C语言——C/分支和循环

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发布于 2024-03-11 19:25:51

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前言

C语⾔是结构化的程序设计语⾔，这⾥的结构指的是顺序结构、选择结构、循环结构，C语⾔是能够实现这三种结构的，其实我们如果仔细分析，我们⽇常所⻅的事情都可以拆分为这三种结构或者这三种结构的组合。我们可以使⽤ if 、 switch 实现分支结构，使用 for 、 while 、 do while 实现循环结构。

一、 if语句（分支）

1.1语法形式

 if（判断表达式）
    语句

表达式成⽴（为真），则语句执⾏，表达式不成⽴（为假），则语句不执行； 在C语言中，0为假，非0表示真，也就是表达式的结果如果是0，则语句不执⾏，表达式的结果如果不是0，则语句执⾏。例：输⼊⼀个整数，判断是否为奇数

#include <stdio.h>
int main()
{
	int num = 0;
	scanf("%d", &num);
	if (num % 2 == 1)
		printf("%d 是奇数\n", num);
	return 0;
}

1.2 else

如果⼀个数不是奇数，那就是偶数了，如果任意⼀个整数，我们该如何表示呢？这⾥就需要 if ... else ... 语句了，语法形式：

 if ( 表达式 )
     语句1
 else
     语句2

例：输⼊⼀个整数，判断是否为奇数，如果是奇数打印是奇数，否则打印数偶数。

int main()
{
	int num = 0;
	scanf("%d", &num);
	if (num % 2 == 1)
		printf("%d 是奇数\n", num);
	else
		printf("%d 是奇数\n",num);
	return 0;
}

1.3 分支中包含多条语句

默认在 if 和 else 语句中默认都只控制⼀条语句，那如果我们要if语句同时控制2条语句，怎么办呢？那就要使⽤ { } 将代码括起来， else 后也可以跟上大括号。

int main()
{
	int age = 0;
	scanf("%d", &age);
	if (age >= 18) //if 后使⽤{} 控制多条语句-这个块也叫：程序块，或者复合语句
	{
		printf("可以交女朋友了\n");
	}
	else //else 后使⽤{}控制多条语句-这个块也叫：程序块，或者复合语句
	{
		printf("未成年\n");
		printf("不可以早恋哦\n");
	}
	return 0;
}

1.4 嵌套 if

在 if else 语句中， else 可以与另⼀个 if 语句连⽤，构成多重判断。 ⽐如：要求输⼊⼀个整数，判断输⼊的整数是0，还是正数或者负数。

int main()
{
	int num = 0;
	scanf("%d", &num);
	if (num == 0)
		printf("输入的数字是0\n");
	else if (num > 0) //这⾥的if 相当于嵌套在else语句中，形成了嵌套结构
		printf("输入的数字是正数\n");
	else
		printf("输入的数字是负数\n");
	return 0;
}

1.5 悬空else问题

如果有多个 if 和 else ，可以记住这样⼀条规则， else 总是跟最接近的 if 匹配。

例：

如果单纯看代码就会判断出a 是0，不等于1，那就执⾏ else 语句，打印 haha 但是当你去运⾏代码，输出的结果是：啥都不输出，这就是悬空 else 的问题。因为当第一个 if 为假下一个if 就不会进入，所以不会打印出内容。

int main()
{
	int a = 0;
	int b = 2;
	if (a == 1)
	{
		if (b == 2)
			printf("hehe\n");
	}
	else
	{
		printf("haha\n");
	}
	return 0;
}

打印出：haha

只要带上适当的大括号，代码的逻辑就会更加的清晰，其中的可读性就会高！

二、关系操作符

C语言用于比较的表达式，称为“关系表达式”，里面使用的运算符就称为“关系运算符”，主要有下面6个。 • > 大于运算符 • < 小于运算符 • >= 大于等于运算符 • <= 小于等于运算符 • == 相等运算符 • != 不相等运算符

