C语言学习系列--＞第四弹【分支和循环】

前言

从本节开始，将进入C语言循环分支结构，在学习过程中，需要多敲代码，多刷题。

下面是来自牛客竞赛的小白题，学习完本节，可以进行相应的练习：
选择结构程序设计
循环结构程序设计

一、if 语句

1.1 基本 if 语句

if(条件表达式){
    //语句
}

条件表达式为真，就执行语句；条件表达式为假，就不执行语句。通俗易懂！

在C语⾔中，0为假，⾮0表⽰真，也就是表达式的结果如果是0，则语句不执⾏，表达式的结果如果是不是0，则语句执⾏。

#include  
 
int main(){
 
    int a;  //定义一个int型变量a
 
    scanf("%d", &a);  //读入a的值
 
    if(a != 0){  //如果a的值不为0
        printf("%d\n", a);  //输出a的值并输出一个回车
    }
 
    //若a的值为0，则不会执行任何内容，程序正常退出
 
    return 0;
}

1.2 else 语句

if ( 表达式 )
    语句1
else
	语句2

举个例子：

#include  
 
int main(){
 
    int a;  //定义一个int型变量a
 
    scanf("%d", &a);  //读入a的值
 
    if(a != 0){  //如果a的值不为0
        printf("%d\n", a);  //输出a的值并输出一个回车
    }
    else{
        printf("a的值为0！\n");  //若a的值为0，输出"a的值为0！"并输出一个回车
    }
 
    return 0;
}

1.3 else if 语句

if(条件表达式1){
        //语句1
    }
    else if(条件表达式2){
        //语句2
    }
    else{
        //语句3
    }

举个例子：

#include  
 
int main(){
 
    int a;  //定义一个int型变量a
 
    scanf("%d", &a);  //读入a的值
 
    if(a > 100){  //如果a的值大于100
        printf("%d\n", a - 100);  //输出a - 100的值并输出一个回车
    }
    else if(a > 0 && a <= 100){  //如果a的值大于0且a的值小于等于100
        printf("%d\n", a + 100);  //输出a + 100的值并输出一个回车
    }
    else if(a == 0){  //若a的值为0
        printf("a的值为0！\n");  //输出"a的值为0！"并输出一个回车
    }
    else{
        printf("a的值为小于0！\n");  //若a的值不满足以上所有条件，输出"a的值小于0！"并输出一个回车
    }
 
    return 0;
}

1.4 嵌套 if 语句

在 if else 语句中， else 可以与另⼀个 if 语句连⽤，构成多重判断。

#include  
 
int main(){
 
    int a;  //定义一个int型变量a
 
    scanf("%d", &a);  //读入a的值
 
    if(a > 0){
        if(a > 100){  //如果a的值大于100
            printf("%d\n", a - 100);  //输出a - 100的值并输出一个回车
        }
        else{
            printf("%d\n", a + 100);  //输出a + 100的值并输出一个回车
        }
    }
    else if(a == 0){  //若a的值为0
        printf("a的值为0！\n");  //输出"a的值为0！"并输出一个回车
    }
    else{
        printf("a的值为小于0！\n");  //若a的值不满足以上所有条件，输出"a的值小于0！"并输出一个回车
    }
 
    return 0;
}

以上就是嵌套if语句的语法，有了嵌套if语句，就可以完成更多复杂逻辑的判断。

1.5 else 悬空问题

如果有多个 if 和 else ，可以记住这样⼀条规则， else 总是跟最接近的 if 匹配。

#include 
int main()
{
 	int a = 0;
	int b = 2;
 	if(a == 1)
 		if(b == 2)
			 printf("hehe\n");
	else
	printf("haha\n");
 	return 0;
}

上⾯的代码排版，让 else 和第⼀个 if 语句对⻬，让我们以为 else 是和第⼀个if匹配的，当 if语句不成⽴的时候，⾃然想到的就是执⾏ else ⼦句，打印 haha ，但实际上 else 是和第⼆个 if进⾏匹配的，这样后边的 if…else 语句是嵌套在第⼀个 if 语句中的，如果第⼀个 if 语句就不成⽴，嵌套 if 和 else 就没机会执⾏了，最终啥都不打印。

如果我们希望else确实和第⼀个if匹配，可以这样修改代码：

#include 
int main()
{
 	int a = 0;
 	int b = 2;
 	if(a == 1)
 	{
 		if(b == 2)
 			printf("hehe\n");
 	}
 	else
 	{
 		printf("haha\n");
 	}
 	return 0;
}

