C语言入门教程，C语言学习教程（非常详细）第五章 循环结构与选择结构

C语言if else语句详解

前面我们看到的代码都是顺序执行的，也就是先执行第一条语句，然后是第二条、第三条……一直到最后一条语句，这称为顺序结构。

但是对于很多情况，顺序结构的代码是远远不够的，比如一个程序限制了只能成年人使用，儿童因为年龄不够，没有权限使用。这时候程序就需要做出判断，看用户是否是成年人，并给出提示。

在C语言中，使用if和else关键字对条件进行判断。请先看下面的代码：

1. #include
2. int main()
3. {
4. int age;
5. printf("请输入你的年龄：");
6. scanf("%d", &age);
7. if(age>=18){
8. printf("恭喜，你已经成年，可以使用该软件！\n");
9. }else{
10. printf("抱歉，你还未成年，不宜使用该软件！\n");
11. }
12. return 0;
13. }

可能的运行结果：

请输入你的年龄：23↙
恭喜，你已经成年，可以使用该软件！

或者：

请输入你的年龄：16
抱歉，你还未成年，不宜使用该软件！

这段代码中，age>=18是需要判断的条件，>=表示“大于等于”，等价于数学中的≥。

如果条件成立，也即 age 大于或者等于 18，那么执行if后面的语句（第8行）；如果条件不成立，也即 age 小于 18，那么执行else后面的语句（第10行）。

if 和 else 是两个新的关键字，if 意为“如果”，else 意为“否则”，用来对条件进行判断，并根据判断结果执行不同的语句。总结起来，if else 的结构为：

if(判断条件){
    语句块1
}else{
    语句块2
}

意思是，如果判断条件成立，那么执行语句块1，否则执行语句块2 。其执行过程可表示为下图：


所谓语句块（Statement Block），就是由{ }包围的一个或多个语句的集合。如果语句块中只有一个语句，也可以省略{ }，例如：

1. if(age>=18) printf("恭喜，你已经成年，可以使用该软件！\n");
2. else printf("抱歉，你还未成年，不宜使用该软件！\n");

由于if else 语句可以根据不同的情况执行不同的代码，所以也叫分支结构或选择结构，上面的代码中，就有两个分支。

求两个数中的较大值：

1. #include
2. int main()
3. {
4. int a, b, max;
5. printf("输入两个整数：");
6. scanf("%d %d", &a, &b);
7. if(a>b) max=a;
8. else max=b;
9. printf("%d和%d的较大值是：%d\n", a, b, max);
10. return 0;
11. }

运行结果：
输入两个整数：34 28↙
34和28的较大值是：34

本例中借助变量max，用max来保存较大的值，最后将max输出。

只使用if语句

有的时候，我们需要在满足某种条件时进行一些操作，而不满足条件时就不进行任何操作，这个时候我们可以只使用 if 语句。也就是说，if else 不必同时出现。

单独使用 if 语句的形式为：

if(判断条件){
    语句块
}

意思是，如果判断条件成立就执行语句块，否则直接跳过。其执行过程可表示为下图：


只使用 if 语句来求两个数中的较大值：

1. #include
2. int main()
3. {
4. int a, b, max;
5. printf("输入两个整数：");
6. scanf("%d %d", &a, &b);
7. max=b; // 假设b最大
8. if(a>b) max=a; // 如果a>b，那么更改max的值
9. printf("%d和%d的较大值是：%d\n", a, b, max);
10. return 0;
11. }

运行结果：
输入两个整数：34 28
34和28的较大值是：34

本例程序中，输入两个数a、b。把b先赋予变量max，再用 if 语句判别max和b的大小，如max小于b，则把b赋予max。因此max中总是大数，最后输出max的值。

多个if else语句

if else 语句也可以多个同时使用，构成多个分支，形式如下：

if(判断条件1){
    语句块1
} else  if(判断条件2){
    语句块2
}else  if(判断条件3){
    语句块3
}else  if(判断条件m){
    语句块m
}else{
     语句块n
}

意思是，从上到下依次检测判断条件，当某个判断条件成立时，则执行其对应的语句块，然后跳到整个 if else 语句之外继续执行其他代码。如果所有判断条件都不成立，则执行语句块n，然后继续执行后续代码。

也就是说，一旦遇到能够成立的判断条件，则不再执行其他的语句块，所以最终只能有一个语句块被执行。

例如，使用多个 if else 语句判断输入的字符的类别：

1. #include
2. int main(){
3. char c;
4. printf("Input a character:");
5. c=getchar();
6. if(c<32)
7. printf("This is a control character\n");
8. else if(c>='0'&&c<='9')
9. printf("This is a digit\n");
10. else if(c>='A'&&c<='Z')
11. printf("This is a capital letter\n");
12. else if(c>='a'&&c<='z')
13. printf("This is a small letter\n");
14. else
15. printf("This is an other character\n");
16. return 0;
17. }

