C语言分支与循环--循环篇(图片，动画演示)，彻底搞定C语言循环

前言
作者：龟龟不断向前
简介：宁愿做一只不停跑的慢乌龟，也不想当一只三分钟热度的兔子。
专栏：C++初阶知识点

工具分享：

1. 刷题： 牛客网 leetcode
2. 笔记软件：有道云笔记
3. 画图软件：Xmind(思维导图) diagrams(流程图)

如果觉得文章对你有帮助的话，还请点赞，关注，收藏支持博主，如有不足还请指点，博主及时改正

分支与循环(二)–循环篇

1.while循环

语法

上篇文章中我们介绍了if语句

if(contition)//条件判断
{
    exp;//语句
}

当条件满足的情况下，if语句后的语句执行，否则不执行。 但是这个语句只会执行一次。 由于我们发现生活中很多的实际的例子是：同一件事情我们需要完成很多次。 那我们怎么做呢？ C语言中给我们引入了： while 语句，可以实现循环。

而且其语法和if几乎是一致的，不过它会循环地执行“体内”的语句。

while(contition)//条件判断
{
    exp;//语句
}

例如我们可以使用循环语句在屏幕中打印10个hello world

#include
int main()
{
	int num = 10;
	while (num)
	{
		printf("hello world");
		num--;
	}
	return 0;
}

---

循环的必要条件

要想构成循环，这三个部分必不可少：1. 循环变量初始化部分(上述代码中的num)

2.循环条件判断部分 3.循环变量的调整部分 这三个部分影响着循环的次数，没有设定好可能会导致死循环

或者循环达到的效果不尽人意，下面咱们描述时将循环{}里面的部分叫做循环体

---

while循环中的break和continue

break和continue是C语言的关键字，被使用在循环中，其中break还可以使用在switch语句中

其实大家观察上述的流程图即可发现，break和continue语句被使用在循环体中

break：其实在循环体中只要遇到break，就停止后期的所有的循环，直接终止循环。 所以：while中的break是用于永久终止循环的。

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

上述的循环i本应该从1至10，到i从1到4时，屏幕输出1 2 3 4，但是当i 等于 5时，遇到了break终止了后期的所有循环

所以上述程序输出1 2 3 4

---

continue: continue是用于终止本次循环的，也就是本次循环中continue后边的代码不会再执行， 而是直接跳转到while语句的判断部分。进行下一次循环的入口判断。

代码演示( 有坑 )

#include
int main()
{
  int i = 1;
  while(i <= 10)
  {
    if(i == 5)
    {
		continue;
    }

    printf("%d ",i);
    i++;
  }
  printf("\n");
  return 0;
}

大家可以思考以下上述代码会输出什么？

友情提示：答案：1 2 3 4 6 7 8 9 10是 错误 的哟！

程序分析：i从1~4，正常输出1 2 3 4，当i等于5时，遇到了continue语句，跳过本次循环，continue下面的语句不被执行，直接跳进循环条件判断部分，但是很bug的是，在此过程中，循环变量的调整部分被破坏（i++循环的三大必要条件），i永远小于等于10，程序陷入死循环！

程序结果：1 2 3 4程序死循环不输出

解决方法：

程序问题：循环变量的控制条件被破坏，所以咱们要恢复这个条件

在if(i == 5)中放入i++即可

#include
int main()
{
  int i = 1;
  while(i <= 10)
  {
    if(i == 5)
    {
        ++i;
		continue;
    }

    printf("%d ",i);
    i++;
  }
  printf("\n");
  return 0;
}

---

2.for循环

语法

有些同学可能会有疑惑，为什么有了while循环已经可以实现循环了，还要出现for循环

这个道理很简单，我们实现一个需求肯定会有不同的方法，方法之间的便利性和效率是不一样的

同样的，即使实现循环的方法有很多种，但是肯定也是存在谁好谁坏，谁更便利的

我们再来回顾一遍while循环，仔细分析一下：

我们发现：在使用while实现循环时循环的三大必要条件过于分散，有时候会导致我们写代码时某一条件没控制好，导致程序

的错误，而我们要介绍的for循环(也是大家最爱用的循环)，可以很好地避免这个问题

for(表达式1; 表达式2; 表达式3)
 循环语句;