只要带上适当的⼤括号，代码的逻辑就会更加的清晰，所以⼤家以后在写代码的时候要注意括号的使⽤，让代码的可读性更⾼。

二、关系操作符

• > ⼤于运算符
• < ⼩于运算符
• >= ⼤于等于运算符
• <= ⼩于等于运算符
• == 相等运算符
• != 不相等运算符

关系表达式常⽤于 if 或 while 结构。

注意，相等运算符与赋值运算符 = 是两个不⼀样的运算符，不要混淆。

另⼀个需要避免的错误是：多个关系运算符不宜连⽤。

三、逻辑操作符

逻辑运算符提供逻辑判断功能，⽤于构建更复杂的表达式，主要有下⾯三个运算符。
• ! ：逻辑取反运算符（改变单个表达式的真假）。
• && ：与运算符，就是并且的意思（两侧的表达式都为真，则为真，否则为假）。
• || ：或运算符，就是或者的意思（两侧⾄少有⼀个表达式为真，则为真，否则为假）。

注：C语⾔中，⾮0表⽰真，0表⽰假

逻辑取反运算符

⽐如，我们有⼀个变量叫 flag ,如果flag为假，要做⼀个什么事情，就可以这样写代码：

if(!flag)
{
 printf("do something\n");
}

如果 flag 为真， !flag 就是假，如果 flag 为假， !flag 就是真
所以上⾯的代码的意思就是 flag 为假，执⾏if语句中的代码。

四、switch 语句

4.1 作用

执行多条件分支语句。

4.2 语法

switch(expression){
 
    case value1：执行语句1; break;
 
    case value2：执行语句2; break;
 
    ...
 
    default: 执行语句n; break;
 
}

注：
• switch 后的 expression 必须是整型表达式
• case 后的值，必须是整形常量表达式
•case 和后边的数字之间必须有空格
•每⼀个 case 语句中的代码执⾏完成后，需要加上 break ，才能跳出这个switch语句。

4.3 switch语句中的case和default的顺序问题

在 switch 语句中 case ⼦句和 default ⼦句有要求顺序吗？ default 只能放在最后吗？
其实，在 switch 语句中 case 语句和 default 语句是没有顺序要求的，只要你的顺序是满⾜实
际需求的就可以。
不过我们通常是把 default ⼦句放在最后处理的。

五、while 循环

5.1 作用

满足循环条件，执行循环语句。

5.2 语法

 while(条件表达式){
    //语句 
 }

在执行循环语句时候，程序必须提供跳出循环的出口，否则出现死循环。

代码示例：

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

六、for 循环

6.1 作用

先判断条件表达式，满足循环条件，执行循环语句。

6.2 语法

for(初始化条件; 判断条件; 更新){
    //语句
}

for 循环中的表达式，要用分号进行分隔。
for 语句的三个部分中，任何一个部分都可以省略。
其中，若省略了判断条件，相当于判断条件永远为真。

代码示例：

#include 
int main()
{
 	int i = 0;
 	for(i=1; i<=10; i++)
 	{
 	printf("%d ", i);      //1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
 	}
 
 	return 0;
}

for 和 while 在实现循环的过程中都有初始化、判断、调整这三个部分，但是 for 循环的三个部分⾮常集中，便于代码的维护，⽽如果代码较多的时候 while 循环的三个部分就⽐较分散，所以从形式上 for 循环要更优⼀些。

七、do-while

7.1 作用

满足循环条件，执行循环语句。

7.2 语法

do{
    //语句
}while(条件表达式);

while 和 for 这两种循环都是先判断，条件如果满⾜就进⼊循环，执⾏循环语句，如果不满⾜就跳
出循环；
⽽ do while 循环则是先直接进⼊循环体，执⾏循环语句，然后再执⾏ while 后的判断表达式，表
达式为真，就会进⾏下⼀次，表达式为假，则不再继续循环。

代码示例：

#include  
 
int main() {
 
    int n;
 
    scanf("%d", &n);
 
    int sum = 10;
 
    do{  
        printf("%d\n", sum);  //输出sum的值和回车
        sum --;  //执行完一次循环，sum的值减1
    }while(sum >= n);  //当sum大于等于n时执行
 