运行结果：
Input a character:e↙
This is a small letter

本例要求判别键盘输入字符的类别。可以根据输入字符的ASCII码来判别类型。由ASCII码表可知ASCII值小于32的为控制字符。在“0”和“9”之间的为数字，在“A”和“Z”之间为大写字母， 在“a”和“z”之间为小写字母，其余则为其它字符。这是一个多分支选择的问题，用多个 if else 语句编程，判断输入字符ASCII码所在的范围，分别给出不同的输出。例如输入为“e”，输出显示它为小写字符。

在使用 if 语句时还应注意以下两点：

• 在 if 语句中，判断条件必须用括号括起来。
• 语句块由{ }包围，但要注意的是在}之后不需要再加分号;（当然加上也没错）。

if语句的嵌套

if 语句也可以嵌套使用，例如：

1. #include
2. int main(){
3. int a,b;
4. printf("Input two numbers:");
5. scanf("%d %d",&a,&b);
6. if(a!=b){ //!=表示不等于
7. if(a>b) printf("a>b\n");
8. else printf("a
9. }else{
10. printf("a=b\n");
11. }
12. return 0;
13. }

运行结果：
Input two numbers:12 68
a
if 语句嵌套时，要注意 if 和 else 的配对问题。C语言规定，else 总是与它前面最近的 if 配对，例如：

1. if(a!=b) // ①
2. if(a>b) printf("a>b\n"); // ②
3. else printf("a

③和②配对，而不是和①配对。

C语言关系运算符详解

在上节《C语言if else语句》中看到，if 的判断条件中使用了<=、>、!=等符号，它们专门用在判断条件中，让程序决定下一步的操作，称为关系运算符（Relational Operators）。

关系运算符在使用时，它的的两边都会有一个表达式，比如变量、数值、加减乘除运算等，关系运算符的作用就是判明这两个表达式的大小关系。注意，是判明大小关系，不是其他关系。

C语言提供了以下关系运算符：

关系运算符	含  义	数学中的表示
<	小于	<
<=	小于或等于	≤
>	大于	>
>=	大于或等于	≥
==	等于	=
!=	不等于	≠

关系运算符都是双目运算符，其结合性均为左结合。关系运算符的优先级低于算术运算符，高于赋值运算符。在六个关系运算符中，<、<=、>、>=的优先级相同，高于==和!=，==和!=的优先级相同。

在C语言中，有的运算符有两个操作数，例如 10+20，10和20都是操作数，+ 是运算符。我们将这样的运算符称为双目运算符。同理，将有一个操作数的运算符称为单目运算符，将有三个操作数的运算符称为三目运算符。

常见的双目运算符有 +、-、*、/ 等，单目运算符有 ++、-- 等，三目运算符只有一个，就是 ? :，我们将在《C语言条件运算符》中详细介绍。

关系运算符的两边可以是变量、数据或表达式，例如：
1) a+b > c-d
2) x > 3/2
3) 'a'+1 < c
4) -i-5*j == k+1

关系运算符也可以嵌套使用，例如：
1) a > (b > c)
2) a != (c == d)

关系运算符的运算结果只有 0 或 1。当条件成立时结果为 1，条件不成立结果为 0。例如：

• 5>0 成立，其值为 1；
• 34-12>100 不成立，其值为 0；
• (a=3)>(b=5) 由于3>5不成立，故其值为 0。

我们将运算结果 1 称为“真”，表示条件成立，将 0 称为“假”，表示条件不成立。

下面的代码会将关系运算符的结果输出：

1. #include
2. int main(){
3. char c='k';
4. int i=1, j=2, k=3;
5. float x=3e+5, y=0.85;
6. int result_1 = 'a'+5
7. printf( "%d, %d\n", result_1, -i-2*j>=k+1 );
8. printf( "%d, %d\n", 1
9. printf( "%d, %d\n", i+j+k==-2*j, k==j==i+5 );
10. return 0;
11. }

运行结果：
1, 0
1, 1
0, 0

对于含多个关系运算符的表达式，如 k==j==i+5，根据运算符的左结合性，先计算k==j，该式不成立，其值为0，再计算0==i+5，也不成立，故表达式值为0。

需要提醒的是，==才表示等于，而=表示赋值，大家要注意区分，切勿混淆。

再谈 if 语句的判断条件

if 语句的判断条件中不是必须要包含关系运算符，它可以是赋值表达式，甚至也可以是一个变量，例如：

1. //情况①
2. if(b){
3. //TODO:
4. }
5. //情况②
6. if(b=5){ //情况①
7. //TODO:
8. }

都是允许的。只要整个表达式的值为非0，条件就成立。

上面两种情况都是根据变量 b 的最终值来判断的，如果 b 的值为非0，那么条件成立，否则不成立。

又如，有程序段：

1. if(a=b)
2. printf("%d",a);
3. else
4. printf("a=0");

