流程控制基本概念

默认情况下程序运行后，系统会按书写顺序从上至下依次执行程序中的每一行代码。但是这并不能满足我们所有的开发需求, 为了方便我们控制程序的运行流程，C语言提供3种流程控制结构，不同的流程控制结构可以实现不同的运行流程。
这3种流程结构分别是顺序结构、选择结构、循环结构
顺序结构:
- 按书写顺序从上至下依次执行
选择结构
- 对给定的条件进行判断，再根据判断结果来决定执行代码
循环结构
- 在给定条件成立的情况下，反复执行某一段代码

选择结构

C语言中提供了两大选择结构, 分别是if和switch

选择结构if

if第一种形式
- 表示如果表达式为真,执行语句块1,否则不执行

if(表达式) {
  语句块1;
}
后续语句;

if(age >= 18) {
  printf("开网卡\n");
}
printf("买烟\n");

if第二种形式
- 如果表达式为真,则执行语句块1,否则执行语句块2
- else不能脱离if单独使用

if(表达式){
  语句块1;
}else{
  语句块2;
}
后续语句;

if(age > 18){
  printf("开网卡\n");
}else{
  printf("喊家长来开\n");
}
printf("买烟\n");

if第三种形式
- 如果"表达式1"为真,则执行"语句块1",否则判断"表达式2",如果为真执行"语句块2",否则再判断"表达式3",如果真执行"语句块3", 当表达式1、2、3都不满足,会执行最后一个else语句
- 众多大括号中,只有一个大括号中的内容会被执行
- 只有前面所有添加都不满足, 才会执行else大括号中的内容

if(表达式1) {
  语句块1;
}else if(表达式2){
  语句块2;
}else if(表达式3){
  语句块3;
}else{
  语句块4;
}
后续语句;

if(age>40){
  printf("给房卡");
}else if(age>25){
  printf("给名片");
}else if(age>18){
   printf("给网卡");
}else{
  printf("给好人卡");
}
printf("买烟\n");

if嵌套
- if中可以继续嵌套if, else中也可以继续嵌套if

if(表达式1){
    语句块1;
   if(表达式2){
      语句块2;
  }
}else{
   if(表达式3){
      语句块3;
  }else{
      语句块4;
  }
}

if注意点
- 任何数值都有真假性

#include <stdio.h>
int main(){
    if(0){
        printf("执行了if");
    }else{
        printf("执行了else"); // 被执行
    }
}

- 当if else后面只有一条语句时, if else后面的大括号可以省略

    // 极其不推荐写法
    int age = 17;
    if (age >= 18)
        printf("开网卡\n");
    else
        printf("喊家长来开\n");

- 当if else后面的大括号被省略时, else会自动和距离最近的一个if匹配

#include <stdio.h>
int main(){
    if(0)
    if(1)
    printf("A\n");
    else // 和if(1)匹配
    printf("B\n");
    else // 和if(0)匹配, 因为if(1)已经被匹配过了
    if (1)
    printf("C\n"); // 输出C
    else // 和if(1)匹配
    printf("D\n");
}

- 如果if else省略了大括号, 那么后面不能定义变量

#include <stdio.h>
int main(){
    if(1)
        int number = 10; // 系统会报错
    printf("number = %i\n", number);
}

#include <stdio.h>
int main(){
    if(0){
        int number = 10; 
    }else
        int value = 20; // 系统会报错
    printf("value = %i\n", value);
}

- C语言中分号(;)也是一条语句, 称之为空语句

// 因为if(10 > 2)后面有一个分号, 所以系统会认为if省略了大括号
// if省略大括号时只能管控紧随其后的那条语句, 所以只能管控分号
if(10 > 2);
{
printf("10 > 2");
}
// 输出结果: 10 > 2

- 但凡遇到比较一个变量等于或者不等于某一个常量的时候，把常量写在前面

#include <stdio.h>
int main(){
    int a = 8;
//    if(a = 10){// 错误写法, 但不会报错
    if (10 == a){
      printf("a的值是10\n");
    }else{
     printf("a的值不是10\n");
    }
}

if练习
- 从键盘输入一个整数，判断其是否是偶数，如果是偶数就输出YES，否则输出NO；
- 接收用户输入的1～7的整数，根据用户输入的整数，输出对应的星期几
- 接收用户输入的一个整数month代表月份，根据月份输出对应的季节
- 接收用户输入的两个整数，判断大小后输出较大的那个数
- 接收用户输入的三个整数，判断大小后输出较大的那个数
- 接收用户输入的三个整数，排序后输出
实现石头剪刀布

