C语言学习之四——循环控制结构程序

  1. 循环结构: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。
    C语言中有4中形式的循环结构:1)用goto语句和if语句构成循环; 2)while语句; 3)do-while语句; 4)for语句。

  2. goto语句:是一种无条件转移的语句(即碰到goto,立马转到程序中含有goto后面的标志符号的位置)
    goto语句形式: goto 语句标号;

//例
/#include<stdio.h>
void main()
{
int i,sum=0;
i=1;
loop: if (i<=100) //注意这里语句标号loop后面有“:”,只有“语句标号”+ “:”组合才能表示跳转到该语句并执行后面语句
{
sum=sum+i;
i++;
goto loop; //这里的loop可以替换为任意合法字母
}
printf("%d\n",sum);
}
//输出:5050
(注:goto的使用必须在一个函数体内执行,但可以在不同循环层中。goto语句往往与if条件语句连用,当遇到goto语句时,先跳转到goto后面的语句标号所标志的部位(goto语句是一种无条件转移的语句),当满足if条件时,执行if后面的语句,否则跳过if语句)

注意:goto语句通常不用,主要因素是因为它将使程序层次不清,且不易读,但在多层嵌套退出时, 用goto语句则比较合理。

  1. while 循环
    一般形式:while(表达式) 语句
    while循环语义:计算表达式的值,当值为真(即非0)时, 执行循环体语句。


    While-循环

    注意:如果表达式的值一开始就为0,则语句一次也会被不执行。

//例
/#include<stdio.h>
void main()
{
int i, sum=0;
i=1;
while(i<=100)
{
sum=sum+i;
i++;
}
printf("%d\n",sum);
}
//输出:5050
(注:在while循环中必须必须在有限步内使得while后面的表达式不成立,即表达式 == 0,这样才能在有限步内终止while循环,否则将陷入死循环)
//例
/#include <stdio.h>
void main()
{
int n=0;
printf("input a string:\n");
while( getchar()!='\n' )
{
n++;
}
printf("%d",n);
}
//输出:input a string:
//输入:bd123hgk\n
//输出:8
//输出:input a string:
//输入:adfghjk133\n
//输出:10

使用while循环的注意事项:
1)while循环中的表达式一般是关系表达式或逻辑表达式(输出0或1用以判定真假),只要表达式的值为真(非0)即可继续循环。(当然,这里的表达式也可以为其他类型的表达式,但是需要注意,例如while(a = 0){...}则不会执行大括号后面的语句;例如,while(a = 11){...}则会陷入死循环)
2)循环体如包括有一个以上的语句,则必须用大括号{}括起来,组成复合语句。

  1. do-while 循环


    Do-while循环

do-while循环与while循环的不同在于:它先执行循环中的语句,然后再判断表达式是否为真, 如果为真则继续循环;如果为假, 则终止循环。因此, do-while循环至少要执行一次循环语句。

//例
/#include<stdio.h>
void main()
{
int i,sum=0;
i=1;
do
{
sum=sum+i;
i++;
}while(i<=100)
printf("%d\n",sum);
}
//输出:5050

  1. for循环
    在C语言中,for语句的使用是最为灵活,它完全可以取代 while 语句。
    for循环一般形式为:for(表达式1; 表达式2; 表达式3) 语句;
    它的执行过程如下:
    1)先求解表达式1。
    2)求解表达式2,若其值为真(非0),则执行for语句中指定的内嵌语句,然后执行下面第3)步;若其值为假(0),则结束循环,转到第5)步。
    3)求解表达式3。
    4)转回上面第2)步继续执行。
    5)循环结束,执行for语句下面的一个语句。
    for循环可以理解为:for (循环变量赋初值;循环条件;循环变量增量) 语句 (循环变量赋初值总是一个赋值语句, 它用来给循环控制变量赋初值; 循环条件是一个关系表达式,它决定什么时候退出循环;循环变量增量, 定义循环控制变量每循环一次后按什么方式变化。这三个部分之间用“;”分开。)