    //若输入的n值大于10，则仍会先执行一次语句，再判断循环条件
 
    return 0;
 
}

八、 break和continue语句

在循环执⾏的过程中，如果某些状况发⽣的时候，需要提前终⽌循环，这是⾮常常⻅的现象。C语⾔中
提供了 break 和 continue 两个关键字，就是应该到循环中的。
• break 的作⽤是⽤于永久的终⽌循环，只要 break 被执⾏，直接就会跳出循环，继续往后执
⾏。
• continue 的作⽤是跳过本次循环 continue 后边的代码，在 for 循环和 while 循环中有所
差异的。

8.1 while循环中的break和continue

8.1.1 break举例

#include 
int main()
{
 	int i = 1;
 	while(i<=10)
 	{
 		if(i == 5)
 			break;//当i等于5后，就执⾏break，循环就终⽌了
 		printf("%d ", i);        //1 2 3 4
 		i = i+1;
 	}
 	return 0;
}

打印了1,2,3,4后，当i等于5的时候，循环正 break 的地⽅终⽌，不再打印，不再循环。
所以 break 的作⽤就是永久的终⽌循环，只要 break 被执⾏， break 外的第⼀层循环就终⽌了。
那以后我们在循环中，想在某种条件下终⽌循环，则可以使⽤ break 来完成我们想要的效果。

8.1.2 continue举例

#include 
int main()
{
 	int i = 1;
 	while(i<=10)
 	{
 		if(i == 5)
 			continue;
 			//当i等于5后，就执⾏continue，直接跳过continue的代码，去循环的判断的地⽅
 			//因为这⾥跳过了i = i+1，所以i⼀直为5，程序陷⼊和死循环
 		printf("%d ", i);
 		i = i+1;
 	}
 	return 0;
}

8.2 for循环中的break和continue

8.2.1 break举例

#include 
int main()
{
 	int i = 1;
 	for(i=1; i<=10; i++)
 	{
 		if(i == 5)
 			break;
 		printf("%d ", i);        //1 2 3 4
 	}
 	return 0;
}

break 的作⽤是永久的终⽌循环，未来我们在某个条件发⽣的时候，不想再继续循环的时候，就可以使⽤ break 来完成。

8.2.2 continue举例

#include 
int main()
{
 	int i = 1;
 	for(i=1; i<=10; i++)
 	{
 		if(i == 5)
 			continue;//这⾥continue跳过了后边的打印，来到了i++的调整部分
 		printf("%d ", i);    //1 2 3 4 6 7 8 9 10
 	}
 	return 0;
}

所以在 for 循环中 continue 的作⽤是跳过本次循环中 continue 后的代码，直接去到循环的调
整部分。未来当某个条件发⽣的时候，本次循环⽆需再执⾏后续某些操作的时候，就可以使⽤
continue 来实现。

九、嵌套循环

嵌套循环就是将上述语句混合在一起使用

代码示例

#include  
 
int main() {
 
    int n;
 
    scanf("%d", &n);
 
    for(int i = 1; i <= n; i ++){  //当i小于等于n时，执行循环体内的语句，执行之后，i的值加1
        for(int j = 1; j <= i; j ++){//当j小于等于i时，执行循环体内的语句，执行之后，j的值加1
            printf("%d ", j);  //输出j的值
        }
        printf("\n");  //执行完内层的循环之后，输出一次回车
    }
 
    return 0;
 
}

这里，具体需要大家在习题中感受领悟。

十、go to 语句

C语⾔提供了⼀种⾮常特别的语法，就是 goto 语句和跳转标号， goto 语句可以实现在同⼀个函数内跳转到设置好的标号处。

#include 
int main()
{
 	printf("hehe\n");
 goto next:
 	printf("haha\n");
 
next:
 	printf("跳过了haha的打印\n"); 
 	return 0;
}

go to 语句如果使⽤的不当，就会导致在函数内部随意乱跳转，打乱程序的执⾏流程，所以小编的建议是能不⽤尽量不去使⽤；但是 goto 语句也不是⼀⽆是处，在多层循环的代码中，如果想快速跳出使⽤ goto 就⾮常的⽅便了。

总结

从本节开始，知识难度增加啦。开始更加考验大家逻辑思维能力了，想要提高思维，就需要多刷题，想要熟练掌握语法，依然需要多刷题。
选择结构程序设计
循环结构程序设计