剪刀石头布游戏:
1)定义游戏规则
  剪刀 干掉 布
  石头 干掉 剪刀
  布 干掉石头
2)显示玩家开始猜拳
3)接收玩家输入的内容
4)让电脑随机产生一种拳
5)判断比较
(1)玩家赢的情况(显示玩家赢了)
(2)电脑赢的情况(显示电脑赢了)
(3)平局(显示平局)

选择结构switch

由于 if else if 还是不够简洁，所以switch 就应运而生了，他跟 if else if 互为补充关系。switch 提供了点的多路选择
格式:

switch(表达式){
    case 常量表达式1:
        语句1;
        break;
    case 常量表达式2:
        语句2; 
        break;
    case 常量表达式n:
        语句n;
        break;
    default:
        语句n+1;
        break;
}

语义:
- 计算"表达式"的值, 逐个与其后的"常量表达式"值相比较,当"表达式"的值与某个"常量表达式"的值相等时, 即执行其后的语句, 然后跳出switch语句
- 如果"表达式"的值与所有case后的"常量表达式"均不相同时,则执行default后的语句
示例:

#include <stdio.h>

int main() {

    int num = 3;
    switch(num){
    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("星期日\n");
        break;
    default:
        printf("回火星去\n");
        break;
    }
}

switch注意点
- switch条件表达式的类型必须是整型, 或者可以被提升为整型的值(char、short)

#include <stdio.h>

int main() {

    switch(1.1){ // 报错
    case 1:
        printf("星期一\n");
        break;
    case 2:
        printf("星期二\n");
        break;
    default:
        printf("回火星去\n");
        break;
    }
}

- case的值只能是常量, 并且还必须是整型, 或者可以被提升为整型的值(char、short)

#include <stdio.h>

int main() {

    int num = 3;
    switch(1){ 
    case 1:
        printf("星期一\n");
        break;
    case 'a':
        printf("星期二\n");
        break;
    case num: // 报错
        printf("星期三\n");
        break;
    case 4.0: // 报错
        printf("星期四\n");
        break;
    default:
        printf("回火星去\n");
        break;
    }
}

- case后面常量表达式的值不能相同

#include <stdio.h>

int main() {
    switch(1){ 
    case 1: // 报错
        printf("星期一\n");
        break;
    case 1: // 报错
        printf("星期一\n");
        break;
    default:
        printf("回火星去\n");
        break;
    }
}

- case后面要想定义变量,必须给case加上大括号

#include <stdio.h>

int main() {
    switch(1){
    case 1:{
        int num = 10;
        printf("num = %i\n", num);
        printf("星期一\n");
        break;
        }
    case 2:
        printf("星期一\n");
        break;
    default:
        printf("回火星去\n");
        break;
    }
}

- switch中只要任意一个case匹配, 其它所有的case和default都会失效. 所以如果case和default后面没有break就会出现穿透问题

#include <stdio.h>

int main() {

    int num = 2;
    switch(num){
    case 1:
        printf("星期一\n");
        break;
    case 2:
        printf("星期二\n"); // 被输出
    case 3:
        printf("星期三\n"); // 被输出
    default:
        printf("回火星去\n"); // 被输出
        break;
    }
}

- switch中default可以省略

#include <stdio.h>

int main() {
    switch(1){
    case 1:
        printf("星期一\n");
        break;
    case 2:
        printf("星期一\n");
        break;
    }
}

- switch中default的位置不一定要写到最后, 无论放到哪都会等到所有case都不匹配才会执行(穿透问题除外)

#include <stdio.h>

int main() {
    switch(3){
    case 1:
        printf("星期一\n");
        break;
    default:
        printf("Other,,,\n");
        break;
    case 2:
        printf("星期一\n");
        break;
    }
}

if和Switch转换
看上去if和switch都可以实现同样的功能, 那么在企业开发中我们什么时候使用if, 什么时候使用switch呢?
- if else if 针对于范围的多路选择
- switch 是针对点的多路选择
判断用户输入的数据是否大于100

