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4.分支语句和循环语句
2022-07-06 09:20:00 【是王久久阿】
在之前学习的C语言中，都是顺序结构的，各语句是按自上而下的顺序执行的，语句之间的衔接不需要判断，执行完上一条语句自动执行下一条语句。但是在实际中，需要根据是否满足某个条件，以此来决定是否执行程序或是选择执行某一个程序。C语言中有着丰富的控制语句，控制语句可分为三大类：
1.条件判断语句（分支语句）：if语句、switch语句；
2.循环执行语句：while语句、for语句、do while语句；
3.转向语句：return语句、break语句、continue语句、goto语句。
目录
分支语句
在现实中有很多需要进行判断和选择的情况。
例如：参加考试，如果我们考试前选择好好学习，就能取得好成绩；如果选择不学习，只能参加补考；如果选择作弊，则会被学校开除。
（1）if语句
if语句的一般结构
a. b. c.
if（表达式） if（表达式） if（表达式1）
语句; 语句; 语句;
else else if（表达式2）
语句; 语句;
else
语句;
注：
- 如果表达式为真则执行，为假则不执行。C语言中0表示假，非0表示真。因此，if(1)必执行，if(0)必不执行。
- 如果语句是多段语句，那么需要用大括号括起来，括起来的部分为一个代码块。（为了养成良好的习惯，最好都要用大括号括起来）
if语句的使用
输入一名学生的数学考试成绩，判断不及格、及格、良好、或是优秀。
#include<stdio.h>
int main()
{
int math = 0;
scanf("%d", &math);
if (math >= 0 && math < 60)//&&为逻辑与操作符，当操作符两边都为真时则执行，有一个不为真则不执行
{
printf("不及格\n");
}
else if (math >= 60 && math < 70)
{
printf("及格\n");
}
else if (math >= 70 && math < 90)
{
printf("良好n");
}
else if (math >= 90 && math <= 100)
{
printf("优秀\n");
}
else
printf("输入错误\n");
return 0;
}注：
- &&为逻辑与操作符，当操作符两边都为真时则执行，有一个不为真则不执行。
- (math >= 0 && math < 60)可以理解为：分数大于等于0分并且小于60分
- ||为逻辑或操作符，操作符两边只要有一个为真则执行，如果都为假则不执行。
- (math < 60 || math > 90)可以理解为：分数小于60分或者大于90分
不同卷面总分不一样，所对应的标准也不同，可以运用我们之前学过的用#define定义的常量来表示，这样可以大大减少修改代码时的任务量。
例如：
#include<stdio.h>
#define 及格 60
#define 良好 70
#define 优秀 90
#define 满分 100
int main()
{
int math = 0;
scanf("%d", &math);
if (math >= 0 && math < 及格)
{
printf("不及格\n");
}
else if (math >= 及格 && math < 良好)
{
printf("及格\n");
}
else if (math >= 良好 && math < 优秀)
{
printf("良好\n");
}
else if (math >= 优秀 && math <= 满分)
{
printf("优秀\n");
}
else
printf("输入错误\n");
return 0;
}C语言中的运算符：
C语言中的加减乘与我们日常理解的一致、除略有所差异。如果是两个整数相除，所得的结果为两数相除的商。
例如：5/2=2 。想要小数结果，只需要将其中一个整数改为小数结构即可，例如：5.0/2=2.5 。
此外，C语言中还有取模运算符%，取模就是取余数，例如5%2=1，这个1就是5除以2的余数。
判断一个数是否为奇数。
#include<stdio.h>
int main()
{
unsigned int num = 0;//无符号整型
scanf("%d", &num);
if (num % 2 == 1)
{
printf("是奇数\n");
}
else
{
printf("不是奇数\n");
}
return 0;
}因为只有正整数才有奇偶的概念，并且0也规定到偶数中。所以我们可以设置一个无符号整型来存放变量num。在正整数中不是奇数，就必定是偶数，所以当我们对奇数判断完成后，偶数部分不用再去判断了。
注：
- == 为判断是否相等操作符，(num % 2 == 1)的意思为：判断num%2的余数是否等于1 。
- 当if语句的表达式中只有一个等号时，便不再是判断，而是赋值了，很多bug来源于此。
- 例如：if(a=1)则表示为将1的值赋给a，因为1是非0，所以if条件必执行 。
输出1到100之间的奇数。
#include<stdio.h>
int main()
{
int num = 1;
while (num <= 100)
{
if (num % 2 == 1)
{
printf("%d ", num);
num++;//与num=num+1同理
}
else
num++;
}
return 0;
}因为if是条件判断语句，打印1到100之间的奇数需要用到循环，这里可以使用while循环，while循环下面会讲到。
注：
- a++为后置++，后置++为：先使用，再++；例如：b=a++的意思为，先将a的值赋给b， 再将a加1。
- ++a为前置++，前置++为：先++，再使用；例如：b=++a的意思为，先将a加1，再将a的值赋给b。
- 不管是++a，还是a++，最终都会改变a的值。
（2）switch语句
switch语句的一般格式
switch(整型表达式) //表达式的返回值必须是整型
{
case 整型常量表达式： //例如case 1 case2等等...
