三篇文章让你彻底学会C语言中的分支和循环语句——（二）循环语句

前言

学完了分支语句，下面我们来进一步学习循环语句。

在C语言中，循环语句有三种：while循环，for循环，以及do…while循环。下面我将一一介绍它们

各自的用法以及特点。

1. while循环

首先我们先通过一张流程图来看一下while循环的执行流程是怎么样的？

在这里插入图片描述

首先上来就是执行判断表达式，表达式为0，循环直接结束；表达式的值不为0，则执行循环语句，语句执行完后再继续判断，是否进行下一次循环。

1.1 语法形式——if和while对比

while语句的语法结构和if语句非常相似

if(表达式)
    语句;
    
while(表达式)
    语句;

可见结构基本一样，只不过while语句可以实现循环的效果。

下面写个具体的代码，来对比以下：

//代码1
#include <stdio.h>

int main()
{
    if(1)
        printf("haha\n"); //if后面条件满足，打印一次haha
    return 0;
}

//代码2
#include <stdio.h>

int main()
{
    while(1)
        printf("haha\n"); //while后面条件满足，死循环打印haha
    return 0;
}

1.2 while循环的实践

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

题目解析：

1. 要想得到n的最低位，可以使用n%10的运算，得到的余数就是最低位，如：1234%10得到4
2. 要想去掉n的最低位，找出倒数第⼆位，则使用 n=n/10 操作就可以去掉最低位的，如：n=1234/10得到123，123相较于1234就去掉了最低位，123%10就得到倒数第⼆位3。
3. 循环1和2两个步骤，在n变成0之前，就能到所有的位。

参考代码：

#include <stdio.h>

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

运行结果：

在这里插入图片描述

2. for循环

下面是for循环的执行流程图：

在这里插入图片描述

首先执行 表达式1 初始化循环变量，接下来就是执行 表达式2 的判断部分， 表达式2 的结果如果==0，则循环结束； 表达式2 的结果如果!=0则执行循环语句，循环语句执行完后，再去执行表达式3 ,调整循环变量，然后再去 表达式2 的地方执行判断， 表达式2 的结果是否为0，决定循环是否继续。

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3在循环。

2.1 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;

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 表达式3：用于循环变量的调整

2.2 for循环的实践

在屏幕上打印1~10的值

参考代码：

#include <stdio.h>

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

运行结果：

在这里插入图片描述

2.3 while循环和for循环的对比

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

for 和 while 在实现循环的过程中都有初始化、判断、调整这三个部分，但是 for 循环的三个部分非常集中，便于代码的维护，而如果代码较多的时候 while 循环的三个部分就比较分散，所以从形式上 for 循环要更优⼀些。

3. do-while循环

首先来看一下do-while循环的执行流程图：

在这里插入图片描述

在 do while 循环中先执行图上的“语句”，执行完语句，在去执行“判断表达式”，判断表达式的结果是!=0，则继续循环，执行循环语句；判断表达式的结果==0，则循环结束。

所以在 do while 语句中循环体是至少执行一次的，这是 do while 循环比较特殊的地方。

3.1 do-while循环的实践

在屏幕上打印1~10的值

参考代码：

#include <stdio.h>

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

结果如下：

在这里插入图片描述

由于do while一般使用在循环体至少被执行一次的场景下，所以使用的较少一些。

4. 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，这是非常常见的现象。C语言中提供了 break 和 continue 两个关键字，就是应用到循环中的。

• break 的作用是用于永久的终止循环，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中 continue 后边的代码，在 for 循环和 while 循环中有所差异的。

4.1 break举例

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i = 1;
    while(i <= 10)
    {
        if(i == 5)
            break; //当i等于5后，就执行break，循环就终止了
        printf("%d ", i);
        i = i + 1;
    }
    return 0;
}

执行结果：

在这里插入图片描述

结果分析：

打印了1,2,3,4后，当i等于5的时候，循环在 break 的地方终止，不再打印，不再循环。

所以 break 的作用就是永久的终止循环，只要 break 被执行， break 外的第⼀层循环就终止了。

那以后我们在循环中，想在某种条件下终止循环，则可以使用 break 来完成我们想要的效果。

4.2 continue举例

continue 是继续的意思，在循环中的作用就是跳过本次循环中 continue 后边的代码，继续进行下一次循环的判断。

那么上面的代码，如果把 break 换成 continue 会是什么结果呢？

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i = 1;
    while(i <= 10)
    {
        if(i == 5)
            continue; //当i等于5后，就执行continue，直接跳过continue后面的代码，去循环判断的地方
        			  //因为这里跳过了i = i + 1, 所以i一直是5，程序陷入了死循环
        printf("%d ", i);
        i = i + 1;
    }
    return 0;
}

5. 循环的嵌套

前面学习了三种循环 while ， do while ， for ，这三种循环有时候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。

这里我们看一个例子：

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。

题目解析：

• 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。
• 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。
• 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。

参考代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int i = 0;
    //循环产生100~200的数字
    for(i=100; i<=200; i++)
    {
        //判断i是否为素数
        //循环产生2~i-1之间的数字
        int j = 0;
        int flag = 1;//假设i是素数
        for(j=2; j<i; j++)
        {
            if(i % j == 0)
            {
                flag = 0;
                break;
            }
        }
        if(flag == 1)
            printf("%d ", i);
    }
    return 0;
}

6. goto语句

C语言提供了⼀种非常特别的语法，就是 goto 语句和跳转标号， goto 语句可以实现在同⼀个函数内跳转到设置好的标号处。

例如：

#include <stdio.h>

int main()
{
    printf("hehe\n");
    goto next;
    printf("haha\n");

next:
    printf("跳过了haha的打印");
    return 0;
}

goto语句如果使用的不当，就会导致在函数内部随意跳转，打乱程序的执行流程，所以建议是能不用就尽量不去使用；但是goto语句也不是一无是处，在多层循环的代码中，如果想快速跳出循环时，使用goto语句就非常方便了。

for(...)
{
    for(...)
    {
        for(...)
        {
            if(disaster)
                goto error;
        }
    }
}

error:
	//...........

本来for循环想提前退出得使用break，一个break只能跳出一层循环，如果3层循环嵌套就得使用3个break才能跳出循环，所以在这种情况下我们使用goto语句就会更加的快捷。

用；但是goto语句也不是一无是处，在多层循环的代码中，如果想快速跳出循环时，使用goto语句就非常方便了。

for(...)
{
    for(...)
    {
        for(...)
        {
            if(disaster)
                goto error;
        }
    }
}

error:
	//...........

本来for循环想提前退出得使用break，一个break只能跳出一层循环，如果3层循环嵌套就得使用3个break才能跳出循环，所以在这种情况下我们使用goto语句就会更加的快捷。