【C语言初阶】探索编程基础:深入理解分支与循环语句的奥秘

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筋斗云
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❀分支与循环语句


前言: 在编程的世界里,构建程序的基石不仅仅是数据的表示与处理,更在于如何根据条件做出选择,以及如何重复执行特定的代码块以完成任务。这正是分支语句(如if-else、switch等)和循环语句(如for、while、do-while等)大放异彩的舞台。它们如同编程语言的导航员和动力源泉,引领着代码逻辑在复杂的任务中穿梭前行,实现高效、灵活的程序逻辑控制

分支语句: 让我们能够基于不同的条件执行不同的代码块,它们如同决策树上的分叉,每个分叉都代表了一个可能的路径,根据条件判断的结果选择最合适的路径继续执行。这种能力使得程序能够根据用户输入、系统状态或计算结果等外部条件灵活地调整其行为,从而应对各种复杂多变的场景

循环语句: 是重复执行某段代码的强大工具。无论是需要遍历数组、处理大量数据、还是执行周期性任务,循环语句都能以简洁高效的方式完成任务。它们通过设定循环条件和循环体,使得程序能够在满足条件的情况下不断重复执行特定的操作,直至条件不再满足为止。这种能力极大地提高了程序的自动化程度和执行效率

因此,掌握分支和循环语句是成为一名合格程序员不可或缺的一步 。它们不仅是构建程序逻辑的基本单元,更是实现复杂功能和优化程序性能的关键所在。在接下来的内容中,我们将深入探讨这两种语句的工作原理、语法规则以及实际应用场景,帮助大家更好地理解并灵活运用它们来编写高效、可靠的程序代码

让我们一同踏上这段充满挑战与收获的C语言分支与循环语句之旅吧!


📒1. 什么是语句?

C语句可分为以下五类:

  • 表达式语句
  • 函数调用语句
  • 控制语句
  • 复合语句
  • 空语句

我们今天介绍的是控制语句:

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

控制语句可分为以下三类:

  • 条件判断语句也叫分支语句:if语句、switch语句;
  • 循环执行语句:do while语句、while语句、for语句;
  • 转向语句:break语句、goto语句、continue语句、return语句

📜2. 分支语句

分支语句(Branch Statements)在编程中扮演着至关重要的角色,它们允许程序根据特定的条件执行不同的代码块。这种能力使得程序能够处理不同的输入、状态或计算结果,从而以灵活和动态的方式响应各种情况

我们在前两节入门时简单提到过


🔄if 语句

if 语句代码示例:

// 语法结构: 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; 

if 语句中,我们规定如果表达式的结果为真,则语句执行

注意: 在C语言中0表示假,非0表示真

如果表达式的结果为真,我们想要执行多条指令就需要用 { } 将指令括起来代表一个代码块

if(表达式1) { 	指令1; 	指令2; 	...... } else if(表达式2) { 	指令3; 	指令4; 	...... } else { 	指令5; 	...... }	 

🍁else 的匹配

我们先来看一段代码:

#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; } 

我想大部分人以为会输出haha,但是实际它什么都不会输出,因此我们要将代码写规范

因为:else的匹配是和它离的最近的 if 匹配的

#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; } 

所以一定要将代码写规范,不然会发生想不到的错误


🍂if 书写形式

//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,书写代码3时,如果疏忽少了一个=那么结果将有很大差异


💬switch 语句

🎩switch中 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

switch代码示例:

#include <stdio.h> int main() { 	int day = 1; 	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; } 

注意:break语句 的实际效果是把语句列表划分为不同的分支部分

如果我们想 输入1-5,输出的是“weekday”; 输入6-7,输出“weekend”,我们可以用 break 来划分

int main() { 	int day = 3; 	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; } 

注意:建议在最后一个 case 语句的后面加上一条 break语句,避免出现在以前的最后一个 case 语句后面忘了添加 break语句


🎈default子句

如果表达的值与所有的case标签的值都不匹配的话,所有的语句都被跳过。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,如果我们想在不匹配所有标签的表达式的值时让程序输出特定语句,我们可以在语句列表中增加一条default子句,在里面加入特定语句

default: 	...... 	break; 

注意:

  • 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
  • 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

建议在每个 switch 语句中都放一条default子句是个好习惯,甚至可以在后边再加一个 break


📚3. 循环语句

循环语句是编程中非常重要的一部分,它们允许程序重复执行一段代码块直到满足某个条件为止。循环语句可以分为几种不同的类型,但最常见的是for循环、while循环和do-while循环


🧩while 循环

🌞while中 break

int main() { 	int i = 1; 	while (i <= 10) 	{ 		if (i == 5) 			break; 		printf("%d ", i); 		// 这里输出的是 1,2,3,4 		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

🌙while中 continue

int main() { 	int i = 1; 	while (i <= 10) 	{ 		i = i + 1; 		if (i == 5) 			continue; 		printf("%d ", i); 		// 这里输出的是 2,3,4,6,7,8,9,10,11 	} 	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

🧩for 循环

for 循环代码示例:

for(表达式1; 表达式2; 表达式3) 	循环语句; 
  • 表达式1:为初始化部分,用于初始化循环变量的
  • 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:为调整部分,用于循环条件的调整

for 循环的使用代码示例:

// 打印 1-10的数字 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:
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⛰️break和continue在for循环中

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

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

🏞️for语句的循环控制变量

  • 不可在for 循环体内修改循环变量,防止 for 循环失去控制
  • 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++) { 	// 语句......	 } 

-注意: 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

for(;;) { 	...... } 

🌄for循环和while循环

代码对比:

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,比较分散,这样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,我本人也比较喜欢用for循环(嘻嘻)


🧩do while 循环

do while 循环代码示例:

do { 	循环语句; }while(表达式); 

do while循环的执行流程图:
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注意: 循环至少执行一次

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

🌄do while循环中的break和continue

总体来说和之前差不太多

代码示例:

// 代码1 int main() { 	int i = 1; 	do 	{ 		if(5 == i) 			break; 		printf("%d ", i); 		i=i+1; 	}while(i<=10); 	return 0; }  // 代码2 int main() { 	int i = 1; 	do 	{ 		if(5 == i) 			continue; 		printf("%d ", i); 		i=i+1; 	}while(i<=10); return 0; } 

📝4. 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语句代码示例:

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

这里来介绍一个幽默小程序 -> 关机程序

关机程序代码示例:

// goto语句 #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; }  // 循环语句 #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; } 

📖5. 总结

在编程的浩瀚宇宙中,分支与循环语句犹如夜空中最亮的星辰,指引着程序逻辑的方向,赋予了代码以生命与智慧。它们不仅是编程语言中的基础构件,更是实现复杂逻辑、优化算法、以及构建动态交互体验的关键所在

分支语句让我们学会了如何在程序中做出决策,根据不同的条件执行不同的代码路径。这种能力让我们的程序更加智能,能够处理各种复杂的场景和变化。而循环语句则赋予了我们重复执行代码块的力量,无论是简单的重复任务,还是复杂的迭代计算,都能得心应手

掌握分支与循环语句,不仅是学习编程的必经之路,更是提升编程技能、解决实际问题的重要手段。它们教会我们如何构建逻辑清晰、结构合理的程序,如何优化代码性能、提升用户体验。在未来的编程之旅中,愿大家能够灵活运用分支与循环语句,创造出更加精彩、更加智能的程序作品。让我们携手并进,在编程的世界里不断探索、不断前行!

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希望本文能够为你提供有益的参考和启示,让我们一起在编程的道路上不断前行!
谢谢大家支持本篇到这里就结束了,祝大家天天开心!

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