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C语言基础第6天：分支循环

news 2025/7/16 7:39:57

一、回顾分支结构

单分支：if...

双分支

if..else..
三目运算符：表达式 1 (条件表达式)? 表达式 2 (语句 1): 表达式 (语句 2); 适用于输出型单语句的双分支。
示例：判断一个数是偶数还是奇数

#include <stdio.h>int main()
{int num = 5;// 双分支:if..elseif (num % 2 == 0) printf("%d 是偶数!\n", num);else printf("%d 是奇数!\n", num);// 双分支:三目运算符// 方式1(num % 2 == 0) ? printf("%d 是偶数!\n", num) : printf("%d 是奇数!\n", num);// 方式2printf("%s\n", (num % 2 == 0) ? "偶数" : "奇数");// 方式3char *p = (num % 2 == 0) ? "偶数" : "奇数";printf("%d 是 %s!\n", num, p);return 0;
}

多分支

if..else.. 嵌套（不推荐）
if..else if....else
switch..case..

二、循环结构

（一）循环结构概述

定义：代码在满足某种条件的前提下，重复执行，就叫做循环结构。

分类

无限循环：其实就是死循环，程序设计中要谨慎使用。
有限循环：循环限定循环次数（for）或者终止循环的条件（while, do..while）。

构成

循环条件：如循环次数或者循环的出口。
循环体：需要重复执行的代码（也就是 {} 包裹的内容）。

（二）当型循环的实现

特点：先判断，后执行，如果条件不满足，循环体一次都不执行。代表：while、for。

while 循环

语法

【1】循环变量;
while (【2】循环条件)
{【3】循环语句;【4】更新循环变量;
}

注意：如果循环语句是单语句，可以省略 {}；有些特殊场景下，循环体语句糅合到了循环条件中，所以省略掉循环体。
说明：循环条件的返回值必须是逻辑值（使用非 0 表示真，使用 0 表示假，C 语言底层使用 1 表示真）。C99 版本引入了 stdbool.h，可以使用 true 或者 false 来表示真假，这里的 true 和 false 实际上就是定义的两个符号常量，true 的值是 1，false 的值 0。
{} 包起来的内容整体称之为循环体。
要在循环体中控制循环条件的变化，也可以在循环条件中控制循环条件的变化，否则产生死循环。
案例：求 1~100 的累加和

#include <stdio.h>int main(int argc, char *argv[]){// 创建一个变量sum = 0，用来存储累加和，因为参与计算，所以必须有初始值int sum = 0;// 创建一个循环变量并初始化int i = 1;// 通过一个循环生成1~100的自然数，并实现累加和运算while (i <= 100) // ()循环条件，限制循环变量的变化，循环的出口限制{// 累加和运算sum += i;// 更新循环变量，逼近出口i++; // 等价于 i = i + 1 、i += 1 、++i}printf("1~100的累加和是%d\n", sum);return 0;
}

运行结果：1~100 的累加和是 5050。

案例：求 1~100 以内的偶数和

#include <stdio.h>int main(int argc, char *argv[])
{// 创建一个变量sum = 0，用来存储累加的偶数和int sum = 0;// 创建一个循环变量i = 2，存储参与运算的自然数（最小的偶数是2）int i = 2;// 创建一个循环，设置循环条件 i <= 100while (i <= 100){// 在循环体内，需要用一个if校验i是否是偶数，如果满足条件，就实现偶数和的计算：sum += iif (i % 2 == 0)sum += i;// 在循环体的最后一行，需要更新循环变量，作用是逐渐逼近循环的出口i++;}// 循环结束后，才能输出sum。printf("1~100以内的偶数和是%d\n", sum);return 0;
}

运行结果：1~100 以内的偶数和是 2550。

2. for 循环

原则：for 循环能实现的，while 循环也可以实现，for 循环胜在结构清晰，非常适合于直到循环次数的循环。

语法

for (【1】循环变量; 【2】循环条件; 【4】更新循环变量)
{【3】循环语句;
}

说明

() 中可以仅保留两个；；，此时这种写法就是死循环的一种体现。

循环变量：需要赋初始值，循环变量可以是单个，也可以是列表，多个循环变量之间使用逗号分隔。

循环条件：用来限制循环的次数，循环条件支持任意表达式（常用的有关系表达式，逻辑表达式）。

更新循环变量：支持列表，列表使用逗号分隔，这里可以使用赋值表达式。

执行顺序：①②③④ ￫ ②③④ ￫ ②③④ ￫ ... ￫ ②。

案例：计算 1~100 以内的偶数和

#include <stdio.h>
/*使用for实现（推荐）
*/
int for_test2()
{int sum = 0;// 循环条件for (int i = 2; i <= 100; i++){// 循环语句if (i % 2 == 0) sum += i;}// 打印输出printf("1~100以内的偶数和是%d\n", sum);return 0;
}
int main(int argc, char *argv[])
{for_test2();return 0;
}

