C语言初阶-分支与循环

C语言初阶之分支与循环

前言

C语言是一门结构化的程序设计语言，主要分为三种结构：

1. 顺序结构
2. 选择结构
3. 循环结构

分支语句和循环语句

问:什么是语句？答:C语言中由一个分号;隔开的就是一个语句

分支语句

• if
• switch

循环语句

• while
• for
• do while

goto语句

一、分支语句（选择结构）

举个栗子：当你站在学习的分岔口时，你可以选择是否学习，然后当有一天你遇到了改变你命运的机会，那么这个时候：
好好学习+机遇=人生巅峰；不好好学习+机遇=回家放羊；
这就是选择，我们的每一个选择都决定着我们的人生（这个时候请富二代自行划走）。

1.if语句

if语句的三种语法结构：

        if(表达式)    //如果表达式为真，则执行语句
    语句;

        if(表达式)
    语句1;
        else(表达式)
    语句2;

        if(表达式)
    语句1;
        else if(表达式)
    语句2;
        else
    语句3;

例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    int age = 10;
    if(age>0 && age<18)
        printf("少年\n");
    else if(age>=18 && age<30)
        printf("青年\n");
    else if(age>=30 && age<50)
        printf("壮年\n");
    else if(age>=50 && age<150)
        printf("老年\n");
    else
    {
        printf("输入错误\n");
        printf("请更改\n");
    }
    return 0;
}

• 解释（如果表达式为真，则执行语句）：在C语言中如何表示真假：0表示假，非0表示真
• if语句怎样使用多条语句：使用代码块{ }，将语句放置在花括号中

错误示例（悬空else）：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int x=0;
    int s=1;
    if(x==1)// == 判断相等；= 赋值
        if(s==1)
            printf("文字\n");
    else
        printf("数字\n");
    return 0;
}

• 注意：这种情况程序不执行

• 原因：第一个表达式（x=1）不为真，并且没有else与之匹配，else与离它最近且未匹配的if进行配对。

适当的使用{}可以使代码的逻辑更加清楚，良好的代码风格很重要

例：

//对比1
if(condition)
{
    return x;
}
return y;
//----------
if(condition)
{
    return x;
}
else
{
    return y;
 }
//对比2
int num = 1;
if(num == 5)
{
    printf("hello\n");
}
//----------
int num = 1;
if(5 == num)
{
    printf("hello\n");
}

2.switch语句

switch语句也是分支语句的一种，它常常用于多分支的情况。

因为一直使用else if太麻烦了，所以有了switch语句。

    switch(整型表达式)
     {
        语句项;
     }

语句项就是一些case语句：

    case 整形常量表达式:
        语句;

例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    int win = 0;
    printf("请输入数字:");
    scanf("%d",&win);
    switch(win)
     {
     case 1:
         printf("IG");
         break;
     case 2:
         printf("FPX");
         break;
     case 3:
         printf("EDG");
         break;
     case 4:
         printf("RNG");
         break;
     case 5:
         printf("TES");
         break;
     default:
         printf("输入错误");
         break;
     }
    return 0;
}

注意：

1.想输出单个分支内容

在switch语句中，我们没办法直接实现分支，所以需要搭配break使用，break的实际效果就是把语句列表划分为不同的部分。

2.default语句

如果输入的东西与所有的case标签都不一样，可以加入一条default语句，程序就会执行default语句的内容，每个switch语句只能有一个default子句，但是它可以出现在语句列表的任何位置，语句流会向贯穿case标签一样贯穿default子句。

二、循环语句

再举个栗子：当你再次站在学习的分岔口时，这个时候你不一样了，你有身份，你是世界第二富的儿子，你还是可以选择是否学习：
好好学习+机遇=人生巅峰；不好好学习+自己制造机遇=人生巅峰；不好好学习+金钱的力量=人生巅峰；

1.while循环

我们已经了解了if语句，当满足条件时，if语句的执行只会执行一次，但实际上，同一件事，我们需要完成很多次，这个时候就需要用到while语句来帮助我们实现循环。

while语法结构：

    while(表达式)
        循环语句;

例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    int s = 1;
    while(s<=10)
    {
        /*
        if(s==9)
        continue;
        如果加上，会进入一个死循环，因为s++写在后面，
        当s等于9时，跳过了后面的代码，包括s++，
        所以s数值不变，返回循环是依然是9。
        */
        printf("%d\n",s );
        s++;
    }
    return 0;
}

补充：
continue：用于终止循环中本次循环continue后的代码，直接跳到下一次循环入口。
break：用于停止后面的所有循环，直接终止。

2.for循环

    for(表达式1;表达式2;表达式3)
        循环语句;

1. 表达式1为初始化部分，用来初始化循环变量
2. 表达式2为条件判断部分，用于判断循环什么时候终止
3. 表达式3为调整部分，用于循环条件的调整

例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

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

一些for循环的变种

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    //变种1
    for(;;)
    {
        printf("hello\n");
    }
    //变种2
    int x, y;
    for (x = 0,y = 0 ; x<2 && y<5 ; ++x,y++)
    {
        printf("hello\n");
    }
    return 0;
}

for循环例题

请问循环要循环多少次？

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    int i = 0;
    int k = 0;
    for(i = 0,k = 0;k = 0;i++,k++)
        k++;
    return 0;
}

循环进行了0次，k = 0，将0赋值给了k，0为假。

对比for循环与while循环

1.在while循环中依然存在循环的三个必要条件，但由于风格问题使它们离的比较远，所以修改不够集中和方便，与之相比，for循环风格更好，所以for循环的使用频率较高。

2.for循环中也可以使用break和continue，意义和while循环中的一样，只不过因为for循环的条件判断部分在前边，所以当使用continue是不会陷入死循环。

建议:
不可以在for循环体内修改循环变量，防止for循环失去控制
for循环的循环控制变量的取值采用“前闭后开区间”写法

3.do while循环

do语句的语法：

    do
        循环语句;
    while(表达式);

例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

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

do语句特点：
循环至少执行一次，使用的场景有限，所以不是经常使用。

折半查找算法

例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
    int left = 0;
    int right = sizeof(arr)/sizeof(arr[0])-1;
    int key = 7;
    int mid = 0;
    while(left<=right)
    {
        mid = (left+right)/2;
        if(arr[mid]>key)
        {
            right = mid-1;
        }
        else if(arr[mid] < key)
        {
            left = mid+1;
        }
        else
            break;
    }
    if(left <= right)
        printf("找到了,下标是%d\n", mid);
    else
        printf("找不到\n");
}

如果实现一个二分查找函数：

int bin_search(int arr[], int left, int right, int key)
{
    int mid = 0;
    while(left<=right)
    {
        mid = (left+right)>>1;
        if(arr[mid]>key)
        {
            right = mid-1;
        }
        else if(arr[mid] < key)
        {
            left = mid+1;
        }
        else
            return mid;//找到了，返回下标
    }
    return -1;//找不到
}

三、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。

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。

下面是使用goto语句的一个例子：一个关机程序

#include <stdio.h>
#include <stdlib.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 停止 ，就取消关机!\n请输入:");
    scanf("%s", input);
    if(0 == strcmp(input,"停止"))
    {
        system("shutdown -a");
    }
    else
    {
        goto again;
    }
        return 0;
}

goto语言真正适合的场景如下：

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

结尾

分支与循环的内容就到此结束了，但是学习是不可以停止的。