意思是，把 b 的值赋予 a，如果为非0则输出该值，否则输出“a=0”字符串。这种用法在后面的程序中会经常出现。

C语言逻辑运算符详解

现在假设有这样一种情况，我们的软件比较特殊，要求使用者必须成年，并且成绩大于等于60，该怎么办呢？

或许你会想到使用嵌套的 if 语句，类似下面这样的代码：

1. #include
2. int main()
3. {
4. int age;
5. float score;
6. printf("请输入你的年龄和成绩：");
7. scanf("%d %f", &age, &score);
8. if(age >= 18){
9. if(score >= 60){
10. printf("你满足条件，欢迎使用该软件\n");
11. }else{
12. printf("抱歉，你的成绩不及格，不能使用该软件\n");
13. }
14. }else{
15. printf("抱歉，你还未成年，不能使用该软件！\n");
16. }
17. return 0;
18. }

这种方法虽然能够行得通，但不够简洁和专业，我们可以将其压缩为一条 if else 语句：

1. #include
2. int main()
3. {
4. int age;
5. float score;
6. printf("请输入你的年龄和成绩：");
7. scanf("%d %f", &age, &score);
8. if(age>=18 && score>=60){
9. printf("你满足条件，欢迎使用该软件\n");
10. }else{
11. printf("抱歉，你还未成年，或者成绩不及格，不能使用该软件！\n");
12. }
13. return 0;
14. }

 

&&是一个新的运算符，称为逻辑运算符，表示age>=18和score>=60两个条件必须同时成立才能执行 if 后面的代码，否则就执行 else 后面的代码。

在高中数学中，我们就学过逻辑运算，例如p为真命题，q为假命题，那么“p且q”为假，“p或q”为真，“非q”为真。在C语言中，也有类似的逻辑运算：

运算符	说明	结合性	举例
&&	与运算，双目，对应数学中的“且”	左结合	1&&0、(9>3)&&(b>a)
||	或运算，双目，对应数学中的“或”	左结合	1||0、(9>3)||(b>a)
!	非运算，单目，对应数学中的“非”	右结合	!a、!(2<5)

逻辑运算的结果

在编程中，我们一般将零值称为“假”，将非零值称为“真”。逻辑运算的结果也只有“真”和“假”，“真”对应的值为 1，“假”对应的值为 0。

1) 与运算(&&)

参与运算的两个表达式都为真时，结果才为真，否则为假。例如：

5&&0

5为真，0为假，相与的结果为假，也就是 0。

(5>0) && (4>2)

5>0 的结果是1，为真，4>2结果是1，也为真，所以相与的结果为真，也就是1。

2) 或运算(||)

参与运算的两个表达式只要有一个为真，结果就为真；两个表达式都为假时结果才为假。例如：

10 || 0

10为真，0为假，相或的结果为真，也就是 1。

(5>0) || (5>8)

5>0 的结果是1，为真，5>8 的结果是0，为假，所以相或的结果为真，也就是1。

3) 非运算(!)

参与运算的表达式为真时，结果为假；参与运算的表达式为假时，结果为真。例如：

!0

0 为假，非运算的结果为真，也就是 1。

!(5>0)

5>0 的结果是1，为真，非运算的结果为假，也就是 0。

输出逻辑运算的结果：

1. #include
2. int main(){
3. int a = 0, b = 10, c = -6;
4. int result_1 = a&&b, result_2 = c||0;
5. printf("%d, %d\n", result_1, !c);
6. printf("%d, %d\n", 9&&0, result_2);
7. printf("%d, %d\n", b||100, 0&&0);
8. return 0;
9. }

运行结果：
0, 0
0, 1
1, 0

优先级

逻辑运算符和其它运算符优先级从低到高依次为：

赋值运算符(=) < &&和|| < 关系运算符 < 算术运算符 < 非(!)

&& 和 || 低于关系运算符，! 高于算术运算符。
 
按照运算符的优先顺序可以得出：

• a>b && c>d  等价于  (a>b)&&(c>d)
• !b==c||d
• a+b>c&&x+yc)&&((x+y)

另外，逻辑表达式也可以嵌套使用，例如a>b && b || 9>c，a || c>d &&  !p。

逻辑运算符举例：

1. #include
2. int main(){
3. char c='k';
4. int i=1,j=2,k=3;
5. float x=3e+5,y=0.85;
6. printf( "%d,%d\n", !x*!y, !!!x );
7. printf( "%d,%d\n", x||i&&j-3, i
8. printf( "%d,%d\n", i==5&&c&&(j=8), x+y||i+j+k );
9. return 0;
10. }

运行结果：
0,0
1,0
0,1

本例中!x和!y分别为0，!x*!y也为0，故其输出值为0。由于x为非0，故!!!x的逻辑值为0。对x|| i && j-3式，先计算j-3的值为非0，再求i && j-3的逻辑值为1，故x||i&&j-3的逻辑值为 1。对i

C语言switch case语句详解

C语言虽然没有限制 if else 能够处理的分支数量，但当分支过多时，用 if else 处理会不太方便，而且容易出现 if else 配对出错的情况。例如，输入一个整数，输出该整数对应的星期几的英文表示：

1. #include
2. int main(){
3. int a;
4. printf("Input integer number:");
5. scanf("%d",&a);
6. if(a==1){
7. printf("Monday\n");
8. }else if(a==2){
9. printf("Tuesday\n");
10. }else if(a==3){
11. printf("Wednesday\n");
12. }else if(a==4){
13. printf("Thursday\n");
14. }else if(a==5){
15. printf("Friday\n");
16. }else if(a==6){
17. printf("Saturday\n");
18. }else if(a==7){
19. printf("Sunday\n");
20. }else{
21. printf("error\n");
22. }
23. return 0;
24. }