案例：用户通过键盘输入一个整数 n，求 n 的阶乘

#include <stdio.h>
// 数学库对应的头文件
#include <math.h>int main(int argc, char *argv[])
{// 创建一个变量，用来存储计算数unsigned long n;// 创建一个变量，用来存储乘积 size_t 是C语言中 unsigned long的别名size_t r = 1;// 通过控制台，给n赋值printf("请输入一个整数:\n");scanf("%lu", &n);// 通过for循环计算for (int i = 1; i <= fabs(n); i++) r *= i;printf("1~%lu的乘积结果是%lu\n", (size_t)fabs(n), r);return 0;
}

注意：阶乘计算，如果乘积超过变量存储的范围，会溢出，结果计算可能不准确。

for 实现死循环的方式

for(表达式1;;表达式3) {..}for(表达式1;;) {..}for(;;表达式3) {..}for(;;) {}for(表达式1;表达式2;) {}

（三）直到型循环的实现

特点：先执行，后判断，不管条件是否满足，至少执行一次。代表：do..while。

do..while 循环

语法

【1】循环变量;
do
{
【2】循环体语句;
【3】更新循环变量;
} while(【4】循环条件);

说明

循环条件的返回值必须是逻辑值（0 和非 0（计算机返回 1））。
{} 包起来的内容称之为循环体。
要在循环体中控制循环条件的变化，否则会产生死循环。
案例：求 1~100 以内的偶数和

#include <stdio.h>int main(int argc, char *argv[])
{// 创建一个变量，用来存储偶数和sum = 0int sum = 0;// 创建一个循环变量，i = 2int i = 2;// 创建一个do..while循环，在循环体中，校验 i % 2 == 0，如果满足，就实现偶数和计算 sum += ido{if (i % 2 == 0) sum += i;// 计算完成，在do..while循环体的末行，更新循环变量，使其逼近出口i++;} while (i <= 100);// 限制性循环的出口：i <= 100（i > 100，循环结束）// 循环结束，打印输出sum的值printf("1~100以内的偶数和是%d\n", sum);return 0;
}

案例：用 C 语言编写简单猜数字游戏代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>int main(int argc, char *argv[])
{// 创建变量number（随机数），guess（用户猜测的数字），count（计数）int number, guess, count = 0;// 设置随机种子srand(time(NULL));number = rand() % 10 + 1;// 设计头printf("----------------------\n");printf("| 猜数字小游戏v1.0 |\n");printf("----------------------\n\n");printf("我已经想了一个1~10之间的整数，你猜猜是多少?\n");// 猜数字，猜不对，就一直猜，猜到对为止do{printf("请输入你的猜测:\n");// 接收scanf的返回值int result = scanf("%d", &guess);if (result != 1){while (getchar() != '\n'); // getchar() 类似于scanf("%c",c);printf("请输入数字!\n");continue; // 这次循环，跳过不算}// 计算count++;// 校验if (guess > number) printf("太大了，再猜一次!\n");else if (guess < number) printf("太小了，再猜一次!\n");else{printf("恭喜你，猜对了!\n");printf("你一共猜了%d次!\n", count);}} while (guess != number); // 等价于 guess > number || guess < numberreturn 0;
}

（四）goto 语句（了解）

语法：goto 标签 (label)，标签是标明目标代码的位置，是一个不加 "" 的字符串。

注意事项

可读性：goto 语句会破坏代码的结构和可读性，使得代码难以理解和维护。因此，应尽量避免使用。
替代方案：大多数情况下，可以使用循环、条件语句、函数等结构来替代 goto 语句，使代码更加清晰和易于管理。
嵌套限制：虽然 goto 语句可以跨函数跳转（即跳转到另一个函数中的标签），但这种用法是不合法的，并且会导致编译错误。goto 语句只能在同一函数内部跳转。
错误处理：在某些情况下，goto 语句可以用于错误处理，例如从嵌套的多层循环中跳出。但即使在这种情况下，也应谨慎使用，并考虑是否有更好的替代方案。

总结：虽然 goto 语句在 C 语言中是合法的，并且有时可能看起来很方便，但过度使用或不当使用会导致代码质量下降。因此，建议尽量避免使用 goto 语句，而是采用更结构化和可维护的编程方法。

（五）循环的嵌套

定义：3 种循环（while、for、do..while）可以相互嵌套，在前一个循环结构中又嵌套一个循环结构。

案例：九九乘法表

#include <stdio.h>int main(int argc, char *argv[])
{printf("--- 九九乘法表 ---\n");// 外层循环：生成行，1~9for (int i = 1; i <= 9; i++){// 内层循环：生成列，1~(j <= i)for (int j = 1; j <= i; j++){// 生成算式printf("%dx%d=%d\t", j, i, j*i);// printf("*"); // 替换成这行代码，输出下直角三角形}// 每一行所有列生成完毕，一定要换行printf("\n");}printf("\n");return 0;
}