注意：

1、相等运算符 == 与赋值运算符 = 是两个不一样的运算符；

2、多个关系运算符不宜连用；

3、最好把变量写在等号的右边。

关系表达式通常返回 0 或 1 ，表⽰真假。C语⾔中， 0 表⽰假，所有⾮零值表⽰真。⽐如， 20 > 12 返回 1 ， 12 > 20 返回 0 ，关系表达式常⽤于 if 或 while 结构。

if (x == 3) {
	printf("x is 3.\n");
}

三、条件操作符

条件操作符也叫三目操作符，需要接受三个操作数。（C中唯一一个三目操作符）

 exp1 ? exp2 : exp3

条件操作符的计算逻辑是：

如果 exp1 为真， exp2 计算，计算的结果是整个表达式的结果；

如果 exp1 为假， exp3 计算，计算的结果是整个表达式的结果。

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a = 0;
	int b = 0;
	scanf("%d %d", &a, &b);
	if (a > 5)
		b = 3;
	else
		b = -3;
	printf("%d\n", b);
	return 0;
}

改造后

int main()
{
	int a = 0;
	int b = 0;
	scanf("%d %d", &a, &b);
	b = a > 5 ? 3 : -3;
	printf("%d\n", b);
	return 0;
}

练习：使用条件表达式实现找两个数中较大值

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a = 0;
	int b = 0;
	scanf("%d %d", &a, &b);
	int m = a > b ? a : b;
	printf("%d\n", m);
	return 0;
}

四、逻辑操作符

逻辑运算符提供逻辑判断功能，⽤于构建更复杂的表达式，主要有下⾯三个运算符： • ! ：逻辑取反运算符（改变单个表达式的真假）！必须在表达式前； • && ：与运算符，就是并且的意思（两侧的表达式都为真，则为真，否则为假）； • || ：或运算符，就是或者的意思（两侧至少有⼀个表达式为真，则为真，否则为假）。

1、逻辑取反运算符

int main()
{
   int flag = 0;
   if(!flag)//！必须在表达式前
   {
         printf("do something\n");
    }
   return 0;
}

2、与运算符

int month = 0;
scanf("%d", &month);
if (month >= 3 && month <= 5)
{
	printf("春季\n");
}

3、或运算符

int month = 0;
scanf("%d", &month);
if (month == 12 || month == 1 || month == 2)
{
	printf("冬季\n");
}

4、练习：闰年的判断

闰年判断的规则： 1. 能被4整除并且不能被100整除是闰年； 2. 能被400整除是闰年。

#include <stdio.h>

//代码1
int main()
{
	int year = 0;
	scanf("%d", &year);
	if (year % 4 == 0 && year % 100 != 0)
		printf("是闰年\n");
	else if (year % 400 == 0)
		printf("是闰年\n");
	return 0;
}



//代码2
int main()
{
	int year = 0;
	scanf("%d", &year);
	if ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0))
		printf("是闰年\n");
	return 0;
}

5、短路

C语⾔逻辑运算符还有⼀个特点，它总是先对左侧的表达式求值，再对右边的表达式求值，这个顺序是保证的。如果左边的表达式满足逻辑运算符的条件，就不再对右边的表达式求值。这种情况称为“短路”。

if(month >= 3 && month <= 5)

表达式中&&的左操作数是month >= 3 右操作数是 month <= 5 ,当左操作数 month >= 3 的结果是0的时候，即使不判断 month <= 5 ，整个表达式的结果也是0（不是春季）。所以，对于&&操作符来说，左边操作数的结果是0的时候，右边操作数就不再执⾏。

练习

#include <stdio.h>
int main()
{
	int i = 0, a = 0, b = 2, c = 3, d = 4;
	i = a++ && ++b && d++;//2335
	//i = a++||++b||d++; 1334
	printf("a = %d\n b = %d\n c = %d\nd = %d\n", a, b, c, d);
	return 0;
}

求输出结果

五、switch 语句（分支）

1、语法形式

switch 语句是⼀种特殊形式的 if... else 结构，⽤于判断条件有多个结果的情况。它把多重的 else if 改成更易用、可读性更好的形式。

switch (整型表达式/枚举类型)字符也行因为其A码的储存形式为数字
 {
  case （常量1）: 
  break；（跳出循环）//有无取决于代码是否需要跳出

  case （常量2）: 
  break；（跳出循环）

  default: （执行另一条语句）

 }

#注：1、 switch语句中表达式的类型只能是：整形和枚举类型（特殊的常量）；2、case 后必须是整型常量表达式且必须有空格。

例：输⼊任意⼀个整数值，计算除3之后的余数

int main()
{
	int n = 0;
	scanf("%d", &n);
	switch (n % 3)
	{
	case 0:
		printf("整除，余数为0\n");
		break;
	case 1:
		printf("余数是1\n");
		break;
	case 2:
		printf("余数是2\n");
		break;
	}
	return 0;
}