语句；
break； //break执行后，将不再往下执行，跳出switch，以此来实现分支
default： //defalut为缺省情况，只有当无法找到匹配项时才执行
语句；
}
注：
- 红标部分为一般格式，是不可缺少的。
switch语句的使用
输入一个正整数（1~7），来判断是星期几，如果输入超出范围，提示输入错误。
#include<stdio.h>
int main()
{
int input = 0;
scanf("%d", &input);
switch (input)
{
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("星期日\n");
break;
default:
printf("输入错误\n");
}
return 0;
}假设将每次的break删除后，会怎么样？
假如我们输入4，那么编译器将会从case 4进入，并且一直往下执行。所以break才是switch实现分支的关键。
假如需求改变，输入1~5显示工作日，输入6~7显示休息日，如何实现？
#include<stdio.h>
int main()
{
int input = 0;
scanf("%d", &input);
switch (input)
{
case 1:
case 2:
case 3:
case 4:
case 5:
printf("工作日\n");
break;
case 6:
case 7:
printf("休息日\n");
break;
default:
printf("输入错误\n");
}
return 0;
}注：
- 一个switch语句中只可以有一个default语句，default语句可以放在switch语句中的任何位置，但是一般推荐将default语句放在最后。
循环语句
在前面介绍了顺序结构和分支结构，但是光有这两种结构是不够的，所以还需要循环结构（重复结构）。顺序结构、选择结构、循环结构是结构化程序设计的三种基本结构，是各种复杂程序构成的基本单元。
（1）while语句
在之前的学习中，判断一个数是不是奇数用到了if语句，但是if语句只能执行一次，想要打印1-100之间的奇数时，用到了while循环，我们设置了一个变量a，初始化a=1，while(a<=100)，每一次循环都会判断a是不是奇数，并且a++，当a>100时，循环就跳出来了，这就是一个简单是while循环。
while语句的一般结构
while（表达式） //表达式为真则执行，为假则不执行
{
循环语句； //每一次循环都要接近表达式的条件值，跳出while，否则将会死循环
}
while语句中的break和continue
break：while中的break会终止while的所有循环，只要遇到break，就会跳出当前while循环。
#include<stdio.h>
int main()
{
int i = 0;
while (i < 10)
{
i++;
if (i == 5)
{
break;
}
}
printf("%d\n", i);//打印结果为5
return 0;
}通过测试可以看到i的值为5，虽然5<10，但是通过break跳出了while循环。
注：
- 如果是多层循环嵌套，break只能跳出一层循环，想要一下子跳出多层循环可以用goto语句，后面会讲goto语句的用法。
continue：while中的continue会终止本次循环，continue后面的部分不会再执行，直接跳到while语句的判断部分。
#include<stdio.h>
int main()
{
int i = 0;
while (i < 10)
{
i++;
if (i == 5)
{
continue;
}
printf("%d ", i);
}
printf("\n");
return 0;
}
通过测试可以看到，当i=5时，continue跳过了后面的打印，直接来到了下一次循环。
注：
- continue是跳出本次循环，分支语句不是循环语句，故switch里无法使用continue。
（2）for语句
for语句更加的灵活，除了可以用于循环次数确定的情况下，在循环次数不确定的时候依然适用。
for语句的一般结构
for（表达式1；表达式2；表达式3） //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。
循环语句； //表达式3为：调整部分，用于循环条件的调整。
}
for语句的执行过程为：首先执行表达式1（在整个for循环中，表达式1只执行一次），然后执行表达式2，如果表达式2为假则跳出循环，如果表达式2为真则进行循环语句，然后进行表达式3。之后的循环便为：表达式2——循环语句——表达式3——表达式2的循环。
用for循环在屏幕上打印1~10个数字
#include<stdio.h>
int main()
{
int i = 0;
for (i = 1; i <= 10; i++)
{
printf("%d ", i);
}
return 0;
}i=1为初始化部分，因为打印的数字从1开始，所以将i初始化为1即可。
i<=10为判定部分，当i<=10时，执行循环语句，i>10跳出循环。
i++为调整部分，每一次循环最后将i++，越来越接近判定部分的条件值。
for循环的使用非常方便，它可以完全代替while语句。
for语句中的break和continue
for语句中也可以插入break和continue，并且他们的用法与while中的用法是一致的，continue的用法略有差异。
break：
#include<stdio.h>
int main()
{
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", i);
if (i == 5)
{
break;
}
}
putchar('\n');
return 0;
}
当i=5时，if表达式判定为真，执行break跳出循环，最终打印1 2 3 4 5。
continue：
#include<stdio.h>
int main()
{
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
if (i == 5)
{
continue;
}
