C語言的循環(huán)與分支-2

上期我們介紹了分支語句的兩種句型：if 語句和 switch case語句。 而在c語言中我們經(jīng)常會需要重復地進行一些指令，但是不斷的編輯重復代碼不僅很繁瑣，還容易出現(xiàn)bug，因此循環(huán)語句的使用就非常有必要。今天要介紹的就是循環(huán)語句相關的知識。

本期主要介紹三種循環(huán)語句

1） while語句

2） do while語句

3. for 語句
   

4. 代碼規(guī)范化
   

• while語句

我們已經(jīng)掌握了 if 語句

if（條件）
          語句；

當條件滿足的情況下，if語句后面的語句執(zhí)行，否則不執(zhí)行。這個語句只會執(zhí)行一次。

但我們發(fā)現(xiàn)生活中很多實際的例子是：同一件事情我們需要循環(huán)執(zhí)行多次。

那如何去滿足上述需求呢？c語言中引入了：while語句，可以實現(xiàn)循環(huán)。

while語句的語法結構：

while（表達式）
       循環(huán)語句；

還是使用一個代碼來解釋while循環(huán)的執(zhí)行過程：

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

通過代碼可以看到，表達式i<=10在i==1的情況下判斷為真，所以循環(huán)體中的語句執(zhí)行，最后打印出1-10，那么我們可以知道，當表達式為真時，while循環(huán)才會執(zhí)行，當表達式為假，循環(huán)則不會執(zhí)行。那么如果表達式是一個非0的數(shù)，循環(huán)會不會一直執(zhí)行呢？

#include 
int main()
{
  while (1)
  {
    printf("a");
  }
  return 0;
}

通過運行結果可以看到，當表達式為1時，while循環(huán)會一直執(zhí)行循環(huán)體，也就變成了一個死循環(huán)。

while循環(huán)中的break：

#include 
int main()
{
  int i = 1;
  while (i<=10)
  {
    printf("%d\\n", i);
    if (i==5)
    {
      break;
    }
    i++;
  }
  return 0;
}

通過前面的代碼我們知道這個代碼是用于打印1-10，那么如果在i==5的時候加入break，會發(fā)生什么呢？

可以看到當加入了break之后，當執(zhí)行到i==5時，后面的循環(huán)并沒有執(zhí)行，那么可以理解為break語句的意思是終止循環(huán)。

while循環(huán)中的continue語句

#include 
int main()
{
  int i = 1;
  while (i<=10)
  {
    if (i == 5)
    {
      continue;
    }
    printf("%d\\n", i);


    i++;
  }
  return 0;
}

上面我們知道了break的作用，那么continue和break有什么區(qū)別呢，通過運行結果可以看到，當輸出到4時，代碼進入了一個死循環(huán)，而不是像break一樣終止，這是為什么呢？我來解釋一下，continue的意思為繼續(xù)，當代碼執(zhí)行到continue時，會跳過本次循環(huán)而繼續(xù)下一次，從代碼中看到，當i==5時，循環(huán)跳過，那么i++不會執(zhí)行，i的值就不會改變，那么i==5回到表達式判斷5<10，進入循環(huán)，那么這個時候i==5就又會觸發(fā)continue，然后i++又不能執(zhí)行，就造成i的值一直為5，一直跳過，就成了一個死循環(huán)。

• do while語句

語法結構：

do {
     循環(huán)體語句；
} while（條件判斷語句）；

執(zhí)行流程：

①執(zhí)行初始化語句

②執(zhí)行循環(huán)體語句

③執(zhí)行條件控制語句

④執(zhí)行條件判斷語句，看其結果是true還是false

如果是false，循環(huán)結束

如果是true，循環(huán)繼續(xù)執(zhí)行

⑤回到②繼續(xù)

do while語句與while很相似，只不過do while語句是先執(zhí)行循環(huán)體語句后進行條件判斷

此循環(huán)語句使用的較其他兩種較少，一般是在一些小游戲（猜數(shù)字，三子棋）中使用

• for循環(huán)