#include <stdio.h>

int main() {
    int a = -1;
    scanf("%d", &a);
    if(a > 100){
        printf("用户输入的数据大于100");
    }else{
        printf("用户输入的数据不大于100");
    }
}

#include <stdio.h>

int main() {
    int a = -1;
    scanf("%d", &a);
    // 挺(T)萌(M)的(D)搞不定啊
    switch (a) {
        case 101:
        case 102:
        case 103:
        case 104:
        case 105:
            printf("大于\n");
            break;
        default:
            printf("不大于\n");
            break;
    }
}

练习
- 实现分数等级判定

要求用户输入一个分数，根据输入的分数输出对应的等级
A 90～100  99/10 = 9  90/10= 9  98/10 = 9 100/10 = 10
B 80～89 89/10 = 8
C 70～79
D 60～69
E 0～59

- 实现+ - * / 简单计算器

循环结构

C语言中提供了三大循环结构, 分别是while、dowhile和for
循环结构是程序中一种很重要的结构。
- 其特点是,在给定条件成立时,反复执行某程序段, 直到条件不成立为止。
- 给定的条件称为"循环条件",反复执行的程序段称为"循环体"

循环结构while

格式:

while (  循环控制条件 ) {
    循环体中的语句;
    能够让循环结束的语句;
    ....
}

构成循环结构的几个条件
- 循环控制条件
  - 循环退出的主要依据,来控制循环到底什么时候退出
- 循环体
  - 循环的过程中重复执行的代码段
- 能够让循环结束的语句(递增、递减、真、假等)
  - 能够让循环条件为假的依据,否则退出循环
示例:

int count = 0;
while (count < 3) { // 循环控制条件
    printf("发射子弹~哔哔哔哔\n"); // 需要反复执行的语句
    count++; // 能够让循环结束的语句
}

while循环执行流程
- 首先会判定"循环控制条件"是否为真, 如果为假直接跳到循环语句后面
- 如果"循环控制条件"为真, 执行一次循环体, 然后再次判断"循环控制条件"是否为真, 为真继续执行循环体,为假跳出循环
- 重复以上操作, 直到"循环控制条件"为假为止

#include <stdio.h>
int main(){
    int count = 4;
    // 1.判断循环控制条件是否为真,此时为假所以跳过循环语句
    while (count < 3) { 
        printf("发射子弹~哔哔哔哔\n"); 
        count++; 
    }
    // 2.执行循环语句后面的代码, 打印"循环执行完毕"
    printf("循环执行完毕\n");
}

#include <stdio.h>
int main(){
    int count = 0;
    // 1.判断循环控制条件是否为真,此时0 < 3为真
    // 4.再次判断循环控制条件是否为真,此时1 < 3为真
    // 7.再次判断循环控制条件是否为真,此时2 < 3为真
    // 10.再次判断循环控制条件是否为真,此时3 < 3为假, 跳过循环语句
    while (count < 3) { 
        // 2.执行循环体中的代码, 打印"发子弹"
        // 5.执行循环体中的代码, 打印"发子弹"
        // 8.执行循环体中的代码, 打印"发子弹"
        printf("发射子弹~哔哔哔哔\n"); 
        // 3.执行"能够让循环结束的语句" count = 1
        // 6.执行"能够让循环结束的语句" count = 2
        // 9.执行"能够让循环结束的语句" count = 3
        count++; 
    }
    // 11.执行循环语句后面的代码, 打印"循环执行完毕"
    printf("循环执行完毕\n");
}

while循环注意点
- 任何数值都有真假性

#include <stdio.h>
int main(){
    while (1) { // 死循环
         printf("发射子弹~哔哔哔哔\n");
         // 没有能够让循环结束的语句
    }
}

- 当while后面只有一条语句时,while后面的大括号可以省略

#include <stdio.h>
int main(){
    while (1)  // 死循环
         printf("发射子弹~哔哔哔哔\n");
         // 没有能够让循环结束的语句
}

- 如果while省略了大括号, 那么后面不能定义变量

#include <stdio.h>
int main(){
    while (1)  // 死循环
         int num = 10; // 报错
         // 没有能够让循环结束的语句
}