运行结果：
Input integer number:3↙
Wednesday

对于这种情况，实际开发中一般使用 switch 语句代替，请看下面的代码：

1. #include
2. int main(){
3. int a;
4. printf("Input integer number:");
5. scanf("%d",&a);
6. switch(a){
7. case 1: printf("Monday\n"); break;
8. case 2: printf("Tuesday\n"); break;
9. case 3: printf("Wednesday\n"); break;
10. case 4: printf("Thursday\n"); break;
11. case 5: printf("Friday\n"); break;
12. case 6: printf("Saturday\n"); break;
13. case 7: printf("Sunday\n"); break;
14. default:printf("error\n"); break;
15. }
16. return 0;
17. }

运行结果：
Input integer number:4↙
Thursday

switch 是另外一种选择结构的语句，用来代替简单的、拥有多个分枝的 if else 语句，基本格式如下：

switch(表达式){
    case 整型数值1: 语句 1;
    case 整型数值2: 语句 2;
    ......
    case 整型数值n: 语句 n;
    default: 语句 n+1;
}

它的执行过程是：
1) 首先计算“表达式”的值，假设为 m。

2) 从第一个 case 开始，比较“整型数值1”和 m，如果它们相等，就执行冒号后面的所有语句，也就是从“语句1”一直执行到“语句n+1”，而不管后面的 case 是否匹配成功。

3) 如果“整型数值1”和 m 不相等，就跳过冒号后面的“语句1”，继续比较第二个 case、第三个 case……一旦发现和某个整型数值相等了，就会执行后面所有的语句。假设 m 和“整型数值5”相等，那么就会从“语句5”一直执行到“语句n+1”。

4) 如果直到最后一个“整型数值n”都没有找到相等的值，那么就执行 default 后的“语句 n+1”。

需要重点强调的是，当和某个整型数值匹配成功后，会执行该分支以及后面所有分支的语句。例如：

1. #include
2. int main(){
3. int a;
4. printf("Input integer number:");
5. scanf("%d",&a);
6. switch(a){
7. case 1: printf("Monday\n");
8. case 2: printf("Tuesday\n");
9. case 3: printf("Wednesday\n");
10. case 4: printf("Thursday\n");
11. case 5: printf("Friday\n");
12. case 6: printf("Saturday\n");
13. case 7: printf("Sunday\n");
14. default:printf("error\n");
15. }
16. return 0;
17. }

运行结果：
Input integer number:4↙
Thursday
Friday
Saturday
Sunday
error

输入4，发现和第四个分支匹配成功，于是就执行第四个分支以及后面的所有分支。这显然不是我们想要的结果，我们希望只执行第四个分支，而跳过后面的其他分支。为了达到这个目标，必须要在每个分支最后添加break;语句。

break 是C语言中的一个关键字，专门用于跳出 switch 语句。所谓“跳出”，是指一旦遇到 break，就不再执行 switch 中的任何语句，包括当前分支中的语句和其他分支中的语句；也就是说，整个 switch 执行结束了，接着会执行整个 switch 后面的代码。

使用 break 修改上面的代码：

1. #include
2. int main(){
3. int a;
4. printf("Input integer number:");
5. scanf("%d",&a);
6. switch(a){
7. case 1: printf("Monday\n"); break;
8. case 2: printf("Tuesday\n"); break;
9. case 3: printf("Wednesday\n"); break;
10. case 4: printf("Thursday\n"); break;
11. case 5: printf("Friday\n"); break;
12. case 6: printf("Saturday\n"); break;
13. case 7: printf("Sunday\n"); break;
14. default:printf("error\n"); break;
15. }
16. return 0;
17. }

运行结果：
Input integer number:4↙
Thursday

由于 default 是最后一个分支，匹配后不会再执行其他分支，所以也可以不添加break;语句。

最后需要说明的两点是：
1) case 后面必须是一个整数，或者是结果为整数的表达式，但不能包含任何变量。请看下面的例子：

1. case 10: printf("..."); break; //正确
2. case 8+9: printf("..."); break; //正确
3. case 'A': printf("..."); break; //正确，字符和整数可以相互转换
4. case 'A'+19: printf("..."); break; //正确，字符和整数可以相互转换
5. case 9.5: printf("..."); break; //错误，不能为小数
6. case a: printf("..."); break; //错误，不能包含变量
7. case a+10: printf("..."); break; //错误，不能包含变量

2) default 不是必须的。当没有 default 时，如果所有 case 都匹配失败，那么就什么都不执行。

C语言?和:详解，C语言条件运算符详解

如果希望获得两个数中最大的一个，可以使用 if 语句，例如：

1. if(a>b){
2. max = a;
3. }else{
4. max = b;
5. }

不过，C语言提供了一种更加简单的方法，叫做条件运算符，语法格式为：

表达式1 ? 表达式2 : 表达式3

条件运算符是C语言中唯一的一个三目运算符，其求值规则为：如果表达式1的值为真，则以表达式2 的值作为整个条件表达式的值，否则以表达式3的值作为整个条件表达式的值。条件表达式通常用于赋值语句之中。