表达式1

表达式1为初始化部分，用于初始化循环变量的。

表达式2

表达式2为条件判断部分，用于判断循环时候终止。

表达式3

表达式3为调整部分，用于循环条件的调整。

输出1~10

#include

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

语法上：循环的三大必要条件被放在了一起，这样很便于我们控制循环

for循环的执行顺序：

进入for循环

1. 执行exp1–循环变量初始化– 执行一次
2. 执行exp2–循环条件判断
3. 执行循环体
4. 执行exp3–循环调整部分

之后就是 2 3 4循环执行，知道for循环退出

---

for循环中的break和continue

意义上基本和while中的无差别

break：终止循环

continue：跳过本次循环

注意：for循环的continue是跳入到调整部分，而while循环的continue是跳进判断部分，这也使for循环在使用continue时，不容易进坑

例如上述我们在while中出现的bug代码，1 2 3 4死循环，我们使用for循环就非常的安全，因为调整部分没有收到破坏

#include

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

---

for循环相比于while循环的优势和建议

优势：

1. 可以发现在while循环中依然存在循环的三个必须条件，但是由于风格的问题使得三个部分很可能偏离较 远，这样查找修改就不够集中和方便。所以for循环的风格更胜一筹；for循环使用的频率也最高。
2. for循环在使用continue的时候更容易控制

for循环的写法建议：

1. 不可在for 循环体内修改循环变量，防止 for 循环失去控制。
2. 建议for语句的循环控制变量的取值采用**“前闭后开区间”(左闭右开)**写法。

---

for循环的一些变种

变种1

写for循环时，exp1,exp2,exp3都是可以省略的

1. 省略exp1–省略初始化，咱们就必须在for循环外面就把循环变量初始化好
2. 省略exp2–省略循环条件判断，循环条件默认为真，循环陷入死循环
3. 省略exp3–省略调整部分，所以咱们要在循环体内加一个调整部分

建议同学们不要使用省略写法，很容易拿捏不住

#include

int main()
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (; i<3; i++)
	{
		for (; j<3; j++)
		{
			printf("hello\n");
		}
	}
	return 0;
}

问：上述代码会打印多少个hello，答案是3个–因为i=0的第一层循环，输出3个hello，同时使得j=3，后面的两层循环都没有输出内容，因为j已经是3，没有进入内层循环

---

变种2

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

---

3.do-while循环

语法

do
{
    循环语句;
}
while(表达式);//这里是有分号的，大家不要写漏了

几乎和while循环达到一样的效果，唯一不同的时候，do-while的循环语句至少被执行一次，即使循环判断条件一开始为假

---

do-while的break和continue

几乎和while的break和continue没有差异

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

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

---

4.goto语句

语法

大部分不同学都没有听过goto语句，因为它很容易出错，而且使用场景很少，很多教材上几乎都没有它的身影

但是goto语句其实是可以实现循环的，顾名思义–goto取到一个地方，可以在程序的代码中穿梭，所以很不安全，也让程序变得很凌乱

#include

int main()
{
flag:
	printf("hello world\n");
	goto flag;
	return 0;
}

上述代码即可无限制地输出hello world

---

goto语句的使用场景

如果一个循环有很多层，比如有四层，而你现在在最内层的时候发现了一个异常，需要跳转到整个循环的外面去对异常进行处理，原先你可能会使用四次break，但是这样代码很挫，这个时候我们可以使用goto，跳出这个深层循环

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

---

5.循环例题

1. 计算 n的阶乘。
2. 计算 1!+2!+3!+……+10!
3. 在一个有序数组中查找具体的某个数字n。
4. 编写代码，演示多个字符从两端移动，向中间汇聚。
5. 编写代码实现，模拟用户登录情景，并且只能登录三次。（只允许输入三次密码，如果密码正确则 提示登录成，如果三次均输入错误，则退出程序。

答案在下方，大家可以参考

---

计算 n的阶乘

思路：使用循环遍历1~n的数字，将这些数字都相乘起来放在一个变量里面即可。

#include

int main()
{
	int ret = 1;
	int n = 0;
	scanf("%d", &n);
	for (int i = 1; i <= n; i++)
	{
		ret *= i;
	}
	printf("%d! = %d\n", n, ret);
	return 0;
}

---

计算 1!+2!+3!+……+10!