- C语言中分号(;)也是一条语句, 称之为空语句

#include <stdio.h>
int main(){
    int count = 0;
    while (count < 3);{ // 死循环
       printf("发射子弹~哔哔哔哔\n"); 
       count++; 
    }
}

- 最简单的死循环

// 死循环一般在操作系统级别的应用程序会比较多, 日常开发中很少用
while (1);

while练习
- 计算1 + 2 + 3 + ...n的和
- 获取1～100之间 7的倍数的个数

循环结构do while

格式:

do {
    循环体中的语句;
    能够让循环结束的语句;
    ....
} while (循环控制条件 );

示例

int count = 0;
do {
   printf("发射子弹~哔哔哔哔\n");
   count++;
}while(count < 10);

do-while循环执行流程
- 首先不管while中的条件是否成立, 都会执行一次"循环体"
- 执行完一次循环体,接着再次判断while中的条件是否为真, 为真继续执行循环体,为假跳出循环
- 重复以上操作, 直到"循环控制条件"为假为止
应用场景
- 口令校验

#include<stdio.h>
int main()
{
    int num = -1;
    do{
        printf("请输入密码,验证您的身份\n");
        scanf("%d", &num);
    }while(123456 != num);
    printf("主人,您终于回来了\n");
}

while和dowhile应用场景
- 绝大多数情况下while和dowhile可以互换, 所以能用while就用while
- 无论如何都需要先执行一次循环体的情况, 才使用dowhile
- do while 曾一度提议废除，但是他在输入性检查方面还是有点用的

循环结构for

格式:

for(初始化表达式；循环条件表达式；循环后的操作表达式) {
    循环体中的语句;
}

示例

for(int i = 0; i < 10; i++){
    printf("发射子弹~哔哔哔哔\n");
}

for循环执行流程
+首先执行"初始化表达式"，而且在整个循环过程中,只会执行一次初始化表达式
- 接着判断"循环条件表达式"是否为真，为真执行循环体中的语句
- 循环体执行完毕后，接下来会执行"循环后的操作表达式"，然后再次判断条件是否为真,为真继续执行循环体,为假跳出循环
- 重复上述过程，直到条件不成立就结束for循环
for循环注意点:
- 和while一模一样
- 最简单的死循环for(;;);
for和while应用场景
- while能做的for都能做, 所以企业开发中能用for就用for, 因为for更为灵活
- 而且对比while来说for更节约内存空间

int count = 0; // 初始化表达式
while (count < 10) { // 条件表达式
      printf("发射子弹~哔哔哔哔 %i\n", count);
      count++; // 循环后增量表达式
}
// 如果初始化表达式的值, 需要在循环之后使用, 那么就用while
printf("count = %i\n", count);

// 注意: 在for循环初始化表达式中定义的变量, 只能在for循环后面的{}中访问
// 所以: 如果初始化表达式的值, 不需要在循环之后使用, 那么就用for
// 因为如果初始化表达式的值, 在循环之后就不需要使用了 , 那么用while会导致性能问题
for (int count = 0; count < 10; count++) {
     printf("发射子弹~哔哔哔哔 %i\n", count);
}
//     printf("count = %i\n", count);

// 如果需要使用初始化表达式的值, 也可以将初始化表达式写到外面
int count = 0;
for (; count < 10; count++) {
     printf("发射子弹~哔哔哔哔\n", count);
}
printf("count = %i\n", count);

四大跳转

C语言中提供了四大跳转语句, 分别是return、break、continue、goto
break:
- 立即跳出switch语句或循环
应用场景:
- switch
- 循环结构
练习
- 打印 10 的所有加法组和
break注意点:
- break离开应用范围，存在是没有意义的

if(1) {
  break; // 会报错
}

- 在多层循环中,一个break语句只向外跳一层

while(1) {
  while(2) {
    break;// 只对while2有效, 不会影响while1
  }
  printf("while1循环体\n");
}

- break下面不可以有语句，因为执行不到

while(2){
  break;
  printf("打我啊!");// 执行不到
}

continue
- 结束本轮循环，进入下一轮循环
应用场景:
- 循环结构
continue注意点:
- continue离开应用范围，存在是没有意义的

if(1) {
  continue; // 会报错
}

goto
- 这是一个不太值得探讨的话题，goto 会破坏结构化程序设计流程，它将使程序层次不清，且不易读，所以慎用
- goto 语句，仅能在本函数内实现跳转，不能实现跨函数跳转(短跳转)。但是他在跳出多重循环的时候效率还是蛮高的