上面的 if else 语句等价于：

1. max = (a>b) ? a : b;

该语句的语义是：如a>b为真，则把a赋予max，否则把b 赋予max。

读者可以认为条件运算符是一种简写的  if else，完全可以用 if else 来替换。

使用条件表达式时，还应注意以下几点：
1) 条件运算符的优先级低于关系运算符和算术运算符，但高于赋值符。因此

1. max=(a>b) ? a : b;

可以去掉括号而写为

1. max=a>b ? a : b;

2) 条件运算符?和：是一对运算符，不能分开单独使用。

3) 条件运算符的结合方向是自右至左。例如：

1. a>b ? a : c>d ? c : d;

应理解为：

1. a>b ? a : ( c>d ? c : d );

这也就是条件表达式嵌套的情形，即其中的表达式又是一个条件表达式。

用条件表达式重新编程，输出两个数中的最大值：

1. #include
2. int main(){
3. int a, b;
4. printf("Input two numbers:");
5. scanf("%d %d", &a, &b);
6. printf("max=%d\n", a>b?a:b);
7. return 0;
8. }

运行结果：
Input two numbers:23 45
max=45

C语言while循环和do while循环详解

在C语言中，共有三大常用的程序结构：

• 顺序结构：代码从前往后执行，没有任何“拐弯抹角”；
• 选择结构：也叫分支结构，重点要掌握 if else、switch 以及条件运算符；
• 循环结构：重复执行同一段代码。

前面讲解了顺序结构和选择结构，本节开始讲解循环结构。所谓循环（Loop），就是重复地执行同一段代码，例如要计算 1+2+3+……+99+100 的值，就要重复进行99次加法运算。

while循环

while循环的一般形式为：

while(表达式){
    语句块
}

意思是，先计算“表达式”的值，当值为真（非0）时， 执行“语句块”；执行完“语句块”，再次计算表达式的值，如果为真，继续执行“语句块”……这个过程会一直重复，直到表达式的值为假（0），就退出循环，执行 while 后面的代码。

我们通常将“表达式”称为循环条件，把“语句块”称为循环体，整个循环的过程就是不停判断循环条件、并执行循环体代码的过程。

用 while 循环计算1加到100的值：

1. #include
2. int main(){
3. int i=1, sum=0;
4. while(i<=100){
5. sum+=i;
6. i++;
7. }
8. printf("%d\n",sum);
9. return 0;
10. }

运行结果：
5050

代码分析：
1) 程序运行到 while 时，因为 i=1，i<=100 成立，所以会执行循环体；执行结束后 i 的值变为 2，sum 的值变为 1。

2) 接下来会继续判断 i<=100是否成立，因为此时 i=2，i<=100 成立，所以继续执行循环体；执行结束后 i 的值变为 3，sum 的值变为3。

3) 重复执行步骤 2)。

4) 当循环进行到第100次，i 的值变为 101，sum 的值变为5050；因为此时 i<=100 不再成立，所以就退出循环，不再执行循环体，转而执行while循环后面的代码。

while 循环的整体思路是这样的：设置一个带有变量的循环条件，也即一个带有变量的表达式；在循环体中额外添加一条语句，让它能够改变循环条件中变量的值。这样，随着循环的不断执行，循环条件中变量的值也会不断变化，终有一个时刻，循环条件不再成立，整个循环就结束了。

如果循环条件中不包含变量，会发生什么情况呢？

1) 循环条件成立时的话，while 循环会一直执行下去，永不结束，成为“死循环”。例如：

1. #include
2. int main(){
3. while(1){
4. printf("1");
5. }
6. return 0;
7. }

运行程序，会不停地输出“1”，直到用户强制关闭。

2) 循环条件不成立的话，while 循环就一次也不会执行。例如：

1. #include
2. int main(){
3. while(0){
4. printf("1");
5. }
6. return 0;
7. }

运行程序，什么也不会输出。

再看一个例子，统计从键盘输入的一行字符的个数：

1. #include
2. int main(){
3. int n=0;
4. printf("Input a string:");
5. while(getchar()!='\n') n++;
6. printf("Number of characters: %d\n", n);
7. return 0;
8. }

运行结果：
Input a string:c.biancheng.net↙
Number of characters: 15

本例程序中的循环条件为getchar()!='\n'，其意义是，只要从键盘输入的字符不是回车就继续循环。循环体n++;完成对输入字符个数计数。

do-while循环

除了while循环，在C语言中还有一种 do-while 循环。

do-while循环的一般形式为：

do{
    语句块
}while(表达式);

do-while循环与while循环的不同在于：它会先执行“语句块”，然后再判断表达式是否为真，如果为真则继续循环；如果为假，则终止循环。因此，do-while 循环至少要执行一次“语句块”。

