【C语言初阶】分支语句和循环语句

目录

一、什么是语句

二、分支语句

2.1 if 语句

2.1.1 悬空else

2.1.2 if 书写形式的对比

2.2 switch语句

2.2.1 在switch语句中的 break

2.2.2 default子句

2.2.3 练习

三、循环语句

3.1 while循环

3.1.1 while语句中的break

3.1.2 while语句中的continue

3.2 for循环

3.2.1 语法

3.2.2 break和continue在for循环中

3.2.3 for语句的循环控制变量

3.2.4 一些for循环的变种

3.3 do...while()循环

3.3.1 do语句的语法：

3.3.2 执行流程

3.3.3 do语句的特点 

3.3.4 do while循环中的break和continue

四、goto语句

一、什么是语句

C语句可分为以下五类：

  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

        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。

可分成以下三类：

  1. 条件判断语句也叫分支语句：if语句、switch语句；
  2. 循环执行语句：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。

二、分支语句

2.1 if 语句

if 语句的语法结构是怎么样的呢？

语法结构：
if(表达式)语句;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;

示例代码：

//代码1
#include <stdio.h>
int main()
{int age = 0;scanf("%d", &age);if(age<18){printf("未成年\n");}
}//代码2
#include <stdio.h>
int main()
{int age = 0;scanf("%d", &age);if(age<18){printf("未成年\n");}else{printf("成年\n");}
}//代码3
#include <stdio.h>
int main()
{int age = 0;scanf("%d", &age);if(age<18){printf("少年\n");}else if(age>=18 && age<30){printf("青年\n");}else if(age>=30 && age<50){printf("中年\n");}else if(age>=50 && age<80){printf("老年\n");}else{printf("老寿星\n");} 
}

如果表达式的结果为真，则语句执行。

在C语言中如何表示真假？ 0表示假，非0表示真。

如果条件成立，要执行多条语句，则应该使用代码块。

#include <stdio.h>
int main()
{if(表达式){语句列表1；}else{语句列表2；}return 0;
}//这里的一对 { } 就是一个代码块。

2.1.1 悬空else

当你写了这个代码：

#include <stdio.h>
int main()
{int a = 0;int b = 2;if(a == 1)if(b == 2)printf("hehe\n");elseprintf("haha\n");return 0;
}

改正：

//适当的使用{}可以使代码的逻辑更加清楚。
//代码风格很重要
#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;
}

else的匹配：else是和它离的最近的if匹配的。

2.1.2 if 书写形式的对比

//代码1
if (condition) {return x;
}
return y;//代码2
if(condition)
{return x;
}
else
{return y;
}//代码3
int num = 1;
if(num == 5)
{printf("hehe\n");
}//代码4
int num = 1;
if(5 == num)
{printf("hehe\n");
}

代码2和代码4更好，逻辑更加清晰，不容易出错。

2.2 switch语句

switch语句也是一种分支语句。 常常用于多分支的情况。 比如：

  • 输入1，输出星期一
  • 输入2，输出星期二
  • 输入3，输出星期三
  • 输入4，输出星期四
  • 输入5，输出星期五
  • 输入6，输出星期六
  • 输入7，输出星期日

如果写成 if...else if ...else if 的形式太复杂，得有不一样的语法形式， 这就是switch 语句。

switch(整型表达式)
{语句项；
}

语句项是什么呢？

//是一些case语句：
//如下：
case 整形常量表达式:语句;

2.2.1 在switch语句中的 break

在switch语句中，我们没办法直接实现分支，搭配break使用才能实现真正的分支。 比如：

#include <stdio.h>
int main()
{int day = 0;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;}return 0;
}

有时候我们的需求变了：

  1. 输入1-5，输出的是“weekday”;
  2. 输入6-7，输出“weekend”

所以我们的代码就应该这样实现了：

#include <stdio.h>
//switch代码演示
int main()
{int day = 0;switch(day){case 1：case 2:case 3:case 4:case 5:printf("weekday\n");break;case 6:case 7:printf("weekend\n");break;}return 0;
}

break语句的实际效果是把语句列表划分为不同的分支部分。

2.2.2 default子句

如果表达的值与所有的case标签的值都不匹配怎么办？

        其实也没什么，结构就是所有的语句都被跳过而已。 程序并不会终止，也不会报错，因为这种情况在C中并不认为是个错误。 但是，如果你并不想忽略不匹配所有标签的表达式的值时该怎么办呢？ 你可以在语句列表中增加一条default子句，把下面的标签

default：

写在任何一个 case 标签可以出现的位置。

当 switch 表达式的值并不匹配所有 case 标签的值时，这个 default 子句后面的语句就会执行。 所以，每个switch语句中只能出现一条default子句。 但是它可以出现在语句列表的任何位置，而且语句流会像执行一个case标签一样执行default子句。

2.2.3 练习

#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;
}

三、循环语句

3.1 while循环

        前面介绍了if语句：当条件满足的情况下，if语句后的语句执行，否则不执行。 但是这个语句只会执行一次。 由于我们发现生活中很多的实际的例子是：同一件事情我们需要完成很多次。 那我们怎么做呢？ C语言中给我们引入了： while 语句，可以实现循环。