#注：1. case 与后边的数字之间必须有空格；2. 每⼀个 case 语句中的代码执⾏完成后，需要加上 break ，才能跳出这个switch语句，否则会继续执行下一条 case 语句。

if 与 switch的对比

#include <stdio.h>
int main()
{
	int n = 0;
	scanf("%d", &n);
	if (n % 3 == 0)
		printf("整除，余数为0\n");
	else if (n % 3 == 1)
		printf("余数是1\n");
	else
		printf("余数是2\n");
	return 0;
}

2、 switch 语句中的 default

在使⽤ switch 语句的时候，我们经常可能遇到⼀种情况，⽐如 switch 后的表达式中的值⽆法匹配代码中的 case 语句的时候，这时候要不就不做处理，要不就得在 switch 语句中加⼊default 。

就⽐如前⾯做的打印星期的练习，如果 day 的输⼊不是1~7的值，如果我们要提⽰：输⼊错误，则可以这样完成代码：

int main()
{
	int a = 0;
	scanf("%d", &a);
		switch (a)
		{
		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;
		default:
			printf("输入错误\n");
		}

	return 0;
}

在 switch 语句中 case ⼦句和 default ⼦句有要求顺序吗？default 只能放在最后吗？其实，在 switch 语句中 case 语句和 default 语句是没有顺序要求的，只要你的顺序是满⾜实际需求的就可以。不过我们通常是把 default ⼦句放在最后处理的。

六、while（循环）

1、语法形式

while(条件表达式)//为真就会一直循环
     {
      循环体;
     }

while循环中，当条件表达式成立时，才会执行循环体中语句，每次执行期间，都会对循环因子进行修改(否则就成为死循环)，修改完成后如果 while 条件表达式成立，继续循环，如果不成立，循环结束。故：while循环条件将会比循环体多执行一次。

2、if 与 while 的对比

//代码1
#include <stdio.h>
int main()
{
	if (1)
		printf("hehe\n"); //if后边条件满⾜，打印⼀次hehe
	return 0;
}


//代码2
#include <stdio.h>
int main()
{
	while (1)
		printf("hehe\n"); //while后边的条件满⾜，死循环的打印hehe
	return 0;
}

练习：输入一个整数，逆顺序打印这个整数的每一位

int main()
{
	int a = 0;
	scanf("%d", &a);
	while (a)
	{
		printf("%d", a % 10);
		a/= 10;
	}
	return 0;
}

练习：输⼊⼀个正的整数，逆序打印这个整数的每⼀位例如：输⼊：1234，输出：4 3 2 1 输⼊：521，输出：1 2 5

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

七、for （循环）

1、语法形式

for 循环是三种循环中使用最多的， for 循环的语法形式如下：

for(表达式1; 表达式2; 表达式3)
语句；//如果循环体想包含更多的语句，可以加上⼤括号

表达式1：⽤于循环变量的初始化；表达式2：⽤于循环结束条件的判断；(如果判断部分什么都不写，则表示恒成立) 表达式3：⽤于循环变量的调整。整个循环的过程中，表达式1初始化部分只被执⾏1次，剩下的就是表达式2、循环语句、表达式在循环。

2、for 与 while 进行对比

练习：计算0 ~ 100 之间的数字为3的倍数之和

int main()
{
	int i = 0;
	int sum = 0;
	for (i = 1; i <= 100; i++)
	{
     	if(i % 3 == 0)
        sum += i;
    }
	printf("%d\n", sum);
	return 0;
}


//⼩⼩的优化
//如果能直接产⽣3的倍数的数字就省去了多余的循环和判断
#include <stdio.h>
int main()
{
	int i = 0;
	int sum = 0;
	for (i = 3; i <= 100; i += 3)//直接产生3的倍数
	{
		sum += i;
	}
	printf("%d\n", sum);
	return 0;
}