用do-while计算1加到100的值：

1. #include
2. int main(){
3. int i=1, sum=0;
4. do{
5. sum+=i;
6. i++;
7. }while(i<=100);
8. printf("%d\n", sum);
9. return 0;
10. }

运行结果：
5050

注意 while(i<=100);最后的分号 ;，这个必须要有。

while循环和do-while各有特点，大家可以适当选择，实际编程中使用while循环较多。

C语言for循环（for语句）详解

除了while循环，C语言中还有 for 循环，它的使用更加灵活，完全可以取代 while 循环。

上节我们使用 while 循环来计算1加到100的值，代码如下：

1. #include
2. int main(){
3. int i, sum=0;
4. i = 1; //语句①
5. while(i<=100 /*语句②*/ ){
6. sum+=i;
7. i++; //语句③
8. }
9. printf("%d\n",sum);
10. return 0;
11. }

可以看到，语句①②③被放到了不同的地方，代码结构较为松散。为了让程序更加紧凑，可以使用 for 循环来代替，如下所示：

1. #include
2. int main(){
3. int i, sum=0;
4. for(i=1/*语句①*/; i<=100/*语句②*/; i++/*语句③*/){
5. sum+=i;
6. }
7. printf("%d\n",sum);
8. return 0;
9. }

在 for 循环中，语句①②③被集中到了一起，代码结构一目了然。

for 循环的一般形式为：

for(表达式1; 表达式2; 表达式3){
    语句块
}

它的运行过程为：
1) 先执行“表达式1”。

2) 再执行“表达式2”，如果它的值为真（非0），则执行循环体，否则结束循环。

3) 执行完循环体后再执行“表达式3”。

4) 重复执行步骤 2) 和 3)，直到“表达式2”的值为假，就结束循环。

上面的步骤中，2) 和 3) 是一次循环，会重复执行，for 语句的主要作用就是不断执行步骤 2) 和 3)。

“表达式1”仅在第一次循环时执行，以后都不会再执行，可以认为这是一个初始化语句。“表达式2”一般是一个关系表达式，决定了是否还要继续下次循环，称为“循环条件”。“表达式3”很多情况下是一个带有自增或自减操作的表达式，以使循环条件逐渐变得“不成立”。

for循环的执行过程可用下图表示：


我们再来分析一下“计算从1加到100的和”的代码：

1. #include
2. int main(){
3. int i, sum=0;
4. for(i=1; i<=100; i++){
5. sum+=i;
6. }
7. printf("%d\n",sum);
8. return 0;
9. }

运行结果：
5050

代码分析：
1) 执行到 for 语句时，先给 i 赋初值1，判断 i<=100 是否成立；因为此时 i=1，i<=100 成立，所以执行循环体。循环体执行结束后（sum的值为1），再计算 i++。

2) 第二次循环时，i 的值为2，i<=100 成立，继续执行循环体。循环体执行结束后（sum的值为3），再计算 i++。

3) 重复执行步骤 2)，直到第101次循环，此时 i 的值为101，i<=100 不成立，所以结束循环。

由此我们可以总结出for循环的一般形式：

for(初始化语句; 循环条件; 自增或自减){
    语句块
}

C语言for循环中的三个表达式

for 循环中的“表达式1（初始化条件）”、“表达式2(循环条件)”和“表达式3（自增或自减）”都是可选项，都可以省略（但分号;必须保留）。

1) 修改“从1加到100的和”的代码，省略“表达式1（初始化条件）”：

1. int i = 1, sum = 0;
2. for( ; i<=100; i++){
3. sum+=i;
4. }

可以看到，将i=1移到了 for 循环的外面。

2) 省略了“表达式2(循环条件)”，如果不做其它处理就会成为死循环。例如：

1. for(i=1; ; i++) sum=sum+i;

相当于：

1. i=1;
2. while(1){
3. sum=sum+i;
4. i++;
5. }

所谓死循环，就是循环条件永远成立，循环会一直进行下去，永不结束。死循环对程序的危害很大，一定要避免。

3) 省略了“表达式3(自增或自减)”，就不会修改“表达式2(循环条件)”中的变量，这时可在循环体中加入修改变量的语句。例如：

1. for( i=1; i<=100; ){
2. sum=sum+i;
3. i++;
4. }

4) 省略了“表达式1(初始化语句)”和“表达式3(自增或自减)”。例如：

1. for( ; i<=100 ; ){
2. sum=sum+i;
3. i++;
4. }

相当于：

1. while(i<=100){
2. sum=sum+i;
3. i++;
4. }

5) 3个表达式可以同时省略。例如：

for( ; ; )  语句

相当于：

while(1)  语句

6) “表达式1”可以是初始化语句，也可以是其他语句。例如：

1. for( sum=0; i<=100; i++ ) sum=sum+i;

7) “表达式1”和“表达式3”可以是一个简单表达式也可以是逗号表达式。

1. for( sum=0,i=1; i<=100; i++ ) sum=sum+i;

或：

1. for( i=0,j=100; i<=100; i++,j-- ) k=i+j;

8) “表达式2”一般是关系表达式或逻辑表达式，但也可是数值或字符，只要其值非零，就执行循环体。例如：

1. for( i=0; (c=getchar())!='\n'; i+=c );

