初识C语言2——分支语句和循环语句

简介: 初识C语言2——分支语句和循环语句

1.什么是语句?

C语言的语句可以分为以下五类:

①表达式语句;

②函数调用语句;

③复合语句;

④空语句;

⑤控制语句;

而本次我们要介绍的分支和循环语句就属于控制语句的范畴。

简单来说,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语言支持的三种结构: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。这九种控制语句又可以分为以下三类:

1.分支语句(条件判断语句):if语句、switch语句;

2.循环语句:do while语句、while语句、for语句;

3.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)

 一生当中,我们面临着许多选择,比如高考后选择哪所大学又选择哪个专业,又比如大学毕业后是选择接着读研还是直接就业亦或是选择创业……这些都是选择!而C语言正是从实际生活出发为我们提供了选择结构,它包括if语句和switch语句。

2.1 if语句

语法结构(初识C语言1中提到过)

单分支:

①if(表达式)

语句;

意思是:若表达式的值为真(非0),则往下执行语句。

②if(表达式)

语句1;

else

语句2;

意思是:若表达式的值为真(非0),则执行语句1;若为假(0),则执行语句2。

多分支:

③if(表达式1)

语句1;

else if(表达式2)

语句2;

else

语句3;

意思是:若表达式1的值为真(非0),则执行语句1;为假(0),则判断表达式2的值,若为真则执行语句2,若为假则执行语句3。

④更多的分支以此类推。

利用选择语句我们想实现这样一个多分支程序:

如果年龄在12岁以下我们输出‘少年’;13~18岁输出‘青少年’;19~35岁输出‘青年’;36~70岁输出‘老青年’;71~100岁输出‘老年’;101岁以上输出‘老寿星’;有代码:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int age = 12;
  printf("请输入年龄:\n");
  scanf("%d", &age);
  if (age <= 12)
  {
    printf("少年\n");
  }
  else if (age >= 13 && age <= 18)
  {
    printf("青少年\n");
  }
  else if (age >= 19 && age <= 35)
  {
    printf("青年\n");
  }
  else if (age >= 36 && age <= 70)
  {
    printf("老青年\n");
  }
  else if (age >= 71 && age <= 100)
  {
    printf("老年\n");
  }
  else
  {
    printf("老寿星\n");
  }
  return 0;
}

运行结果:

2.2 switch语句

2.2.1switch语句基本形式

switch语句也是一种分支语句,常常用于多分支语句。

比如:我们想

输入1,输出一月;输入2,输出二月;输入3,输出三月;输入4,输出四月;输入5,输出五月;输入6,输出六月;输入7,输出七月;输入8,输出八月;输入9,输出九月;输入10,输出十月;输入11,输出十一月;输入12,输出十二月。

如果用if...else当然也能够实现,可是那样写未免太繁琐了,这时候我们就可以用到switch语句了。

switch语句基本形式:

switch(整型表达式)

{

case 整型常量表达式1:

        语句1;

case 整型常量表达式2:

        语句2;

......

}

依此,上述问题的代码就可以这样写:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int mon = 0;
  scanf("%d", &mon);
  switch (mon)
  {
  case 1:
    printf("一月\n");
  case 2:
    printf("二月\n");
  case 3:
    printf("三月\n");
  case 4:
    printf("四月\n");
  case 5:
    printf("五月\n");
  case 6:
    printf("六月\n");
  case 7:
    printf("七月\n");
  case 8:
    printf("八月\n");
  case 9:
    printf("九月\n");
  case 10:
    printf("十月\n");
  case 11:
    printf("十一月\n");
  case 12:
    printf("十二月\n");
  }
  return 0;
}

输出结果:

这时候问题就发生了:我们输入1想得到的只有一月,可是你把一到十二个月都给我输出了,这是怎么回事呢?!

这是因为,case后面的常量表达式实际上只起语句标号作用,而不起条件判断作用,即:这个常量表达式只是开始执行处的入口符号。

因此,case后面的表达式一旦与switch后面圆括号里的表达式的值相匹配,程序进入到switch语句后就从此标号处开始执行,并且执行完一个case语句后就自动进入到下一个case语句继续执行,直到退出switch语句。

那么,怎么才能得到我们想要的结果呢?这时就不得不用到我们的转向语句break了。

2.2.2在switch语句中的break

因此在switch语句中,我们没法直接实现分支,搭配break使用才能实现真正的分支。(break翻译成中文就有打破、中止的意思。)

所以上述问题的代码可以这样来写:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int mon = 0;
  scanf("%d", &mon);
  switch (mon)
  {
  case 1:
    printf("一月\n");
    break;
  case 2:
    printf("二月\n");
    break;
  case 3:
    printf("三月\n");
    break;
  case 4:
    printf("四月\n");
    break;
  case 5:
    printf("五月\n");
    break;
  case 6:
    printf("六月\n");
    break;
  case 7:
    printf("七月\n");
    break;
  case 8:
    printf("八月\n");
    break;
  case 9:
    printf("九月\n");
    break;
  case 10:
    printf("十月\n");
    break;
  case 11:
    printf("十一月\n");
    break;
  case 12:
    printf("十二月\n");
    break;
  }
  return 0;
}

运行结果:

有时候我们的需求变了:

我们想输入1~3,输出的是属于第一季度;输入4~6,输出属于第二季度;输入7~9,输出属于第三季度;输入10~12,输出属于第四季度。

我们便可以这样实现:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int mon = 0;
  scanf("%d", &mon);
  switch (mon)
  {
  case 1:
  case 2:
  case 3:
    printf("属于第一季度\n");
    break;
  case 4:
  case 5:
  case 6:
    printf("属于第二季度\n");
    break;
  case 7:
  case 8:
  case 9:
    printf("属于第三季度\n");
    break;
  case 10:
  case 11:
  case 12:
    printf("属于第四季度\n");
    break;
  }
  return 0;
}

运行结果:

2.2.3default子句

思考这样的一个问题:如果表达式的值与所有的case标签的值都不匹配怎么办?就像上面的问题,如果我们输入的数字不是1~12,我偏偏要输入13,这时候会出现什么结果呢?

