C语言修炼之初识C语言（四）

一、循环语句

• while
• for
• do while

1.1 while循环

我们已经掌握了，if语句：

if(条件)
     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。

//while 语法结构
while(表达式)
 循环语句;

while语句执行的流程：
比如我们实现：

在屏幕上打印1-10的数字。

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

上面的代码已经帮我了解了 while 语句的基本语法，那我们再了解一下：

1.1.1 while语句中的break和continue

break介绍

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

1 2 3 4
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 2 3 4 6 7 8 9 10

你答对了吗？

1 2 3 4

总结：
break在while循环中的作用：

其实在循环中只要遇到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。

continue介绍

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

这里代码输出的结果是什么？

1 2 3 4
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 2 3 4 6 7 8 9 10
2 3 4 6 7 8 9 10

总结:
continue在while循环中的作用就是：

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。

再看几个代码：

//代码什么意思？
//代码1
#include 
int main()
{
	int ch = 0;
	while ((ch = getchar()) != EOF)
		putchar(ch);
	return 0;
}
//这里的代码适当的修改是可以用来清理缓冲区的.

//代码2
#include 
int main()
{
	char ch = '\0';
	while ((ch = getchar()) != EOF)
	{
		if (ch < '0' || ch > '9')
			continue;
		putchar(ch);
	}
	return 0;
}
//这个代码的作用是：只打印数字字符，跳过其他字符的。

1.2 for循环

我们已经知道了while循环，但是我们为什么还要一个for循环呢？
首先来看看for循环的语法：

1.2.1 语法

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。

实际的问题：

使用for循环 在屏幕上打印1-10的数字。

#include 
int main()
{
	int i = 0;
	//for(i=1/*初始化*/; i<=10/*判断部分*/; i++/*调整部分*/)
	for (i = 1; i <= 10; i++)
	{
		printf("%d ", i);
	}
	return 0;
}

现在我们对比一下for循环和while循环。

int i = 0;
//实现相同的功能，使用while
i = 1;//初始化部分
while (i <= 10)//判断部分
{
	printf("hehe\n");
	i = i + 1;//调整部分
}
//实现相同的功能，使用while
for (i = 1; i <= 10; i++)
{
	printf("hehe\n");
}

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。

1.2.2 break和continue在for循环中

我们发现在for循环中也可以出现break和continue，他们的意义和在while循环中是一样的。
但是还是有些差异：

//代码1
#include 
int main()
{
	int i = 0;
	for (i = 1; i <= 10; i++)
	{
		if (i == 5)
			break;
		printf("%d ", i);
	}
	return 0;
}
//代码2
#include 
int main()
{
	int i = 0;
	for (i = 1; i <= 10; i++)
	{
		if (i == 5)
			continue;
		printf("%d ", i);
	}
	return 0;
}

下面贴出代码运行结果：

1.2.3 for语句的循环控制变量

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”写法。

int i = 0;
//前闭后开的写法
for(i=0; i<10; i++)
{}
//两边都是闭区间
for(i=0; i<=9; i++)
{}

1.2.4 一些for循环的变种

#include 
int main()
{
	//代码1
	for (;;)
	{
		printf("hehe\n");
	}
	//for循环中的初始化部分，判断部分，调整部分是可以省略的，但是不建议初学时省略，容易导致问题。

	//代码2
		int i = 0;
	int j = 0;
	//这里打印多少个hehe?
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		for (j = 0; j < 10; j++)
		{
			printf("hehe\n");
		}
	}

	//代码3
	int i = 0;
	int j = 0;
	//如果省略掉初始化部分，这里打印多少个hehe?
	for (; i < 10; i++)
	{
		for (; j < 10; j++)
		{
			printf("hehe\n");
		}
	}

	//代码4-使用多余一个变量控制循环
	int x, y;
	for (x = 0, y = 0; x < 2 && y < 5; ++x, y++)
	{
		printf("hehe\n");
	}
	return 0;
}

1.2.5 一道笔试题：

//请问循环要循环多少次？
#include 
int main()
{
 int i = 0;
 int k = 0;
 for(i =0,k=0; k=0; i++,k++)
        k++;
 return 0;
}

1.3 do…while()循环

1.3.1 do语句的语法：

do
 循环语句;
while(表达式);

1.3.2 执行流程

3.3.3 do语句的特点

循环至少执行一次，使用的场景有限，所以不是经常使用。

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

1.3.4 do while循环中的break和continue

#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;
}

1.4 练习

1.4.1 参考代码

1. 计算 n的阶乘

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include 

int main()
{
	int i = 0;
	int n = 0;
	int num = 1;
	printf("请输入n的取值：");
	scanf("%d", &n);
	for (i = 1; i <= n; i++)
	{
		num = num * i;
	}
	printf("%d!=%d", n, num);
	return 0;
}

2. 计算 1!+2!+3!+……+10!