又如：

1. for( ; (c=getchar())!='\n' ; )
2. printf("%c",c);

C语言break和continue用法详解（跳出循环）

使用while或for循环时，如果想提前结束循环（在不满足结束条件的情况下结束循环），可以使用break或continue关键字。

break关键字

在《C语言switch case语句》一节中，我们讲到了break，用它来跳出 switch 语句。

当 break 关键字用于 while、for 循环时，会终止循环而执行整个循环语句后面的代码。break 关键字通常和 if 语句一起使用，即满足条件时便跳出循环。

使用 while 循环计算1加到100的值：

1. #include
2. int main(){
3. int i=1, sum=0;
4. while(1){ //循环条件为死循环
5. sum+=i;
6. i++;
7. if(i>100) break;
8. }
9. printf("%d\n", sum);
10. return 0;
11. }

运行结果：
5050

while 循环条件为 1，是一个死循环。当执行到第100次循环的时候，计算完i++;后 i 的值为 101，此时 if 语句的条件 i> 100 成立，执行break;语句，结束循环。

在多层循环中，一个 break 语句只向外跳一层。例如，输出一个4*4的整数矩阵：

1. #include
2. int main(){
3. int i=1, j;
4. while(1){ // 外层循环
5. j=1;
6. while(1){ // 内层循环
7. printf("%-4d", i*j);
8. j++;
9. if(j>4) break; //跳出内层循环
10. }
11. printf("\n");
12. i++;
13. if(i>4) break; // 跳出外层循环
14. }
15.  
16. return 0;
17. }

运行结果：

1   2   3   4
2   4   6   8
3   6   9   12
4   8   12  16

当 j>4 成立时，执行break;，跳出内层循环；外层循环依然执行，直到 i>4 成立，跳出外层循环。内层循环共执行了4次，外层循环共执行了1次。

continue语句

continue 语句的作用是跳过循环体中剩余的语句而强制进入下一次循环。continue语句只用在 while、for 循环中，常与 if 条件语句一起使用，判断条件是否成立。

来看一个例子：

1. #include
2. int main(){
3. char c = 0;
4. while(c!='\n'){ //回车键结束循环
5. c=getchar();
6. if(c=='4' || c=='5'){ //按下的是数字键4或5
7. continue; //跳过当次循环，进入下次循环
8. }
9. putchar(c);
10. }
11. return 0;
12. }

运行结果：
0123456789↙
01236789

程序遇到while时，变量c的值为'\0'，循环条件c!='\n'成立，开始第一次循环。getchar() 使程序暂停执行，等待用户输入，直到用户按下回车键才开始读取字符。

本例我们输入的是 0123456789，当读取到4或5时，if 的条件c=='4'||c=='5'成立，就执行 continue 语句，结束当前循环，直接进入下一次循环，也就是说putchar(c);不会被执行到。而读取到其他数字时，if 的条件不成立，continue 语句不会被执行到，putchar(c);就会输出读取到的字符。

break与continue的对比：break 用来结束所有循环，循环语句不再有执行的机会；continue 用来结束本次循环，直接跳到下一次循环，如果循环条件成立，还会继续循环。

C语言循环嵌套详解

在C语言中，if-else、while、do-while、for 都可以相互嵌套。所谓嵌套（Nest），就是一条语句里面还有另一条语句，例如 for 里面还有 for，while 里面还有 while，或者 for 里面有 while，while 里面有 if-else，这都是允许的。

if-else 的嵌套在《C语言if else语句》一节中已经进行了讲解，本节主要介绍循环结构的嵌套。

示例1：for 嵌套执行的流程。

1. #include
2. int main()
3. {
4. int i, j;
5. for(i=1; i<=4; i++){ //外层for循环
6. for(j=1; j<=4; j++){ //内层for循环
7. printf("i=%d, j=%d\n", i, j);
8. }
9. printf("\n");
10. }
11. return 0;
12. }

运行结果：
i=1, j=1
i=1, j=2
i=1, j=3
i=1, j=4

i=2, j=1
i=2, j=2
i=2, j=3
i=2, j=4

i=3, j=1
i=3, j=2
i=3, j=3
i=3, j=4

i=4, j=1
i=4, j=2
i=4, j=3
i=4, j=4

本例是一个简单的 for 循环嵌套，外层循环和内层循环交叉执行，外层 for 每执行一次，内层 for 就要执行四次。

在C语言中，代码是顺序、同步执行的，当前代码必须执行完毕后才能执行后面的代码。这就意味着，外层 for 每次循环时，都必须等待内层 for 循环完毕（也就是循环4次）才能进行下次循环。虽然 i 是变量，但是对于内层 for 来说，每次循环时它的值都是固定的。

示例2：输出一个4×4的整数矩阵。

1. #include
2. int main()
3. {
4. int i, j;
5. for(i=1; i<=4; i++){ //外层for循环
6. for(j=1; j<=4; j++){ //内层for循环
7. printf("%-4d", i*j);
8. }
9. printf("\n");
10. }
11. return 0;
12. }

