002+limou+C语言入门知识——（1）分支、循环和跳转语句

C语言入门知识——（2）分支、循环和跳转语句

前要：C语言是结构化的程序设计语言（生活中中的事情基本都是由“顺序、选择、循环”结构组成）

1、什么是语句？

（1）表达式语句
（2）函数调用语句
（3）控制语句（本次重要讲，控制语句用于实现程序的各种结构方式）
（4）复合语句
（5）空语句

其中控制语句可以分为三类：
①分支语句（if、switch）
②循环语句（do…while、while、for）
③转向语句（break、goto、continue、return）

2、分支语句

生活种有各种选择，“根据条件做选择”就是if语句和switch语句要做的事情
在分支语句中表达式的真假（0表示真，非0为假）决定执行哪些语句

Ⅰ、if语句

（1）单分支语句（根据条件，用来判断是否执行语句0）

if(表达式)
{
    语句0;
}

（2）双分支语句（根据条件，执行语句1，不然执行语句2）

if(表达式)
{
    语句1;
}
else
{
    语法2;
}

（3）多分支语句（根据条件，选择执行一条语句）

if(表达式1)
{
    语句1;
}
else if(表达式2)
{
    语句2;
}
else if(表达式3)
{
    语句3;
}
…
else if(表达式n-1)
{
    语句n-1;
}
else
{    
    语句n;
}

写多分支语句时，只需要执行一条语句可以省略代码块，但是语句特别多的时候最好是要加上代码块{}的习惯。如下面的例子演示了多分支情况下，某一分支成立时，执行的语句有多条的情况：

#include
int main()
{
    int number = 0;
    scanf("%d",&number);
    if(number>10)
    {
        printf("hehe\n");
    }
    else if(number)
    {
        printf("%d",number);//多条语句
        printf("hahaha\n");
        printf("abcdef\n");
    }
    else 
    {
        printf("hoho\n");
    }
    return 0;
}

（4）分支语句的书写习惯对比

//代码1
if (表达式) {
   return x;
}

//代码2
if(表达式)
{
    return x;
}
else
{
    return y;
}
//-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
//代码3
int num = 1;
if(num == 0)
{
    printf("hehe\n");
}

//代码4
int num = 1;
if(0 == num)
{
    printf("hehe\n");
}

• 代码1和代码2是写的较多两种形式，第一种强调是if以及内容是一个整体、第二种强调语句的“块”状。（推荐写第二种）
• 代码3和代码4是后者比较好，后者有检错功能，假设num==0写成了num=0，那么意义就不同了（0赋值给了num），编译器不一定会报错，但是将0==num写成0=num，那么编译器是可以有纠错功能的

（5）分支语句中一些常见的错误

①if和else一一对应原则（悬空else）

#include
int main()
{
    int a = 0;
    int b = 1;
    if(a == 1)
        if(b == 1)
            printf("abcd");
    else
        printf("efgh");
    return 0;
}

实际上第二个if是和else对应的（这里是故意不缩进的），这就是没有加上“代码块”的后果。加上代码块：一是增加代码可读性、二是减少逻辑错误。所以就算是单分支语句也最好加上“代码块”。

②return语句在分支语句里

#include
int main()
{
    int b = 0;
    int x = 1,y = 0;
    scanf("%d",&b);
    if(b == 1)
    {
        return x;
    }
    return y;
}

以上的代码也是分支语句，并且意思是：不是返回x就是返回y，因为return（跳转语句，让整个函数返回某个值）的存在使得if(){…}和return y是对立的，是不可能同时执行的。所以和以下的代码是相同逻辑的：

#include
int main()
{
    int b = 0;
    int x = 1,y = 0;
    scanf("%d",&b);
    if(b == 1)
    {
        return x;
    }
    else
    {
        return y;
    }
}

尽管上述是两端代码是等价，不加代码块也会引发别人的误会（认为两段代码不是一个逻辑）。所以就算是单分支语句也最好加上“代码块”，好处是很明显的。

③==的书写错误（非常常见！！！）

#include
int main()
{
    int b = 0;
    if(b = 1)
    {
        printf("abcdef\n");
    }
}

会发现，竟然打印出了abcdef这串字符串。原因是b1写成了b=1变成了赋值语句，最好的解决方案是将b1的习惯改成1==b，这样即使写成1=b编译器也能检测出来。

#include//正确的写法
int main()
{
    int b = 0;
    if(1 == b)
    {
        printf("abcdef\n");
    }
    return 0;
}

Ⅱ、switch开关语句

（1）基本书写形式

switch(表达式)
{
    case 值1:
        语句1;
        break;
    case 值2:
        语句2;
        break;
    case 值3:
        语句3;
        break;
    …
    case 值n-1:
        语句n-1;
        break;
    case 值n:
        语句n;
        break;
    default:
        语句;
        break;
}

①其中default子句是默认选项，当选择均不满足“值1~值n”时，就会执行default里的语句
②每条switch只能有一条default子句，default放在case之前之后都可以，并没有顺序要求。
③最后一个break不写也没有问题，当然最好还是加上为好，维护代码的时候减少bug的产生）
另外，case后面的语句可以不加大括号，当然最好还是写上，逻辑会更加清晰一些

（2）if和switch最大的差别在于if可以范围判断，switch是点判断（范围判断理论是可以的，但是少见）

（3）多种判断情况同一语句

以下语句当b=1或2时都是输出“hello”，b=3或4时都是输出“你好”

#include
int main()
{
    int b = 0;
    scanf("%d",&b);
    switch(b)
    {
        case 1:
        case 2:
            printf("hello");
        case 3:
        case 4:
            printf("你好");
    }
    return 0;
}