思路：使用循环遍历1~10的数字，一边在做累乘计算出n！的同时，一遍将其加进一个变量里面，同步进行。

#include

int main()
{
  int n = 0;
  printf("请输入n！的n值\n");
  scanf("%d",&n);
  int ret = 1;//计算n！
  int sum = 0;//求和
  for(int i = 1;i<=n;++i)
  {
    ret *= i;
    sum += ret;
  }
  printf("sum = %d\n",sum);
  return 0;
}

---

在一个有序数组中查找具体的某个数字n

思路：你女朋友让你猜1~100她在想哪个数字，有好几次机会，如果想要快速猜出来你可以先猜50，如果大了再猜75

每次从中间猜，即猜一次即可排除一半的数字，这种方法：二分查找法

当然了理想很丰满，现实很骨感，你女朋友可能在你第一次没猜中的时候，就会说你根本就不懂人家

二分查找法的实现：

#include
int main()
{
  int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,22,33,44,55};
  int k = 0;
  int left = 0;
  int right = sizeof(arr)/sizeof(arr[0])-1;
  
  printf("请输入需要查找的数\n");
  scanf("%d",&k);
  //一次二分查找
  while(left <= right)//等于也要写在里面
  {
       
      int mid = (left + right)/2;
      if(arr[mid] > k)
      {
        right = mid-1;
      }
      else if(arr[mid] < k)
      {
        left = mid + 1;
      }
      else
      {
        printf("找到了，下标是%d\n",mid);
        break;
      }
  }
  if(left > right)
  {
    printf("没找到\n");
  }
  return 0;
}

---

编写代码，演示多个字符从两端移动，向中间汇聚。

效果如下：

思路：使用两个相等的字符串，一个字符串str1里面是全是#，一个字符串str2放着welcome to CSDN!!!!，每过一秒就打印str1，然后将str1的左右两边的字符被str2的对应字符所替换，之后就是替换，打印，等待…………

linux下的版本

#include
#include
#include
int main()
{
  char str1[] = "Welcome to CSDN!!!!";
  char str2[] = "###################";
  int left = 0;
  int right = strlen(str1)-1;//长度是3的字符串，\0的下标也是3
  while(left <= right)
  {
    //1.替换字符
    str2[left] = str1[left];
    str2[right] = str1[right];
    ++left;
    --right;
    //2.打印str2
    printf("%s\n",str2);
    //3.等1秒，展示移动的效果
    sleep(1);
    //4.清空屏幕，显示移动效果
    system("clear");
  }
  printf("%s\n",str1);
  return 0;
}

windows下的版本

#include
#include
#include
int main()
{
  char str1[] = "Welcome to CSDN!!!!";
  char str2[] = "###################";
  int left = 0;
  int right = strlen(str1)-1;//长度是3的字符串，\0的下标也是3
  while(left <= right)
  {
    //1.替换字符
    str2[left] = str1[left];
    str2[right] = str1[right];
    ++left;
    --right;
    //2.打印str2
    printf("%s\n",str2);
    //3.等1秒，展示移动的效果
    sleep(1000);
    //4.清空屏幕，显示移动效果
    system("clear");
  }
  printf("%s\n",str1);
  return 0;
}

---

模拟用户登录情景

场景如下，首先你要设置你的密码，然后你要开始输入密码进行登录，有三次登录机会

#include
#include

int main()
{
  char passwd[30] = "";
  char user[30] = "";
  int i = 3;
  printf("请设置你的密码\n");
  fgets(passwd,30,stdin);
  while(i)
  {
    printf("请登录,输入你的用户密码\n");
    fgets(user,30,stdin);

    if(strcmp(user,passwd) == 0)
    {
      printf("密码正确，登陆成功\n");
      break;
    }
    else 
    {
      --i;
      if(i != 0)
      printf("密码错误，你还有%d次机会",i);
    }
  }
  if(i == 0)
  {
    printf("错误三次，请等待下辈子再试密码\n");
  }
  
  return 0;
}

本篇文章就讲到这，咱们下期间