运行结果：

1   2   3   4
2   4   6   8
3   6   9   12
4   8   12  16

外层 for 第一次循环时，i为1，内层 for 要输出四次 1*j 的值，也就是第一行数据；内层  for 循环结束后执行 printf("\n")，输出换行符；接着执行外层 for 的 i++ 语句。此时外层 for 的第一次循环才算结束。

外层 for 第二次循环时，i为2，内层 for 要输出四次 2*j 的值，也就是第二行的数据；接下来执行 printf("\n") 和 i++，外层 for 的第二次循环才算结束。外层 for 第三次、第四次循环以此类推。

可以看到，内层 for 每循环一次输出一个数据，而外层 for 每循环一次输出一行数据。

示例3：输出九九乘法表。

1. #include
2. int main(){
3. int i, j;
4. for(i=1; i<=9; i++){ //外层for循环
5. for(j=1; j<=i; j++){ //内层for循环
6. printf("%d*%d=%-2d ", i, j, i*j);
7. }
8. printf("\n");
9. }
10.  
11. return 0;
12. }

运行结果：

1*1=1
2*1=2   2*2=4
3*1=3   3*2=6   3*3=9
4*1=4   4*2=8   4*3=12  4*4=16
5*1=5   5*2=10  5*3=15  5*4=20  5*5=25
6*1=6   6*2=12  6*3=18  6*4=24  6*5=30  6*6=36
7*1=7   7*2=14  7*3=21  7*4=28  7*5=35  7*6=42  7*7=49
8*1=8   8*2=16  8*3=24  8*4=32  8*5=40  8*6=48  8*7=56  8*8=64
9*1=9   9*2=18  9*3=27  9*4=36  9*5=45  9*6=54  9*7=63  9*8=72  9*9=81

和示例2一样，内层 for 每循环一次输出一条数据，外层 for 每循环一次输出一行数据。

需要注意的是，内层 for 的结束条件是j<=i。外层 for 每循环一次，i 的值就会变化，所以每次开始内层 for 循环时，结束条件是不一样的。具体如下：

• 当 i=1 时，内层 for 的结束条件为 j<=1，只能循环一次，输出第一行。
• 当 i=2 时，内层 for 的结束条件是 j<=2，循环两次，输出第二行。
• 当 i=3 时，内层 for 的结束条件是 j<=3，循环三次，输出第三行。
• 当 i=4、5、6... 时，以此类推。

九九乘法表还有更多输出方式，请查看：C语言输出九九乘法表(5种解法)

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对C语言选择结构和循环结构的总结

c语言中常用的编程结构有三种（其它编程语言也是如此），它们分别是：

• 顺序结构：代码从前往后依次执行，没有任何“拐弯抹角”，不跳过任何一条语句，所有的语句都会被执行到。
• 选择结构：也叫分支结构。代码会被分成多个部分，程序会根据特定条件（某个表达式的运算结果）来判断到底执行哪一部分。
• 循环结构：程序会重新执行同一段代码，直到条件不再满足，或者遇到强行跳出语句（break 关键字）。

选择结构

选择结构（分支结构）涉及到的关键字包括 if、else、switch、case、break，还有一个条件运算符? :（这是C语言中唯一的一个三目运算符）。其中，if...else 是最基本的结构，switch...case 和? :都是由 if...else 演化而来，它们都是为了让程序员书写更加方便。

你可以只使用 if，也可以 if...else 配对使用。另外要善于使用 switch...case 和? :，有时候它们看起来更加清爽。

if...else 可以嵌套使用，原则上嵌套的层次（深度）没有限制，但是过多的嵌套层次会让代码结构混乱。

循环结构

C语言中常用的循环结构有 while 循环和 for 循环，它们都可以用来处理同一个问题，一般可以互相代替。

除了 while 和 for，C语言中还有一个 goto 语句，它也能构成循环结构。不过由于 goto 语句很容易造成代码混乱，维护和阅读困难，饱受诟病，不被推荐，而且 goto 循环完全可以被其他循环取代，所以后来的很多编程语言都取消了 goto 语句，我们也不再讲解。

国内很多大学仍然讲解 goto 语句，但也仅仅是完成教材所设定的课程，goto 语句在实际开发中很难见到。

对于 while 和 do-while 循环，循环体中应包括使循环趋于结束的语句。

对于 while 和 do-while 循环，循环变量的初始化操作应该在 while 和 do-while 语句之前完成，而 for 循环可以在内部实现循环变量的初始化。

for 循环是最常用的循环，它的功能强大，一般都可以代替其他循环。

最后还要注意 break 和 continue 关键字用于循环结构时的区别：

• break 用来跳出所有循环，循环语句不再有执行的机会；
• continue 用来结束本次循环，直接跳到下一次循环，如果循环条件成立，还会继续循环。

此外，break 关键字还可以用于跳出 switch...case 语句。所谓“跳出”，是指一旦遇到 break，就不再执行 switch 中的任何语句，包括当前分支中的语句和其他分支中的语句；也就是说，整个 switch 执行结束了，接着会执行整个 switch 后面的代码。