語法結構：

for (表達式1; 表達式2; 表達式3)
{
        語句;
}

首先要強調(diào)兩點：

1. 表達式1、表達式2和表達式3之間是用分號“ ；”隔開的，千萬不要寫成逗號。

2. for(表達式1；表達式2；表達式3)的后面千萬不要加分號，很多新手都會犯這種錯誤——會情不自禁地在后面加分號。

   因為 for 循環(huán)只能控制到其后的一條語句，而在C語言中分號也是一個語句——空語句。所以如果在后面加個分號，那么 for 循環(huán)就只能控制到這個分號，下面大括號里面的語句就不屬于 for 循環(huán)了。

執(zhí)行流程:

//求解表達式1。
//求解表達式2。若其值為真，則執(zhí)行 for 語句中指定的內(nèi)嵌語句，然后執(zhí)行第3步；若表達式2值為假，則結束循環(huán)，轉到第5步。
//求解表達式3。
//轉回上面第2步繼續(xù)執(zhí)行。
//循環(huán)結束，執(zhí)行 for 語句下面的語句。

從這個執(zhí)行過程中可以看出，“表達式1”只執(zhí)行一次，循環(huán)是在“表達式2”“表達式3”和“內(nèi)嵌語句”之間進行的。

for循環(huán)的最簡單形式：

for (循環(huán)變量賦初值; 循環(huán)條件; 循環(huán)變量增值)
{
    語句;
}

下面我們使用for循環(huán)寫一個簡單的代碼

例：<求 1+2+3+4+…+100 的總和。>

# include 
int main(void)
{
    int i;
    int sum = 0;  //
    for (i=1; i<=100; ++i)  //++是自加的意思, ++i相當于i = i + 1
    {
        sum = sum + i;  /*等價于sum += i;但是不建議這么寫, 因為sum = sum + i看起來更清楚、更舒服*/
    }
    printf("sum = %d\\n", sum);
    return 0;
}

三種循環(huán)的區(qū)別：

for循環(huán)和while循環(huán)先判斷條件是否成立，然后決定是否執(zhí)行循環(huán)體（先判斷后執(zhí)行）

do…while循環(huán)先執(zhí)行一次循環(huán)體，然后判斷條件是否成立，是否繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體（先執(zhí)行后判斷）

• 代碼規(guī)范化

1）if、else、for、while、do 都只能控制到其后的一條語句，如果要控制多條語句必須加大括號 {}。但基于代碼規(guī)范化，if、else、for、while、do 后面的執(zhí)行語句不論有多少行，就算只有一行也要加 {}。

2）像 if、for、while 等關鍵字之后應留一個空格再跟左括號 (，以突出關鍵字。

此外上面的程序還有一個知識點要跟大家說一下：從功能上講， for(i=1; i<=100;++i)完全可以寫成 for(i=1; i<101; ++i)，而且建議大家盡量使用這種寫法。也就是說，循環(huán)語句的循環(huán)條件盡量寫成半開半閉的，不管是 for 循環(huán)還是 while 循環(huán)。

for(i=1; i<101; ++i)實際上是 1≤i<101，是半開半閉的；而 for(i=1; i<=100; ++i)實際上是 1≤i≤100，是全閉的。那么為什么建議使用半開半閉的呢？因為如果寫成 i<=100 的話，那么每次判斷的時候都要判斷兩次，即 i<100 和 i==100，而寫成 i<101 的話每次只需要判斷一次。

也許有人說：程序在執(zhí)行 i<=100 的時候不是將它轉換成 i<100||i==100 嗎？這樣由“短路或”的知識可知，如果前面的為真那么后面的不就不會執(zhí)行了嗎？這樣不也是判斷一次嗎？不是這樣的，系統(tǒng)是不會將 i<=100 轉換成 i<100||i==100 的，每次判斷的時候 i<100 和 i==100 都要判斷。

但是寫成半開半閉也有一個問題，就是會影響對代碼的理解。有時候?qū)懗扇]的區(qū)間理解起來才順暢，而寫成半開半閉反而不易理解，比如 `<=`右邊是變量或表達式的時候。這時候要以可讀性為第一要素，即哪種好理解就使用哪種?，F(xiàn)在 CPU 速度那么快，也不在乎那點效率。所以前面說“盡量”，沒有要求一定要那樣寫。