C语言学习——if 、 swich、 while和for的用法

C语言学习——if、swich、while和for的用法

顺序结构程序不能满足实际问题的要求。有时需要在满足某一条件的情况下才去执行一些语句，如果条件不满足的时候，程序会执行另一些语句；有时会在满足某一条件的情况下反复执行一些语句。C 语言提供了if～else 语句实现条件选择结构，switch～case 语句实现等值选择结构，while、do～while 和for语句实现重复执行循环体。

一、if语句

1、if～else 结构

语法：

if～else 结构的执行过程： 首先要对给定的条件表达式进行计算，如果计算结果是 1，则执行语句 1，语句 1 通常被称为 if分支（真分支） ；否则执行语句2，语句2 通常被称为 else 分支（假分支）。
其中，条件表达式既可以是逻辑表达式、关系表达式，也可以是任何合法的 C 语言表达式。

/* Description: 输入一个五位正整数, 要求顺序打印出各位数字。 */ 
#include  
void main( void ) 
{ 
      int num;  
      int a, b, c, d, e; 
      printf("Input a integer number (10000-99999):"); 
      scanf("%d", &num); 
      if( num > 99999 || num < 10000 ) 
             printf("Error input!\n"); 
      else 
      { 
             e = num % 10;  num /= 10; 
             d = num % 10;  num /= 10; 
             c = num % 10;  num /= 10; 
             b = num % 10;  num /= 10; 
             a = num; 
             printf("Each digit is %2d%2d%2d%2d%2d\n",a, b, c, d, e); 
      } 
}

/* Description: 从键盘输入一个年份, 要求判断出它是否是平年 */ 
 
#include  
 
void main( void ) 
{ 
      int year;  
 
      printf("请输入一个年份:"); 
      scanf("%d", &year ); 
 
      if( ( ( year % 100 != 0 ) && ( year % 4 != 0 ) ) || 
        ( ( year % 100 == 0 ) && ( year % 400 != 0 ) ) ) 
                 printf("%d 年是平年。\n", year ); 
      else 
                 printf("%d 年是闰年。\n", year ); 
 
} 

判断闰年：年份能被4整除但不能被100整除；或者能被400整除。
((year % 100 !=0) && (year%4 ==0)) || (year%400 ==0) 
或者：
((year % 100 !=0) && (!(year%4)) || (!(year%400))

判断平年：年份不能被4整除；或者能被100整除但不能被400整除。
(year%4 != 0 ) || (( year%100==0)&&( year%400!=0))
或者
(year%4) || !( year%100) && (year%400)

2、if嵌套

语法：

if(条件表达式1) 
    if(条件表达式2) 
         语句1; 
    else 
         语句2; 
else 
    if(条件表达式3) 
         语句3; 
    else 
         语句4; 

C 语言规定：else 总是与它前面最近的且无 else 配对的 if 配对。

例如：用 C 语言的选择结构实现符号函数 sign(x)：从键盘输入一个浮点数 x，要求输出它的符号。 sign(x)是一个分段函数：

#include   
void main( void ) 
{  
    double x; 
    short sign;  
    printf("Input x:"); 
    scanf("%lf", &x); 
    if( x>=0  ) 
         if( x>0  ) 
               sign =1; 
         else 
               sign =0; 
    else 
         sign =-1; 
    printf("sign(%lf)=%d\n", x, sign); 
} 

例如：用 else 分支嵌套 if-else 结构实现下述功能，从键盘输入一个一元二次方程ax2+bx+c=0的三个系数a、b、c，要求计算并打印出方程的实数根：

#include  
#include   //需要调用到sqrt( )函数
void main( void ) 
{ 
      double a, b, c, deta, deta2, root1, root2; 
      printf("请输入一元二次方程的三个系数a, b, c:"); 
      scanf("%lf,%lf,%lf", &a, &b, &c ); 
      deta = b*b-4*a*c; 
      if(deta<0) 
              printf("方程没有实数根。\n"); 
      else if(deta==0) 
              printf("方程有两个相等的根： %lf\n", -b/2/a ); 
      else 
      { 
              deta2 = sqrt( deta ); 
              root1 = ( - b + deta2 ) / 2 / a; 
              root2 = ( - b - deta2 ) / 2 / a; 
              printf("Root1= %lf Root2=%lf\n", root1, root2 ); 
      } 
} 