其实也不会有什么大问题,如果那样做了,程序会正常运行,也不会报错,但是你会发现程序没有输出值就直接结束了。

可是,我不想要程序这样,我想让程序反馈给我一个信息,我想让它告诉我:你输错值了,重新输入吧!

这时候就轮到default上场了:

(default翻译成中文就有违约、默认的意思)当我们想达到如上所说的目的时,就可以在任何一个case标签后加上default。如图:

注意:每个switch语句中只能出现一条default子句,但是它可以放在任何一个case语句的后面,而且语句流会像执行一个case标签一样执行default子句。因此大多数情况下我们都将其放在switch语句的最后面,即最后一个case语句的后面,一方面是让代码看起来更有层次感,另一方面因为大多数情况下我们输入的值可能并轮不到default发挥作用,放在最后可以尽量减少default的执行,提高程序运行效率。

3.循环语句

 说选择语句的时候,假如我们在面临大学毕业的选择时选择了考研,并且明确了目标一定一定要考上清华的研究生,一年考不上我就二战,二战考不上我就三战,三战考不上我就……直到考上为止。这就是一个循环的过程,联系实际生活,C语言也为我们提供了循环语句,分别为while语句,do...while语句,for语句。

3.1while语句

3.1.1while语句基本形式

while语句在初识C语言1中提到过,见初识C语言1(4.2).

3.1.2while语句中的break与continue

break介绍

break在前面的switch中提到过,其在程序中的作用如出一辙,看代码:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int i = 1;
  while (i <= 9)
  {
    printf("%d ", i);
    i = i + 1; 
  }
  return 0;
}

我们已经知道这样一串代码打印的是数字1~9,可是我又把代码这样写会出现什么结果呢?

可见,当i=5时,循环直接结束了。

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

我们把上面代码中的break换成continue会发生什么情况呢?看图:

可见程序输出也是只输出了1 2 3 4,与break似乎一样,可是仔细观察,此时的光标一直在闪烁,程序并没有运行结束呀!这是为什么呢?

先不解释,我们把i=i+1;放到if的上面再观察一下运行结果:

可见这次5没有输出,这又是为什么呢?

这就涉及到continue的用法了:

continue是用于终止本次循环的,也就是continue后面的代码不会再执行,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。

即:在第一个程序中,当i=5时,遇到continue,程序跳转回到while的判断部分,发现i=5小于9,于是继续进入循环,每次遇到continue又回来,发现i一直都是等于5的,所以程序一直在此之间循环往复,continue后面的程序到死都不会执行,程序也就永远不会结束,也就是说死循环了!

 可是在第二个程序中,当i=5时,遇到continue,程序跳转回到while的判断部分,发现i=5小于9,于是继续进入循环,可是接着我们就遇到i=i+1了呀,此时的i就等于6,也就是说,整个程序跳过了i=5,程序正常结束。

3.2for语句

我们已经知道了while循环,但是为什么还要一个for循环呢?首先来看一下for循环的语法:

3.2.1for循环语法

for(表达式1;表达式2;表达式3)

{

循环语句;

}

解释:

表达式1:为初始化部分,用于初始化循环变量;

表达式2:为条件判断部分,用于判断循环什么时候终止;

表达式3:为调整部分,用于循环条件的调整。

3.2.2for循环实例

与while一样,我们先打印数字1~9:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int i = 0;
  for (i = 1; i <= 9; i = i + 1)
    printf("%d ", i);
  return 0;
}

再打印九九乘法表:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int i = 0;
  int j = 0;
  for (i = 1; i <= 9; i = i + 1)
  {
    for (j = 1; j <= i; j = j + 1)
    {
      printf("%d*%d=%d ", j, i, i * j);
    }
    printf("\n");
  }
    return 0;
}

3.2.3for循环与while循环比较

打印数字1~9:

我们可以发现在while循环中依然存在循环的三个必须条件,可是如果循环体很长的话,while循环中的三个部分很可能偏离较远,查找修改起来就不够集中方便。

因此,for循环使用的频率会更高。

3.3do...while循环

3.3.1do语句的语法

do

   {

    循环体;

  }

while(表达式);

3.3.2do语句的特点

do与while和for语句不同的是,后者是先判断条件再进入循环,而前者是先进入循环执行一次循环体再判断条件,也就是说,在do...while语句中,循环至少要进行一次,因其使用场景有限,所以do...while循环使用的频率是最低的。

3.3.3do...while循环实例

打印数字1~9:

最后:

(break与continue也可以用在for循环和do...while循环中,它们的意义与在while中的意义是一样的,但也并不是完全相同,大体思路与while相似,所以在for与do...while中也就没有提到break与continue的内容)

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