工作日\n");
  case 5:
    printf("工作日\n");
  case 6:
    printf("休息日\n");
  case 7:
    printf("休息日\n");
  default:
    printf("输入错误\n");
  }
  return 0;
}


从上面说的来看理论上我们运行程序输入1会打印 “工作日”,但实际上却不是如此:


469b11bb56a142659a11de56ef2a8fa9.png

当我们输入2时:

d93902ae0b3a4c9aabde8487d458111b.png


由上面的运行结果来看,我们很容易推出,如果case后面没有break,当我们执行一个case,后面的case都会依次被执行,那么我们现在加入break来看看:

ca4c5174224c427fb2fe5bd796441c31.png

997c77943c914056b752aa40d79ce6b0.png

很明显,加入break后,每当执行一个case语句,后面的case便不会在执行,这里我们就清楚了break在switch语句中的作用:那就是停止执行下一个case,跳出switch分支语句。既然break有如此作用,那么上述代码case1-5和case6-7的重复是不是就写麻烦了,为此做出以下改进:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int n = 0;
  scanf("%d", &n);
  switch (n)
  {
  case 1:
  case 2:
  case 3:
  case 4:
  case 5:
    printf("工作日\n");
    break;
  case 6:
  case 7:
    printf("休息日\n");
    break;
  default:
    printf("输入错误\n");
    break;
  }
  return 0;
}

运行结果如下:


1e72d62c811e421cab0948e7330e89b5.png

1ff88cc81d5644f99eddfb6a975d06b5.png


这样的运行结果与每个case后面都加语句和break的运行结果相同,并且代码变得更加简洁了,这是运用了case的性质和break的作用,所以当我们有很多重复项时,用switch—case语句是很好的选择。


我们可以看到,代码里头还有一个 default:它的意思是,如果所有的case都没法执行,那么就执行default 后面的语句,当然,default可以放在switch里的任何一个位置,这是不影响的,别问为啥,语法规定可以哈哈哈哈哈。


三 . 循环语句(while, do-while, for)


循环顾名思义就是重复的做某事,C语言中也是如此,这三种循环大同小异,都存在判断表达式与循环体。


1. while 循环


while (判断表达式)
{
  语句块;
}


如上,如果判断表达式为真,那么就做while里头的代码块,如果判断表达式为假,则while循环不会执行。当判断表达式一直为真时,那么将会重复执行其里面的代码,这时程序会一直运行不停止,所以,在while循环里头,我们要插入能达到我们目的的并且n次循环后能使判断表达式为假的代码,这样,while循环才会在达到我们想要的效果的同时终止循环。


2. do-while 循环


do  // do 就是无论如何先执行一次do大括号里的代码块的语句
{
  代码块;
} while (判断表达式);  // 这里的判断 等do做完后在执行


实际上,do-while 循环与 while 循环的差别就在与 do-while 循环是无论如何先执行一遍大括号里的代码语句再进行判断表达式,而 while 是直接判断表达式是否为真,再决定要不要执行大括号里的语句。

要注意的是,do-while 循环的 while 后面是要加 ”;“ 号的,他表示一个语句的结束标志。


3. for 循环


for (表达式1; 表达式2; 表达式3)
{
  语句块;
}
  表达式1 :初始化表达式
  表达式2 :判断控制表达式
  表达式3 :调节器


9e4ff7d83dd949c5892029ef19b9c25a.png


  • for 循环是将初始化,判断控制表达式,调节功能表达式集为一体的循环。这也是他与while,do-while 循环最大的不同。这也使他运用起来更方便更简洁,所以我认为,for 循环是所有循环里的首选。


4. 比较 (输出1-10的和)


while:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int i = 1;
  int sum = 0;
  while (i <= 10)
  {
    sum += i;
    i++;
  }
  printf("%d", sum);
  return 0;
}


do-while:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int i = 1;
  int sum = 0;
  do
  {
    sum += i;
    i++;
  } while (i <= 10);
  printf("%d", sum);
  return 0;
}

for:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int sum = 0;
  for (int i = 1; i <= 10; i++)
  {
    sum += i;
  }
  printf("%d", sum);
  return 0;
}



三段代码的执行结果是一样的,但其书写形式却不同,我们可以看到,for循环相对于其它两个循环是最简明的。在某些环境中,while与for可以互相换着用(推荐使用for),而在不同情况下,还要具体问题具体分析,但绝大多数用for循环都可以解决,而 do-while 由于他的特殊性只在某些特定的场景才使用。


四. break 与 continue 的作用

1. break


break意为停止终止的意思,他在C语言中被广泛使用,很多分支与循环的调控与衔接都需要它来解决。


1.1 break 在分支中的作用


这里明确指出,break 在 if 分支语句中没有任何作用,他不能跳出 if 语句(语法规定),但是如果在循环里头的 if 分支用 break ,为真程序则跳出(终止)循环。

switch-case 是 break 的真爱粉,其作用在上面 ↑ 讲解switch时有说到。可以这么说,几乎所有的swtich分支语句都需要break。


1.2 break 在循环里的作用


  • 很简单,break 在循环当中的作用就是跳出循环(终止循环的意思)。当你的循环为你达到了某个你需要的结果时你便可以用break跳出循环使循环不在进行。


2. continue


continue 可以说只在循环里头起作用,他的作用是,当你在循环里头满足了执行continue的条件,那么continue将会结束本次循环,直接进行下一次循环。实际上continue在程序设计中用的比较少,它的功能局限性太大了。


五. 总结


分支与循环的语法虽然简单,但它在实际运用中确实烧脑的存在,今后几乎所有你会遇到的问题,他都需要分支与循环来逻辑实现。因此,分支与循环我们不仅要学会,还要练透,并且能十分清楚他的逻辑。


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