C 语言语法之三循环控制结构

大纲

循环控制结构

循环结构

循环结构是程序中一种很重要的结构。其特点是,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 语言提供了多种循环语句,可以组成各种不同形式的循环结构,分别是:

  1. 用 for 语句
  2. 用 while 语句
  3. 用 do-while 语句
  4. 用 goto 语句和 if 语句构成循环

goto 语句

  1. goto 语句是一种无条件转移语句,与 BASIC 中的 goto 语句相似,goto 语句的使用格式为:goto 语句标号;
  2. 其中标号是一个有效的标识符,这个标识符加上一个 : 一起出现在函数内某处,执行 goto 语句后,程序将跳转到该标号处并执行其后的语句。另外标号必须与 goto 语句同处于一个函数中,但可以不在一个循环层中。通常 goto 语句与 if 条件语句连用,当满足某一条件时,程序跳到标号处运行
  3. 必须注意,goto 语句通常不建议使用,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
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/*******使用goto语句和if语句构成循环*******/
int main()
{
int i=1,sum=0;
loop: if (i<=100)
{
sum=sum+i;
i++;
goto loop;
}
printf("%d\n",sum);
}

while 语句

  1. while 语句的一般形式为:while (表达式) 语句,其中表达式是循环条件,语句为循环体。while 语句的语义是:计算表达式的值,当值为真(非 0)时,则执行循环体语句,其执行过程可用下图表示:
  2. while 语句中的表达式一般是关系表达或逻辑表达式,只要表达式的值为真 (非 0),即可继续循环
  3. 循环体如包括有一个以上的语句,则必须用 {} 括起来,组成复合语句
  4. 注意:如果 while 循环的表达式的值一开始就为 0,则循环语句一次也会被不执行

c-while

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/*******使用while语句构成循环*******/
int main()
{
int i=1,sum=0;
while(i<=100)
{
sum=sum+i;
i++;
}
printf("%d\n",sum);
}


/*******下面的while循环永远不会退出(死循环)*******/
int main()
{
int i=1,sum=0;
while(i<=100)
// }
sum=sum+i;
i++;
// }
printf("%d\n",sum);
}

// 因为上面的while循环体没有使用{}括起来,i++不属于while循环体内的一部分,导致了死循环的发生

do-while 语句

  1. do-while 语句的一般形式为:do 语句 while(表达式);,这个循环与 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
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/*******使用do-while语句构成循环*******/
int main()
{
int i=1,sum=0;
do
{
sum=sum+i;
i++;
} while(i<=100);
printf("%d\n", sum);
}

c-do-while

for 语句

  1. 在 C 语言中,for 语句使用最为灵活,它完全可以取代 while 语句,它的一般形式为:for (表达式 1;表达式 2;表达式 3) 语句
  2. for 语句的执行过程如下:
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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
  1. for 语句最简单的应用形式也是最容易理解的形式是:for (循环变量赋初值;循环条件;循环变量增量) 语句;其中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,具体示例如下:
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for(i=1; i<=100; i++)
{
sum=sum+i;
}
  1. for 语句的使用注意事项
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i. 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)”都是可选择项,即可以缺省,但“;”不能缺省

ii. 若三个表达式都省略了,此时 for(;;) 语句相当于 while(1) 语句

iii. 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

iiii. 可省略“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;)
{
sum=sum+i;
i++;
}

iiiii. 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,例如:
for(i=1;;i++)
{
sum=sum+i;
}

iiiiii. 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,这时可在循环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++;
}

iiiiiii. 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;
}

iiiiiiii. 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,例如:
for(sum=0,i=1;i<=100;i++){
{
sum=sum+i;
}
或者:
for(i=0,j=100;i<=100;i++,j--)
{
k=i+j;
}

iiiiiiiii. 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,就会执行循环体,例如:
for(i=0;(c=getchar())!='\n';i+=c)
{
printf("%c",c);
}
或者:
for(;(c=getchar())!='\n';)
{
printf("%c",c);
}

四种循环语句的比较

  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,都是在 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)
  3. 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 循环能完成的功能,for 循环都能实现
  4. 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
  5. while 循环、do-while 循环和 for 循环,都可以用 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

break 语句

  1. break 语句可以用来从循环体内跳出循环体,即提前结束循环,然后接着执行循环下面的语句,一般形式:break;
  2. break 语句不能用于循环语句和 switch 语句之外的任何其他语句中
  3. break 语句对 if-else 的条件语句不起作用
  4. 在多层循环中,一个 break 语句只向外跳一层

continue 语句

  1. continue 语句的作用是结束本次循环,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。一般形式:continue;
  2. continue 语句和 break 语句的区别是,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