C语言K&R圣经笔记 3.6 do-while循环 3.7 break和continue 3.8 goto和标号

3.6 do-while循环

如第1章所述，while 和 for 在循环顶部检查结束条件。与之相反，C语言的第三个循环，do-while 是每轮循环的主体走完之后，在底部检查结束条件；循环体至少会执行一次。

do 的语法为

do

        语句

while (表达式);

先执行语句，然后对表达式求值。如果为真，则继续执行语句，接着再对表达式求值，就这样循环往复。当表达式变为假时，循环结束。除了检查的含义外，do-while 等价于Pascal的 repeat-until语句【Pascal的 until 判断为真则循环退出，与C语言的 while 表达式判断为假才退出，含义正好相反】。

经验显示 do-while 用得比 while 和 for 少得多。然而，有时它也是有价值的，比如下面这个函数 itoa，将一个数转换成字符串（ atoi 的反向处理）。这活儿比你一开始可能想的要稍微复杂些，因为用简单方法生成的字符串顺序是错误的。我们选择反向生成字符串，然后将其翻转。【reverse函数见上一节】

/* itoa: 把n转换成字符串，存入s */
void itoa(int n, char s[])
{
    int i, sign;
    if ((sign = n) < 0)   /* 记录符号 */
        n = -n;           /* 使n为正数 */
    do {                /* 倒序生成字符串 */
        s[i++] = n % 10 + '0';     /* 获取下一个数位 */
    } while ((n /= 10) > 0)        /* 删除该数位 */
    if (sign < 0)
        s[i++] = '-';
    s[i] = '\0';
    reverse(s);
}

这里用 do-while 是必要的，至少是方便的，因为至少要有一个字符被放到数值 s 中，即使 n 是 0。尽管大括号不是必需的，我们还是把构成 do-while 主体的单条语句包在其中，避免草率的读者把 while 部分错看成是一个 while 循环的开始。

练习3-4、在数字用2的补码表示的机器上，我们的 itoa 版本无法处理最大的负数，即当 n = -(2的字长 -1 次方)。解释为何如此。修改程序使之打印正确的值，不管它跑在什么机器上。

练习3-5、写函数 itob(n ,s, b) 将整数 n 转换成以 b 为基数的字符串并存入字符串 s 中。特别说明，itob(n, s, 16) 把 n 格式化为 16进制数存入s中。

练习3-6、写个一版接受3个而不是2个参数的 itoa 函数。第三个参数为最小域宽度；有必要的话，在转换后的数字左侧填充空格使其达到足够的宽度。

3.7 break和continue

不通过顶部或底部的条件检查而直接从循环中退出，有时会比较方便。break 语句提供了从 for、while 和 do 中提前退出的方法，还包括前面说过的 switch 。break 会使它所在的最内层循环或 switch 马上退出。

下面的函数 trim 从字符串末尾删除结尾的空格，制表符和换行符，当发现最右边的非空格、非制表符、非换行符时，它使用 break 从循环中退出。

/* trim: 删除末尾的空格、指标和换行符 */
int trim(char s[])
{
    int n;

    for (n = strlen(s)-1; n >= 0; n--)
        if (s[n] != ' ' && s[n] != '\t' && s[n] != '\n')
            break;
    s[n+1] = '\0';
    return n;
}

strlen 返回字符串的长度。for 循环从末尾开始反向扫描，寻找第一个非空格、非制表、非换行符。当找到一个这样的字符，或者 n 变为负数时（此时整个字符串都扫描完了），循环结束。你应该验证，即使在字符串为空或者只包含空白字符的时候，这个处理也是正确的。

continue 语句与 break 相关，但用的少一些；它会使其所在的 for、while 和 do 循环开始下一轮迭代。在 while 和 do 中，这意味着马上执行括号内的检查部分；而对于 for， 控制转移到递增的步骤【即表达式3】。continue 语句只用于循环，不用于 switch。若循环内有 switch 且 switch 内有 continue 时，这个 continue 会使循环进入下个迭代。

例如，下面这个代码段只处理数组 a 中的非负元素；负值都被跳过了

for (i = 0; i < n; i++) {
    if (a[i] < 0)    /* 跳过负元素 */
        continue;
    ...   /* 处理正元素 */
}

 continue 语句经常用在这种情况：当循环后面的一部分非常复杂，而把测试条件反转然后再加一层缩进，会让程序嵌套太深【而影响阅读/维护】。

3.8 goto 和 标号

C提供了可被无限滥用的 goto 语句，以及跳转的标号。正式地说，goto 并非必要，而且实践中总是很容易写出不用 goto 的代码。本书中我们还没用过 goto。

然而，还是存在一些也许可以使用 goto 的场景。最常用的是从某些深深嵌套的结构中放弃处理，比如从两层或更多层的循环中马上跳出来。不能直接使用 break 语句是因为它只能退出最内层的循环。像这样：

for (...)
    for (...) {
        if (disaster)
            goto error;
    }
...

error:
    善后处理

如果错误处理代码很重要，而且错误会发生在多处，则这个代码组织方式是很方便的。

标号的形式与变量名相同，后面跟着冒号。标号可以加到与 goto 所在同一函数的任一语句前面。标号的作用域是整个函数。

另一个例子是判断两个数组 a 和 b 是否有相同的一个元素。一种可能的写法是：

    for (i = 0; i < n; n++)
        for (j = 0; j < m; j++)
            if (a[n] == b[m])
                goto found;
    /* 没找到相同元素的处理 */
    ...
found:
    /* 找到 a[i] == b[j] */
    ...

涉及 goto 的代码总是能写成不带 goto的，尽管可能的代价是一些重复的检查或一个额外的变量。例如，上面的例子改写为

found = 0;
for (i = 0; i < n && !found; i++)
    for (j = 0; j < m && !found; j++)
        if (a[n] == b[m])
            found = 1;
if (found)
    /* 找到 a[i-1] == b[j-1] */
    ...
else
    /* 没找到相同的元素 */
    ...

除了这里举出的几个例外，依赖于 goto 语句的代码通常总是比没有 goto 的代码更难理解、更难维护。尽管我们不想在这个问题上说的太武断，但确实看起来 goto 应该少用，如果不是说完全不用的话。

（第三章完）