二、switch～case 结构

语法：

switch(整型表达式) 
{ 
     case 常量表达式 1: 
                 [语句组 1; 
                 [break;]] 
     case 常量表达式 2: 
                 [语句组 2; 
                 [break;]] 
     … 
     case 常量表达式 n: 
                 [语句组 n; 
                 [break;]] 
     default: 
                 [语句组 n;] 
} 

switch～case 结构的执行过程：
计算整型数值表达式的值，并逐个与其后的各常量表达式的值进行比较，当表达式的值与某个常量表达式的值相等时，先执行其后的语句组，若该 case 分支最后有 break 语句，则中止 switch～case 结构，转到switch～case 结构后的程序顺序执行；

若该case 分支没有break语句，则继续执行下一个case 分支。若整型数值表达式的值与所有case 后的常量表达式的值均不相等，则执行default分支。

其中各常量表达式的值必须是整型，字符型或者枚举类型。

各语句组允许有多条语句，不需要加“{}” 。若语句组 i为空，该case 分支又没有break 语句，则直接执行下一个case 分支。

例如：用 switch～case 结构编写一个能进行四则运算的计算器程序：用户输入运算数和四则运算符，程序计算并输出结果：

#include   
void main( void ) 
{ 
     float a, b;  char op; 
     printf("请输入一个四则运算表达式(eg:1.5/2.5):"); 
     scanf("%f%c%f", &a, &op, &b );  
    switch(op) 
    {
       case '+': 
                printf("%f + %f =%f\n", a, b, a + b); break; 
       case '-': 
                printf("%f - %f =%f\n", a, b, a - b); break; 
       case '*': 
                printf("%f * %f =%f\n", a, b, a * b); break; 
       case '/': 
                if(b)   //相当于if(b!=0) 
                      printf("%f / %f =%f\n", a, b, a / b); 
                else 
                      printf("除数不能为0\n"); break; 
       default: 
                 printf("错误的运算符！\n"); 
     } 
}

例如：用 switch～case 结构编程实现输入一个百分制成绩，将其转换成五级记分制成绩并输出结果。具体转换标准为：100～90 分→等级A，80～89 分→等级B，70～79 分→等级C，60～69 分→等级D，60 分以下→等级E。

#include  
void main( void ) 
{ 
      int score; 
      printf("请输入一个百分制成绩:"); 
      scanf("%d", &score ); 

      switch(score / 10 ) 
      { 
              case 10: 
              case 9: 
                        printf("A\n"); 
                        break; 
              case 8: 
                        printf("B\n"); 
                        break; 
              case 7: 
                        printf("C\n"); 
                        break; 
                         case 6: 
                        printf("D\n"); 
                        break; 
              case 5: 
              case 4: 
	case 3: 
              case 2: 
              case 1: 
              case 0: 
                        printf("E\n"); 
                        break; 
              default: 
                        printf("输入的成绩错误！\n"); 
      } 
} 

三、while语句

while 语句先判断给定的条件是否成立，在条件成立的前提下重复执行循环体，所以被称为“当型”循环控制语句。
while 语句的一般形式为：

while( 条件表达式 ) 
    语句;  

其中被称为循环体的语句部分是一条语句。如果需要在循环体内执行多条
语句，可使用复合语句：

while( 条件表达式 ) 
{ 
    语句; 
    … 
} 

while 语句的执行过程： 先计算while 后面的条件表达式，如果其值为真，则执行一次循环体；再次计算 while 后面的条件表达式，如果其值仍然为真，则再执行一次循环体；如此反复，直到while 后面的条件表达式的值为假，结束while 语句，程序开始顺序执行循环结构后面的语句。

while 语句的特点是： 先判断，后执行，若一开始条件表达式就不成立，则循环体一次也不执行。

【例 】 用while 循环结构编程求 1+2+…+100 的和。

 #include  
void main( void ) 
{ 
    int i, sum; 
    i=1, sum=0; 
while( i <= 100 ) 
     sum = sum+i, i++; 
    printf("1+2+…+100=%d\n", sum); 
} 

