【C语言基础】:分支与循环

简介: 【C语言基础】:分支与循环

C语言是一门结构化的程序设计语言,C语言的结构分为: 顺序结构、 选择结构、 循环结构。

一、顺序结构

简单来说就是指程序中的语句按照书写顺序依次执行,不存在跳转、选择或循环等语句控制程序流程的情况。

在C语言中,每个语句以分号 ; 结束,多个语句可以组成代码块,用一对大括号 {} 括起来。

这里举个简单的例子:

#include <stdio.h>

int main() {
    int a, b, sum;
    printf("请输入两个整数:");
    scanf("%d%d", &a, &b);
    sum = a + b;
    printf("它们的和为:%d", sum);
    return 0;
}

在这个程序中,语句的执行顺序是固定的,即先执行第一条语句,再执行第二条语句,最后执行第三条语句。这就是顺序结构的特点。


二、分支结构

C语言中的分支结构用于根据条件执行不同的代码块。常见的分支结构包括if语句和switch语句。


1. if 语句

if语句用于根据条件判断是否执行某个代码块。语法如下:

if (表达式) {
    // 如果条件为真,执行这里的代码块
}

注意·:当if语句下面只有一个语句时,大括号可以省略。

在C语言中,0为假,非0表示真,也就是表达式的结果如果是0,则语句不执行,表达式的结果如果不是0,则语句执行。

这里举一个简单的例子:

#include <stdio.h>

int main(){
  int num;
    printf("请输入一个整数:");
    scanf("%d", &num);
    if (num > 0) {
        printf("这是一个正数。\n");
    } 
    return 0;
}

在这个程序中,如果输入一个正数,那么他会打印这是一个正数。输入0或者负数则不会打印。

image.png

2. if…else… 语句

C语言中的if…else…语句用于根据条件判断执行不同的代码块。它的语法如下:

if (表达式) {
    // 如果条件为真,执行这里的代码块
} else {
    // 如果条件为假,执行这里的代码块
}

注意·:当if…else… 语句下面只有一个语句时,大括号可以省略。

#include <stdio.h>

int main() {
    int num;
    printf("请输入一个整数:");
    scanf("%d", &num);
    if (num > 0) {
        printf("这是一个正数。\n");
    } else {
        printf("这是0或者负数。\n");
    }
    return 0;
}

在这个程序中,如果输入一个正数,那么他会打印这是一个正数。输入0或者负数则会打印这是0或者负数。

image.png

3. 嵌套if

在if…else… 语句中,else可以与另一个if语句连用,构成多重判断。

例如:

#include <stdio.h>

int main() {
    int num;
    printf("请输入一个整数:");
    scanf("%d", &num);
    if (num > 0) 
        printf("这是一个正数。\n");
    else if (num < 0) 
        printf("这是一个负数。\n");
    else 
        printf("这是零。\n");
    return 0;
}

在这个程序中,如果输入一个正数,那么他会打印这是一个正数。输入0则会打印这是零。输入负数则会打印这是一个负数。

以上就是嵌套了if语句的语法,有了嵌套if语句,就可以完成更加复杂的逻辑。

image.png

悬空else问题

在一个代码中,如果有多个if和else,可以记住这样一条规则,else总是和最接近的if匹配。

#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;
 }

上⾯的代码排版,让 else 和第⼀个 if 语句对齐,让我们以为 else 是和第一个if匹配的,当 if语句不成立的时候,⾃然想到的就是执行 else 子句,打印 haha ,但实际上 else 是和第⼆个 if进行匹配的,这样后边的 if…else 语句是嵌套在第⼀个 if 语句中的,如果第⼀个 if 语句就不成立,嵌套 if 和 else 就没机会执行了,最终啥都不打印。

我们把上面的代码改成下面这样就更容易理解啦:

#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;
 }

如果我们想 else 与第一个 if 进行匹配,可以对其修改成下面这样:

#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;
}

这样 else 就会和第一个 if 进行匹配啦。

switch语句

C语言中的switch语句用于根据一个表达式的值选择执行不同的代码块。它的语法如下:

switch (表达式) {
    case value1:
        // 如果表达式的值等于value1,执行这里的代码块
        break;
    case value2:
        // 如果表达式的值等于value2,执行这里的代码块
        break;
    // 更多的case语句
    default:
        // 如果表达式的值不等于任何一个value,执行这里的代码块
}

其中,表达式中的值会与case后面的常量进行比较。如果找到一个匹配的常量,就会执行相应的代码块;如果没有找到匹配的常量,则执行default后面的代码块(default是可选的)。