//例
for (i = 0; I <= 100; i++)
{
sum = sum + i;
}

使用for循环的注意事项:
1)for循环中的“表达式1(循环变量赋初值)”、“表达式2(循环条件)”和“表达式3(循环变量增量)”都是选择项, 即可以缺省,但“;”不能缺省。
2)省略了“表达式1(循环变量赋初值)”, 表示不对循环控制变量赋初值。(则需要在for循环之前对变量赋初值)
3)省略了“表达式2(循环条件)”, 则不做其它处理时便成为死循环。
4)省略了“表达式3(循环变量增量)”, 则不对循环控制变量进行操作,这时可在语句体中加入修改循环控制变量的语句。

//例如:
for(i=1; i<=100; )
{
sum = sum + i;
i++;
}

5)省略了“表达式1(循环变量赋初值)”和“表达式3(循环变量增量)”。

//例如:
for( ; i<=100; ) //(需要在for循环之前对变量i赋初值)
{
sum = sum + i;
i++;
}

6)3个表达式都可以省略。例如:for(;;)语句, 相当于:while(1)语句
7)表达式1可以是设置循环变量的初值的赋值表达式,也可以是其他表达式。
例如:for (sum=0; i<=100; i++) sum=sum+i;
8)表达式1和表达式3可以是一个简单表达式也可以是逗号表达式。
for(sum=0,i=1; i<=100; i++) sum=sum+i; 或: for(i=0,j=100; i<=100; i++,j--) k=i+j;
9)表达式2一般是关系表达式或逻辑表达式,但也可是数值表达式或字符表达式,只要其值非零,就执行循环体。

//例如:
for(i=0;(c=getchar())!=’\n’;i+=c);
//又如:
for (; (c=getchar())!=’\n’; )
{
printf(“%c”,c);
}

  1. 几种循环的比较
    (1)四种循环都可以用来处理同一问题,一般情况下它们可以互相代替。但一般不提倡用goto型循环。
    (2) 在while循环和do-while循环中,只在while后面的括号内指定循环条件,因此为了使循环能正常结束,应在循环体中包含使循环趋于结束的语句(如i++,或i=i+1等)。
    for循环可以在表达式3中包含使循环趋于结束的操作,甚至可以将循环体中的操作全部放到表达式3中。因此for语句的功能更强,凡是用while循环能完成的,用for循环都能实现。

//例
/#include<stdio.h>
void main()
{
int i, sum;
for(i = 1, sum = 0 ; i <= 101; sum += i, i++) ;
printf("%d\n", sum);
}

//输出:5151

(3)用while和do-while循环时,循环变量初始化的操作应在while和do-while语句之前完成而for语句可以在表达式1中实现循环变量的初始化。
(4)while循环、do-while循环和for循环,可以用break语句跳出循环,用continue语句结束本次循环。而对用goto语句和if语句构成的循环,不能用break语句和continue语句进行控制。
  1. break语句和continue语句
    break语句:可以用来从循环体内跳出循环体,即提前结束循环。
    break语句一般形式: break; (注:break语句只能用于循环语句和switch语句中)
    注意:1)break语句对if-else的条件语句不起作用。2)在多层循环中, 一个break语句只向外跳一层。

//例
/#include<stdio.h>
void main()
{
float pi = 3.14159;
float r, area;
r=1, area = 0;
for(; r <= 10; r++)
{
area = pirr;
if( area > 100 )
{
break;
}
printf("r=%f, area=%f\n",r, area);
}
}
//输出: r=1.000000, area=3.141590
r=2.000000, area=12.566360
r=3.000000, area=28.274311
r=4.000000, area=50.265442
r=5.000000,area=78.539749
//程序的作用是计算r=1到r=10时的圆面积,直到面积area大于100为止。从上面的for循环可以看到:当area>100时,执行break语句,提前结束循环,即不再继续执行其余的几次循环。

continue语句:作用为结束本次循环,即跳过循环体中下面尚未执行的语句,接着进行下一次是否执行循环的判定。
continue语句一般形式: continue;

//例
/#include<stdio.h>
void main()
{
int i;
for(i = 0; i <= 10; i++)
{
if( i % 2 == 0 ) continue;
printf("odd = %d, ",i);
}
}
//输出:odd = 1 odd = 3 odd = 5 odd = 7 odd = 9

continue语句和break语句的区别:continue语句只结束本次循环,而不是终止整个循环的执行;break语句则是结束整个循环过程,不再判断执行循环的条件是否成立。

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