四、do～while 语句

do～while 语句也是 C 语言的 “当型” 循环控制结构， 不过它和 while 语句有所不同， do～while 语句先执行一次循环体，然后才判断给定的条件是否成立，在条件成立的前提下重复执行循环体。

do～while 语句的一般形式为：

do 
   语句; 
while( 条件表达式 ) 

循环体只能是一条语句。如果需要在循环体内执行多条语句，可使用复合语句：

do 
{ 
    语句; 
    …… 
} while( 条件表达式 ) 

执行过程： 先执行一次循环体，再计算 while后面的条件表达式，如果其值为真，则重复执行一次循环体；然后再次计算 while 后面的条件表达式，如此反复，直到条件表达式不再成立，结束 do～while 语句，程序开始顺序执行循环结构后面的语句。
do～while 语句的特点 是先执行，后判断，若一开始条件表达式就不成立，则循环体也要执行一次。

例如：用 do～while循环结构编程求 300 以内所有能被 9 整除的数。程序的输出格式如下：

 #include  
void main( void ) 
{ 
     int i=1, j=0; 
     printf(" 300以内能被9整除的数有:\n"); 
     do 
     { 
          if( !(i%9) )   // 等价 if( i%9==0 ) 
          { 
                 printf("%5d,", i); 
                 j++; 
                 if( !(j%6) ) 
                        printf("\n"); 
          } 
     }while( ++i<300 ); 
     printf("\n"); 
} 

for 语句

for 语句是循环控制结构中使用最为灵活、最为广泛的一种循环控制语句。for 语句既适用于已知循环次数的情况，也可以用于只知循环结束条件不知道循环次数的情况。for语句可以完全取代前两种循环控制语句。

for语句的一般形式为：

for(初始化表达式1; 条件表达式2; 增量表达式3) 
       语句4; 

for语句其执行过程如下：
（1）首先计算初始化表达式1；
（2）然后计算条件表达式2，若条件表达式为真，则转到第3步执行；否则转到第5步执行；
（3）执行循环体3；
（4）计算增量表达式4，然后转到第2步，进行循环；
（5）退出循环，顺序执行 for循环后的下一条语句。

例题：for循环实现求 1+2+……+100的和！

#include  
void main( void ) 
{ 
 int i, sum=0; 
 for(i=1;i<=100;i++) 
    sum=sum+i;

printf("%d\n", sum); 
} 

【例 】 用 for循环结构编程打印出所有的“水仙花数” 。

#include   
void main( void ) 
{ 
    short a, b, c, i; 
    printf("水仙花数："); 
    for(i=100; i<=999; i++) 
    { 
        a=i%10;       //个位 
        b=i%100/10;   //十位 
        c=i/100;       //百位 
        if(i==a*a*a+b*b*b+c*c*c) 
              printf("%5d,",i); 
    } 
   printf("\n"); 
} 

五、小结

C 语言中三种循环控制语句 while、do～while 和 for。三者基本上可以互相替代，但在实际应用中还是存在一些细微的差别。

（1）循环变量赋初值：使用 while、do～while 语句编程，必须保证在 while、do～while语句之前完成循环变量赋初值；for语句可以在初始化表达式中给循环变量赋初值。

（2）循环条件：while、do～while 语句均在 while 后面指定循环条件；for 语句在条件表达式中指定。

（3）循环体的执行：while 和 for语句都是先判断后执行，在条件不成立的情况下，循环体一次也不执行；do～while 语句是先执行后判断，循环体至少执行一次。

（4）循环变量递增：while、do～while 语句一般在循环体内增减循环变量，最终导致循环结束；for语句在增量表达式中改变循环变量的值。

（5）退出循环，顺序执行循环语句后的下一条语句。

在实际应用中，可根据具体情况选用不同的语句：

（1）如果是计数型循环或循环次数在执行循环之前就已确定，一般选用 for 语句；如果循环次数不确定，或是由循环体的执行情况方能确定的，一般选用 while 语句或者do～while语句，此时的循环条件表达式往往比较复杂，使用 for语句会导致程序晦涩难懂。

（2）当循环体至少要执行一次时，选用 do～while 语句；反之，如果循环体可能一次也不执行，选用 while 语句或者 for语句。