printf("%d ", i);
}
putchar('\n');
return 0;
} 
这里printf函数在continue后面，当i=5时，if表达式判定为真，continue执行跳出本次循环，来到调整部分i++（while循环中的continue是直接跳到判断部分，for循环如果也跳到判断部分将会导致死循环，所以要先跳到调整部分，然后再判断）。
for语句的使用技巧
（1）for语句中的初始化部分、判断部分、调整部分都可以省略。
#include <stdio.h>
int main()
{
for (;;)
{
printf("hello ");
}
return 0;
}
即使将for循环中的3个部分全部省略，代码依然可以执行，不过3个部分都省略后代码将进入死循环，无限打印“hello”。（初学时不建议省略）
（2）for循环的嵌套使用
打印九九乘法口诀表
#include<stdio.h>
int main()
{
int i = 0;
int j = 0;
for (i = 1; i < 10; i++)
{
for (j = 1; j <= i; j++)
{
printf("%d*%d=%2d ", j, i, j * i);//%2d设置域宽为2，这样就可以实现右对齐了
}
printf("\n");
}
return 0;
}
设置两个变量i和j，通过两个for循环的嵌套来实现乘法口诀表的打印。每次打印完一行，在第一个循环最后单独打印一个换行符，实现自动换行。
因为两个数的乘积有个位数也有两位数，所以为了保持口诀表的对其，我们将最后乘积的数在打印时设置%2d，即域宽为2的整型，这样就可以保持右对齐了，使口诀表更加美观。
（3）设置多个变量控制循环
#include<stdio.h>
int main()
{
int i=0, j=0;
for (i = 0, j = 0; i < 4 && j < 5; ++i, j+=2)
{
printf("hello\n");//打印3次
}
return 0;
}有些稍微复杂的情况，可以设置多个变量来帮忙控制循环。上述代码一共打印三次hello，当第三次循环语句结束后，++i，j+=2，i的值为3，j的值为6，条件判断为假，结束循环。
下述代码一共将执行多少次？
#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 0;
int j = 0;
for (i = 0, j = 0; j = 0; i++, j++)
{
j++;
}
return 0;
}答：0次。注意：条件判断部分为j=0，此为赋值操作，将0的值赋给j，因为0为假，结束循环。
（3）do...while语句
do...while语句的一般结构
do //先做事，再判断
{
循环语句； //do...while的循环语句至少执行一次
}while（表达式）； //循环语句结束后，再判断是否执行下一次循环
do...while语句中的break和continue
用法与while语句中的用法一致。
break：
#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 10;
do
{
if (i == 5)
break;
printf("%d\n", i);
i--;
} while (i < 10);
return 0;
}
当i=5时遇到break，直接跳出循环。
continue：
#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 10;
do
{
if (i == 5)
continue;
printf("%d\n", i);
i--;
} while (i < 10);
return 0;
}
将break改为continue后，再执行代码，发现打印10 9 8 7 6后进入死循环。这是因为我们的调整部分i--在continue后面，导致循环一直卡在i=5，只需要将i--挪至continue前方即可。
goto语句
goto语句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。（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。）
设置密码的程序：输入密码然后确认密码，如果两次密码不一致则重新输入，如果两次一样则提示密码确认成功。
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
char num1[10] = { 0 };//存放第一次输入密码
char num2[10] = { 0 };//存放第二次确认密码
printf("请设置您的密码:>");
again:
scanf("%s", num1);
printf("请确认密码:>");
scanf("%s", num2);
if (strcmp(num1, num2)!=0)//stecmp比较两个字符串的内容
{
printf("输入错误，请重新设置:>");
goto again;//这里again可以自定义，只要前后一致即可。
}
else
printf("输入正确，密码已确认:>\n");
return 0;
}想要使用goto语句，需要为goto语句提供一个标签。例如上述代码中在scanf函数之前先设置一个again，当两次输入结果不同时，执行goto again，程序将跳到scanf函数，这里again可以自定义，只要前后的名称一样即可。goto语句可以跳至主函数的任何一个地方，这也是为何使用goto语句时bug容易出现的原因。
注：
- strcmp是用来比较两个字符串内容的函数：使用格式为strcmp(字符串1，字符串2)，返回值为整型。
- 当字符串1和字符串2的内容一致时，strcmp返回值为0；
- 当字符串1小于字符串2时，strcmp返回值<0；
- 当字符串1大于字符串2时，strcmp返回值>0。（VS编译器中小于返回-1，等于返回0，大于返回1）
- 想要使用strcmp函数需要包含头文件<string.h>，否则编译器将会报警告“strcmp”未定义。
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