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include 
int main()
{
    int i, j, n = 1, m = 1;
    int sum = 0;
    for (i = 1; i <= 10; i++)
    {
        for (j = 1; j <= i; j++)
        {
            if (j == i)
            {
                n = m * j;
                m = n;//记录当前阶乘的积
            }
        }
        sum += n;
    }
    printf("the sum is %d\n", sum);
    return 0;
}

3. 编写代码，演示多个字符从两端移动，向中间汇聚。

#include 
int main()
{
	char arr1[] = "welcome to C world...";
	char arr2[] = "#################";
	int left = 0;
	int right = strlen(arr1) - 1;
	printf("%s\n", arr2);
	//while循环实现
	/*while (left <= right)
	{
		Sleep(1000);
		arr2[left] = arr1[left];
		arr2[right] = arr1[right];
		left++;
		right--;
		printf("%s\n", arr2);
	}*/
	//for循环实现
	for (left = 0, right = strlen(arr1) - 1;
		left <= right;
		left++, right--)
	{
		Sleep(1000);
		arr2[left] = arr1[left];
		arr2[right] = arr1[right];
		printf("%s\n", arr2);
	}
	return 0;
}

4. 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。

int main()
{
    char psw[10] = "";
    int i = 0;
    int j = 0;
    for (i = 0; i < 3; ++i)
    {
        printf("请输入密码:");
        scanf("%s", psw);
        if (strcmp(psw, "password") == 0)
            break;
    }
    if (i == 3)
        printf("退出\n");
    else
        printf("登录成功\n");
}

1.4.2 折半查找算法

比如我买了一双鞋，你好奇问我多少钱，我说不超过300元。你还是好奇，你想知道到底多少，我就让
你猜，你会怎么猜？
答案：你每次猜中间数。

在一个有序数组中查找具体的某个数字n。（二分查找）
代码实现

//实现在主函数内：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include 
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");
}

1.4.3 猜数字游戏实现

现在利用所学做一个猜数字游戏，猜数区间1-100。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include 
#include 
#include 

void menu()
{
	printf("***************************\n");
	printf("***** 1.play   0.exit *****\n");
	printf("***************************\n");
}
void game() {
	int random_num = rand() % 100 + 1;
	int input = 0;
	while (1)
	{
		printf("请输入猜的数字>:");
		scanf("%d", &input);
		if (input > random_num)
		{
			printf("猜大了\n");
		}
		else if (input < random_num)
		{
			printf("猜小了\n");
		}
		else
		{
			printf("恭喜你，猜对了\n");
			break;
		}
	}
}
int main()
{
	int input = 0;
	srand((unsigned)time(NULL));
	do
	{
		menu();
		printf("请选择>:");
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		{
		case 1:
			game();
			break;
		case 0:
			break;
		default:
			printf("选择错误,请重新输入!\n");
			break;
		}
	} while (input);
	return 0;
}

二、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。
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。

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

下面是使用goto语句的一个例子，然后使用循环的实现方式替换goto语句：
一个关机程序

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include 
#include 
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：开开开，就取消关机!\n请输入:>");
	scanf("%s", input);
	if (0 == strcmp(input, "开开开"))
	{
		system("shutdown -a");
	}
	else
	{
		goto again;
	}
	return 0;
}

而如果不适用goto语句，则可以使用循环：

#include 
#include 
int main()
{
	char input[10] = { 0 };
	system("shutdown -s -t 60");
	while (1)
	{
		printf("电脑将在1分钟内关机，如果输入：开开开，就取消关机!\n请输入:>");
		scanf("%s", input);
		if (0 == strcmp(input, "开开开"))
		{
			system("shutdown -a");
			break;
		}
	}
	return 0;
}