//while 语法结构
while(表达式)循环语句;

while语句执行的流程：

比如我们实现： 在屏幕上打印1-10的数字。

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

3.1.1 while语句中的break

//break 代码实例
#include <stdio.h>
int main()
{int i = 1;while(i<=10){if(i == 5)break;printf("%d ", i);i = i+1;}return 0;
}

        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。

3.1.2 while语句中的continue

//continue 代码实例
#include <stdio.h>
int main()
{int i = 1;while(i<=10){i = i+1;if(i == 5)continue;printf("%d ", i);}return 0;
}

        continue在while循环中的作用就是： continue是用于终止本次循环的，也就是本次循环中continue后边的代码不会再执行， 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。

3.2 for循环

3.2.1 语法

for(表达式1; 表达式2; 表达式3)循环语句;

表达式1

表达式1为初始化部分，用于初始化循环变量的。

表达式2

表达式2为条件判断部分，用于判断循环时候终止。

表达式3

表达式3为调整部分，用于循环条件的调整。

实际的问题： 使用for循环 在屏幕上打印1-10的数字

#include <stdio.h>
int main()
{int i = 0;//for(i=1/*初始化*/; i<=10/*判断部分*/; i++/*调整部分*/)for(i=1; i<=10; i++){printf("%d ", i);}return 0;
}

for循环的执行流程图：

现在我们对比一下for循环和while循环。

int i = 0;
//实现相同的功能，使用while
i = 1;    //初始化部分
while(i<=10)//判断部分
{printf("hehe\n");i = i + 1;    //调整部分
}//实现相同的功能，使用while
for(i = 1; i <= 10; i++)
{printf("hehe\n");
}

        可以发现在while循环中依然存在循环的三个必须条件，但是由于风格的问题使得三个部分很可能偏离较 远，这 查找修改就不够集中和方便。所以，for循环的风格更胜一筹；for循环使用的频率也最高。

3.2.2 break和continue在for循环中

        我们发现在for循环中也可以出现break和continue，他们的意义和在while循环中是一样的。 但是还是有些差异：

//代码1
#include <stdio.h>
int main()
{int i = 0;for(i=1; i<=10; i++){if(i == 5)break;printf("%d ",i);}return 0;
}//代码2
#include <stdio.h>
int main()
{int i = 0;for(i=1; i<=10; i++){if(i == 5)continue;printf("%d ",i);}return 0;
}

3.2.3 for语句的循环控制变量

建议：

  1. 不可在for 循环体内修改循环变量，防止 for 循环失去控制。
  2. 建议for语句的循环控制变量的取值采用“前闭后开区间”写法。
int i = 0;
//前闭后开的写法
for(i=0; i<10; i++)
{}//两边都是闭区间
for(i=0; i<=9; i++)
{}

3.2.4 一些for循环的变种

#include <stdio.h>
int main()
{//代码1for(;;){printf("hehe\n");}//for循环中的初始化部分，判断部分，调整部分是可以省略的，但是不建议初学时省略，容易导致问
题。//代码2int i = 0;int j = 0;//这里打印多少个hehe?for(i=0; i<10; i++){for(j=0; j<10; j++){printf("hehe\n");}}//代码3int i = 0;int j = 0;//如果省略掉初始化部分，这里打印多少个hehe?for(; i<10; i++){for(; j<10; j++){printf("hehe\n");}}//代码4-使用多余一个变量控制循环int x, y;for (x = 0, y = 0; x<2 && y<5; ++x, y++){printf("hehe\n");}return 0;
}

3.3 do...while()循环

3.3.1 do语句的语法：

do循环语句;
while(表达式);

3.3.2 执行流程

3.3.3 do语句的特点 

循环至少执行一次，使用的场景有限，所以不是经常使用。

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

3.3.4 do while循环中的break和continue

#include <stdio.h>
int main()
{int i = 10;do{if(5 == i)break;printf("%d\n", i);}while(i<10);   return 0;
}#include <stdio.h>
int main()
{int i = 10;do{if(5 == i)continue;printf("%d\n", i);}while(i<10);  return 0;
}

四、goto语句

        C语言中提供了可以随意滥用的 goto语句和标记跳转的标号。 从理论上 goto语句是没有必要的，实践中没有goto语句也可以很容易的写出代码。 但是某些场合下goto语句还是用得着的，最常见的用法就是终止程序在某些深度嵌套的结构的处理过程。

例如：一次跳出两层或多层循环。

        多层循环这种情况使用break是达不到目的的。它只能从最内层循环退出到上一层的循环。 goto语言真正适合的场景如下：

for(...)for(...){for(...){if(disaster)goto error;}}…
error:if(disaster)// 处理错误情况

下面是使用goto语句的一个例子，然后使用循环的实现方式替换goto语句： 一个关机程序

#include <stdio.h>
int main()
{char input[10] = {0};system("shutdown -s -t 60");
again:printf("电脑将在1分钟内关机，如果输入：我是猪，就取消关机!\n请输入:>");scanf("%s", input);if(0 == strcmp(input, "我是猪")){system("shutdown -a");}else{goto again;}return 0;
}

如果不适用goto语句，则可以使用循环：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{char input[10] = {0};system("shutdown -s -t 60");while(1){printf("电脑将在1分钟内关机，如果输入：我是猪，就取消关机!\n请输入:>");scanf("%s", input);if(0 == strcmp(input, "我是猪")){system("shutdown -a");break;}}return 0;
}

关于shutdown命令的扩展

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