C语言 控制流

1.控制流

• 程序语言中的控制流语句用于控制各计算操作执行的次序。
• 根据对语句执行顺序的影响，C语言的其余语句大多属 于以下3大类。
  • 选择语句 （selection statement）。if 语句和switch 语句 允许程序在一组可选项中选择一条特定的执行路径。
  • 循环语句 （iteration statement）。while 语句、do 语句和 for 语句支持重复（循环）操作。
  • 跳转语句 （jump statement）。break 语句、continue 语句 和 goto 语句导致无条件地跳转到程序中的某个位置。（return 语句也属于此类。）

2.选择语句

2.1 if

1. if 语句：表达一种 如果-则 的条件执行关系
2. if-else 语句：表达一种 如果-否则 的互斥分支关系

if 语句

if(a%2 == 0)
{
    printf("a是偶数\n");
}

 if-else 语句

if(a%2 == 0)
{
    printf("a是偶数\n");
}
else
{
    printf("a是奇数\n");
}

• if 语句可以单独使用，else 语句不可以，else 语句必须跟if语句配套使用
• 不管是 if 语句还是 else 语句，代码块都必须使用大括号{}括起来，否则只有首句有效

2.2 switch

• switch 语句是一种多路判定语句，它测试表达式是否与一些常量整数值中的某一个值匹 配，并执行相应的分支动作

switch (n)
{
case 1:
    printf("one\n");
    break;

case 2:
    printf("two\n");
    break;

case 3:
    printf("three\n");
    break;

default:
    printf("其他数字\n");
}

• switch(n) 语句中的 n 必须是一个整型表达式，即 switch 判断的数据必须是整型
• case 语句只能带整型常量，包括普通整型或字符
• break 语句的作用是跳出整个 swtich 结构，没有 break 程序会略过case往下执行
• default 语句不是必须的，一般放在最后面（因此不需要 break）

3.循环语句

• 循环 （loop ）是重复执行其他语句（循环体）的一种语句。在C语 言中，每个循环都有一个控制表达式，每次执行循环体（循环重复 一次）时都要对控制 表达式求值。如果表达式为真（即值不为零），那么继续执行循环。

3.1 while

• while 循环：先判断，再循环

#include 
int main()
{
    int i = 1, sum = 0;
    while (i <= 100) // 步幅，循环跳出条件
    {
        sum += i;
        i++;
    }
    printf("%d\n", sum);
    return 0;
}
/*
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
*/

3.2 do while

• do-while 循环：先循环，再判断

#include 
int main()
{
    int i = 1, sum = 0;
    do
    {
        sum += i;
        i++;
    } while (i <= 100); // 注意while(i<=100);最后的分号“;”，这个必须要
    printf("%d\n", sum);
    return 0;
}

3.3 for

• 上述例子中，步幅和判断条件，步进长度都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

for (表达式1; 表达式2; 表达式3)
{
    语句块
}

• “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”

#include 
int main()
{
    int i, sum = 0;
    for (i = 1 /*语句①*/; i <= 100 /*语句②*/; i++ /*语句③*/)
    {
        sum += i;
    }
    printf("%d\n", sum);
    return 0;
}
/*
1.先执行“表达式1”(i=1)
2.再执行“表达式2”(i<=100)，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”(i++)
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
*/

 

• 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）

int i = 1, sum = 0;
for (; i <= 100; i++)
{
    sum += i;
}
// 将 i=1 移到了for循环的外面

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

for (i = 1; i <= 100;)
{
    sum = sum + i;
    i++;
}
// 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

4.跳转语句

• 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

4.1 break

• 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

#include 
int main()
{
    int i = 0, j = 0, sum = 0;
    while (1) // 循环条件为死循环
    {
        sum += i;
        i++;
        if (i > 100)
            break;
        while (j < 50)
        {
            j++;
            break;
        }
    }
    printf("%d\n", sum); // 5050
    printf("%d\n", i);   // 101
    printf("%d\n", j);   // 50
    return 0;
}

• 在多层循环中，一个 break 语句只向外跳一层

4.2 continue

• 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

#include 
int main()
{
    char c = 0;
    while (c != '\n') // 回车键结束循环
    {
        c = getchar();
        if (c == '4' || c == '5') // 按下的是数字键4或5
        {
            continue; // 跳过当次循环，进入下次循环
        }
        putchar(c);
    }
    return 0;
}
==>
0123456789
01236789
/*
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。

4.3 goto

• goto语句直接跳转到本代码块中的标签处
• 标签指的是以冒号结尾的标识符

#include 
int main()
{
    printf("%d\n", __LINE__); // 打印第4行

    // 无条件跳转到label处
    goto label;
    printf("%d\n", __LINE__); // 打印第8行，此处被略过
label:
    printf("%d\n", __LINE__); // 打印第10行
    return 0;
}
==>
4
10

• goto语句常被用在程序的错误处理中
• goto语句的无条件跳转不利于程序的可读性，一般不建议使用

5.循环嵌套

• 在C语言中，if-else、while、do-while、for 都可以相互嵌套。所谓嵌套，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

#include 
int main()
{
    int i, j;
    for (i = 1; i <= 4; i++) // 外层for循环
    {
        for (j = 1; j <= 4; j++) // 内层for循环
        {
            printf("i=%d, j=%d\n", i, j);
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}
// 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。