【示例】

#include <stdio.h>

int main() {
    int num;
    printf("请输入一个数字:");
    scanf("%d", &num);
    switch (num) {
        case 1:
            printf("这是数字1。\n");
            break;
        case 2:
            printf("这是数字2。\n");
            break;
        case 3:
            printf("这是数字3。\n");
            break;
        default:
            printf("这是其他数字。\n");
    }

    return 0;
}

在这个程序中,根据用户输入的数字,使用switch语句判断它的值,并输出相应的信息。如果num的值是1,执行第一个printf语句;如果num的值是2,执行第二个printf语句;如果num的值是3,执行第三个printf语句;如果num的值不是1、2、3中的任何一个,执行default后面的printf语句。

注意:在每个case的代码块末尾使用break语句来跳出switch语句,否则程序会继续执行下一个case的代码块。

此外,C语言中的switch语句可以使用整数类型、字符类型以及枚举类型作为表达式,但不支持浮点数类型和字符串类型。

case 和后边的数字之间必须有空格。

image.png

三、循环结构

在C语言中,循环结构有三种类型:for循环、while循环和do-while循环。

1. for 循环

for循环是一种常见的循环结构,它的语法如下:

for (初始化表达式; 循环条件; 更新表达式) {
    // 循环体语句
}

其中:

  • 初始化表达式:在循环开始前执行,一般用于变量初始化。
  • 循环条件:执行每次循环前进行判断,为真时继续循环,为假时结束循环。
  • 更新表达式:在每次循环结束后执行,一般用于更新循环变量。


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【示例】

#include <stdio.h>

int main() {
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 5; i++) {
        printf("i = %d\n", i);
    }
    return 0;
}

首先执行表达式1 初始化循环变量,接下来就是执行表达式2 的判断部分, 表达式2 的结果如果==0,则循环结束; 表达式2 的结果如果!=0则执行循环语句,循环语句执行完后,再去执行表达式3 ,调整循环变量,然后再去 表达式2 的地方执行判断,表达式2 的结果是否为0,决定循环是否继续。


整个循环的过程中,表达式1初始化部分只被执行1次,剩下的就是表达式2、循环语句、表达式3在循环。

2.while 循环

在C语言中,while循环是一种基本的循环结构,可以重复执行一个代码块,直到满足某个条件为止。while循环的基本语法如下:

while (表达式)
    语句;  // 如果循环体想包含更多的语句,可以加上⼤括号

其中的表达式是一个逻辑表达式,用于判断循环是否继续执行。如果表达式的值为真(非0),则执行下面的语句;如果表达式的值为假(0),则跳过下面中的语句,结束循环。

while循环的执行流程如下:

  • 首先,计算表达式的值;
  • 如果表达式的值为假(0),则跳过循环体,结束循环;
  • 如果表达式的值为真(非0),则执行循环体中的语句;
  • 再次计算表达式的值,重复执行步骤2和3,直到表达式的值为假(0)。


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在while循环中,通常需要使用一个循环计数器或循环标志来控制循环的次数或退出循环。在循环体中,可以使用break和continue语句来提前结束循环或跳过本次循环。

【示例】

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

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在这个示例代码中,我们使用int i作为循环计数器,并在while循环中使用逻辑表达式i <= 10判断循环是否继续执行。如果i <= 10为真,执行printf("%d ", i)语句输出当前的数字;然后将计数器i加1,继续重复上述过程,直到i <= 10为假。最后,通过return 0语句结束程序。

3. do-while 循环

在C语言中,当我们需要先执行循环体,然后再判断循环条件是否满足时,可以使用do-while循环。

do-while循环的语法如下:

do {
    // 循环体
} while (循环条件);

其中do表示先执行循环体,while表示判断循环条件是否满足,如果满足则继续执行循环体,否则退出循环。

与while循环不同的是,do-while循环保证循环体至少执行一次,即使循环条件一开始就不满足。

【示例】

#include <stdio.h>
int main() {
    int i = 1, sum = 0;
    do {
        sum += i;
        i++;
    } while (i <= 10);
    printf("1+2+...+10=%d\n", sum);
    return 0;
}

在上面的代码中,我们使用sum变量记录累加和,使用i变量记录当前的数字。在循环体中,我们先将当前数字加入累加和中,然后将i加1,最后判断i是否小于等于10,如果满足则继续执行循环体,否则退出循环。

感谢各位大佬的浏览,如有错误或不足之处,请私信,我会及时解决。

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