八、do-while （循环）

do
  {
   语句；
   }
while(表达式)；

while 和 for 这两种循环都是先判断，条件如果满足就进⼊循环，执行循环语句，如果不满⾜就跳出循环；而 do while 循环则是先直接进⼊循环体，执⾏循环语句，然后再执⾏ while 后的判断表达式，表达式为真，就会进行下一次，表达式为假，则不再继续循环。所以在 do while 语句中循环体是⾄少执行一次，这是 do while 循环⽐较特殊的地方。

例：在屏幕上打印1~10

int main()
{
	int i = 1;
	do
	{
		printf("%d", i);
		//i = i + 1;
		i++;
	} 
    while (i <= 10);
	return 0;
}

练习：输入一个正整数计算其为几位

int main()
{
	int n = 0;
	scanf("%d", &n);
	int cnt = 0;
	do
	{
		cnt++;
		n = n / 10;
	} while (n);
	printf("%d\n", cnt);
	return 0;
}

九、break 和 continue 语句

在循环执⾏的过程中，如果某些状况发⽣的时候，需要提前终⽌循环，这是⾮常常⻅的现象。C语⾔中提供了 break 和 continue 两个关键字。 • break 的作⽤是⽤于永久的终止此次循环（不是用来终止函数的函数用 return），不影响外层函数，只要 break 被执⾏，直接就会跳出循环，继续往后执⾏。 • continue 的作⽤是跳过本次循环 continue 后边的代码，在 for 循环和 while 循环中有所差异的。

9.1 while 循环中的 break 和 continue

break举例

continue举例

9.2 for 循环中的 break 和 continue

break举例

continue举例

在这⾥我们也可以对⽐⼀下 while 循环和 for 循环中 continue 的区别：

最大的区别就是 while中先执行语句后跳出循环，for中先执行语句后跳出循环。

9.3 do while循环中的 break 和 continue

同 while 中的 break 和 continue。

十、循环的嵌套

前⾯学习了三种循环 while ， do while ， for ，这三种循环往往会嵌套在⼀起才能更好的解决问题，就是我们所说的：循环嵌套。

练习：找出100~200之间的素数，并打印在屏幕上。

注：素数⼜称质数，只能被1和本⾝整除的数字。

分析：

1. 要从100~200之间找出素数，⾸先得有100~200之间的数，这⾥可以使⽤循环解决； 2. 假设要判断 i 是否为素数，需要拿2 ~ （i-1）之间的数字去试除 i，需要产⽣ 2 ~ （i-1）之间的数字，也可以使用循环解决； 3. 如果2 ~ （i-1）之间有数字能整除 i ，则 i 不是素数，如果都不能整除，则 i 是素数。

代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
	int i = 0;
	int count = 0;
	for (i = 100; i <= 200; i++)//循环产⽣100~200的数字
    //优化1条件：偶数不可能为素数
    //for(i = 101;i <= 200;i += 2)
    //优化2在除时：在除数除时可以用开方数除时#include<math.h>
    //for(j = 2, j <= sqrt(i); j++)
	{
		int j = 0;
		int flag = 1;//假设i是素数
		for (j = 2; j <= i-1; j++)//循环产⽣2~i-1之间的数
		{
			if (i % j == 0)//判断i是否为素数
			{
				flag = 0;//表示不是素数
				break;
			}
		}
		if (flag == 1)
		{
			printf("%d ", i);
			count++;
		}
			
	}
	printf("\ncount=%d ", count);
	return 0;
}

十一、goto 语句

goto 语句和跳转标号，可以实现在同⼀个函数内跳转到设置好的标号处进行执行语句。

（也可以变成循环）

形式：

  goto again；//again可以为任意标识
     所要跳过的语句
  again:

//也可以变成循环，把again与goto进行调换

例：

如果想不打印 haha 就可以使用 goto 语句：

只就是 goto 语句的使用，如果使⽤的不当，就会导致在函数内部随意乱跳转，打乱程序的执行逻辑，所以建议是能不⽤尽量不去使用；但是 goto 语句也不是⼀⽆是处，在多层循环的代码中，如果想快速跳出使用 goto 就⾮常的⽅便了。

#尤其是在循环中与 break 跳出循环相比较， goto 语句非常便捷。

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原始发表：2024-02-28，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

break

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