#include <stdio.h>
int main(){
    int num = 0;
// loop:是定义的标记
loop:if(num < 10){
        printf("num = %d\n", num);
        num++;
        // goto loop代表跳转到标记的位置
        goto loop;
    }
}

#include <stdio.h>
int main(){
    while (1) {
        while(2){
            goto lnj;
        }
    }
    lnj:printf("跳过了所有循环");
}

return
- 结束当前函数，将结果返回给调用者
- 不着急, 放一放,学到函数我们再回头来看它

循环的嵌套

循环结构的循环体中存在其他的循环结构，我们称之为循环嵌套
- 注意: 一般循环嵌套不超过三层
- 外循环执行的次数 * 内循环执行的次数就是内循环总共执行的次数
格式:

while(条件表达式) {
    while循环结构 or dowhile循环结构 or for循环结构
}

for(初始化表达式；循环条件表达式；循环后的操作表达式) {
    while循环结构 or dowhile循环结构 or for循环结构
}

do {
     while循环结构 or dowhile循环结构 or for循环结构
} while (循环控制条件 );

循环优化
- 在多重循环中，如果有可能，应当将最长的循环放在最内层，最短的循环放在最外层，以减少 CPU 跨切循环层的次数

for (row=0; row<100; row++) {
  // 低效率：长循环在最外层
  for ( col=0; col<5; col++ ) {
    sum = sum + a[row][col];
  }
}

for (col=0; col<5; col++ ) {
  // 高效率：长循环在最内层
  for (row=0; row<100; row++) {
    sum = sum + a[row][col];
  }
}

练习
- 打印好友列表

好友列表1
    好友1
    好友2
好友列表2
    好友1
    好友2
好友列表3
    好友1
    好友2

for (int i = 0; i < 4; i++) {
    printf("好友列表%d\n", i+1);
    for (int j = 0; j < 4; j++) {
        printf("    角色%d\n", j);
    }
}

图形打印

一重循环解决线性的问题，而二重循环和三重循环就可以解决平面和立体的问题了
打印矩形

****
****
****

// 3行4列
//  外循环控制行数
for (int i = 0; i < 3; i++) {
//        内循环控制列数
    for (int j = 0; j < 4; j++) {
        printf("*");
    }
    printf("\n");
}

打印三角形
- 尖尖朝上，改变内循环的条件表达式，让内循环的条件表达式随着外循环的i值变化
- 尖尖朝下，改变内循环的初始化表达式，让内循环的初始化表达式随着外循环的i值变化

*
**
***
****
*****

/*
最多打印5行
最多打印5列
每一行和每一列关系是什么? 列数<=行数
*/
for(int i = 0; i< 5; i++) {
    for(int j = 0; j <= i; j++) {
        printf("*");
    }
    printf("\n");
}

*****
****
***
**
*

for(int i = 0; i< 5; i++) {
    for(int j = i; j < 5; j++) {
        printf("*");
    }
    printf("\n");
}

练习
- 打印特殊三角形

1
12
123

for (int i = 0; i < 3; i++) {
    for (int j = 0; j <= i; j++) {
        printf("%d", j+1);
    }
    printf("\n");
}

- 打印特殊三角形

1
22
333

for (int i = 1; i <= 3; i++) {
    for (int j = 1; j <= i; j++) {
        printf("%d", i);
    }
    printf("\n");
}

- 打印特殊三角形

--*
-***
*****

for (int i = 0; i <= 5; i++) {
    for (int j = 0; j < 5 - i; j++) {
        printf("-");
    }
    for (int m = 0; m < 2*i+1; m++) {
        printf("*");
    }
    printf("\n");
}

- 打印99乘法表

1 * 1 = 1
1 * 2 = 2     2 * 2 = 4
1 * 3 = 3     2 * 3 = 6     3 * 3 = 9

for (int i = 1; i <= 9; i++) {
    for (int j = 1; j <= i; j++) {
        printf("%d * %d = %d \t", j, i, (j * i));
    }
    printf("\n");
}

08-C语言流程控制

流程控制基本概念

选择结构

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循环结构

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