（4）常见的错误

①在一个case结束时，忘记写break语句

break（转向语句的一种）是switch语句变成分支语句的重要部分

#include
int main()
{
    int b = 0;
    scanf("%d",&b);
    switch(b)
    {
        case 1:
            printf("123");
        case 2:
            printf("456");
        case 3:
            printf("789");
    }
    return 0;
}

②在default前面没有break

如果前面的case都没有加break，且后面还有default，则default内的语句也会被执行，不会被忽略！

③switch后面必须是整形变量表达式，case必须是整形常量表达式，不然不能正常运行。

Ⅲ、条件语句之间是可以进行嵌套的

（1）在if语句里面塞if语句
（2）在switch语句里面塞入switch语句
（3）if语句里面塞switch语句
（4）switch语句里面塞if语句

3、循环语句

Ⅰ、while语句

（1）语法形式

while (条件)
{
    语句;
}

（2）使用例子

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

Ⅱ、do…while语句

（1）语法形式

do
{
    语句;
}while(条件);

（2）使用例子

（3）一些问题

①do…while的显著特点就是一定会进入循环体一次（至少执行一次循环体里的语句），使用场景少见
②注意“while(条件)”后面是有“;”的

Ⅲ、for语句

（1）语法形式

for(赋值;条件;执行语句)
{
    语句;
}

（2）使用例子

（3）for循环语句从形式上比while有优势

修改赋值、条件、执行语句一目了然

#include
int main()
{
    int i=1;//赋值
    while(i<10)//判断
    {
        printf("%d ",i);//循环体
        i++;//调整
    }
}

#include
int main()
{
    for(int i = 0;i < 10;i++)//赋值、判断、调整
    {
        printf("%d ",i);//循环体
    }
    return 0;
}

Ⅳ、循环的一些使用问题

（1）注意死循环

有的时候死循环虽然也会写，但是程序一旦有其他的bug就会容易出现问题。对循环调整的变量，尽量不要去修改它（可以使用）,不然容易变成循环异常

（2）区间范围

注意写范围写成左闭右开的书写，提高可读性，但不是总是需要这样写的，看情况。
比如写i∈(0,10]里，使得10就具有一种意义：循环10次的意思。

（3）注意循环三个表达式

①注意for循环里的三个表达式是“表达式”，因此还可以写更长的代码放入里面
②for内部三个表达式是可以进行一定的省略的，但是最好不要随便乱省略，比如下面的代码：

int i=0;
int j=0;
for(i = 0; i < 3 ; i++)
{
    for(j = 0; j < 3 ; j++)
    {
        printf("abcd\n");
    }
}//打印九次abcd

修改后：

int i=0;
int j=0;
for(; i < 3 ; i++)
{
    for(; j < 3 ; j++)
    {
        printf("abcd\n");
    }
}//只会打印三次abcd，而不是9次，原因在于j没有被重新赋值为0（被省略了）

③判断条件恒为0

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

可以就看到不会进入循环（因为k=0是赋值语句）

4、转向语句

有break、continue、goto语句

（1）break语句

break是永久跳出循环体：只要在循环体内部执行了break语句就不再执行循环体的代码

#include
int main()
{
    int i = 0;
    while (i < 10)
    {
        printf("%d\n",i);
        if(5 == i)
        {
            break;//这样的话就不会打印5后面的数字了
        }
        i++;
    }
    return 0;
}

注意：break在双循环中只会终止内循环不会终止外循环

（2）continue语句

continue是跳出本次循环：只要在循环语句里面执行了continue语句就会跳过本次的循环，进入下一次的循环

#include
int main()
{
    int i = 0;
    while (i < 10)
    {
        printf("%d\n",i);
        if(5 == i)
        {
            continue;//这样的话就会一直打印5，但是后面就进入了死循环，因为5没有办法进入i++语句变成6，5一直被返回给条件“i<10”进行判断
        }
        i++;
    }
    return 0;
}

（3）goto语句

goto是跳转语句（无条件转移语句，由于没有任何条件，容易被滥用，导致代码逻辑一团糟）
①使用方法：利用标记来跳转

#include 
int main()
{
    goto a;
    printf("haha\n");
a:
    printf("hehe\n");
    return 0;
}//只会打印hehe

②尽量少用，但是在多层循环中如果想实现跳出多层循环break是做不到的（除非多写几个break，不然它只能从内层循环退回上一层循环）

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

go to语句在多层嵌套是挺好用的，其他情况则尽量可以不写

5、练习

（1）二分法查找算法（在一个“有序”数组）

见我另外一篇博客：二分查找法寻找有序数组

（2）使用辗转相除法求两个数最大公约数

见我另一篇博客：辗转相除法

（3）利用循环语句计算1!+2!+……+n!

#include 
//方法一：双循环
int main()
{
    int n = 0;


    int i = 0;
    int ret = 1;
    int sum = 0;


    int num = 0;
    scanf("%d", &num);


    for(n = 1; n <= num; n++)
    {
        ret = 1;
        for(i = 1; i <= n; i++)
        {
            ret *= i;
        }
        sum += ret;
    }
    printf("%d\n", sum);
    return 0;
}

#include 
//方法二：单循环
int main()
{
    int n = 0;

    int i = 0;
    int ret = 1;
    int sum = 0;

    int num = 0;
    scanf("%d", &num);

    for(n = 1; n <= num; n++)
    {
        ret *= n;
        sum += ret;
    }
    printf("%d\n", sum);
    return 0;
}