【C语言】分支和循环

C语言是结构化的程序设计结构，这里的结构是指顺序结构，选择结构，循环结构。
我们可以使用if，switch实现分支结构，使用for,while,do while实现循环结构。

1.if语句

1.1 if

if的语法形式如下：

if(表达式）
   语句

表达式成立（为真），则语句执行，表达式不成立（为假），则语句不执行
在C语言中，0为假，非0为真，也就是说表达式的结构如果是0，则语句不执行，表达式结构不是0，则语句执行。
比如：

#include
int main()
{
	int num = 0;
	scanf("%d",&num);
	if(num&2==1)
		printf("%d 是奇数\n",num);
	return 0;
}

1.2 else

如果上面代码输入的是一个偶数，就需要**if…else…**语句
语法形式如下：

if（表达式）
	语句1
else
	语句2

比如：输入一个整数，判断是否为奇数，如果是奇数打印是奇数，否则打印偶数。

#include 
int main()
{
 	int num = 0;
 	scanf("%d", &num);
 	if(num % 2 == 1)
 		printf("%d 是奇数\n", num);
 	else
 		printf("%d 是偶数\n", num);
 return 0;
 }

1.3 分支中的多条语句

if和else默认情况下只能控制一条语句，如果我们想要同时控制多条语句时，我们就需要使用**{ }**将多条语句括起来
语法形式如下：

if（表达式）
{	
	语句1；
	语句2；
}
else
{
	语句3；
	语句4；
}

1.4 嵌套if

在if else语句中，else可以与多个if语句连用，构成多重判断
语法形式如下：

if（表达式）
{	
	语句1；
	语句2；
}
else if
{
	语句3；
	语句4；
}
else
{
	语句5；
	语句6；
}

1.5 悬空else问题

如果有多个 if 和 else，记住这条规则：else总是和最近的if匹配

2.switch语句

除了if语句外，C语言还提供了switch语句来实现分支结构
switch语句是一种特殊的if。。。else结构，用于判断条件有多个结果的情况
语法形式如下：

 switch (expression) 
 {
 	case value1: statement
 	case value2: statement
 	default: statement
}

上面代码中，根据表达式 expression 不同的值，执行相应的 case 分支。如果找不到对应的值，就执行 default 分支。
注意：
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

2.1 if语句和switch语句的对比

练习：输入任意⼀个整数值，计算除3之后的余数
如果使用if语句完成，如下：

#include 
int main()
{
 	int n = 0;
 	scanf("%d", &n);
 	if(n%3 == 0)
 		printf("整除，余数为0\n");
 	else if(n%3 == 1)
 		printf("余数是1\n");
 	else
 		printf("余数是2\n");
 return 0;
}

如果使用switch语句改写，就可以是这样的：

#include 
int main()
{
 	int n = 0;
	scanf("%d", &n);
 	switch(n%3)
 	{
 		case 0:
 			printf("整除，余数为0\n"); 
 			break;
 		case 1:
 			printf("余数是1\n"); 
 			break;
 		case 2:
 			printf("余数是2\n"); 
 			break;
 	}
 	return 0;
}

上述代码中，我们需要注意：
1.case 和后边的数字之间必须有空格
2. 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。

2.2 switch语句中的break

如果将上面代码中case语句中的break去掉：

#include 
int main()
{
 	int n = 0;
 	scanf("%d", &n);
 	switch(n%3)
 	{
 		case 0:
 			printf("整除，余数为0\n"); 
 		case 1:
 			printf("余数是1\n"); 
 		case 2:
 			printf("余数是2\n"); 
 	}
 	return 0;
}

原因：switch 语句也是分支效果的，只有在 switch 语句中使用 break 才能在跳出 switch 语句，如果某⼀个 case 语句的后边没有 break 语句，代码会继续玩下执行，有可能执行其他 case语句中的代码，直到遇到 break 语句或者 switch 语句结束。所以switch 语句中 break 语句是非常重要的，能实现真正的分支效果。当然， break 也不是每个 case 语句都得有，按实际情况。

2.3 switch语句中的default

在使用switch语句时，我们会遇到switch后的表达式中的值无法匹配代码中case语句的时候，这是就需要在switch语句中加入default语句
语法形式如下：

switch (expression) {
  case value1: statement
  case value2: statement
  default: statement
}

如果switch 后边的 expression 的结果不是 value1 ，也不是 value2 的时候，就会执行default 子句。

2.4 switch语句中的case和default的顺序问题

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。
通常情况下我们把default子句放在最后面处理。

3.while循环

C语言提供了3种循环语句， while 就是其中⼀种，while 语句的语法结构和 if 语句非常相似

3.1 if和while的对比

二者的语法形式相似，在这里就不再展示了，我们可以通过具体代码来进行比较：

//代码1
#include 
int main()
{
 	if(1)
 		printf("hehe\n"); //if后边条件满⾜，打印⼀次hehe
 return 0;
}

//代码2
#include 
int main()
{
 	while(1)
 		printf("hehe\n"); //while后边的条件满⾜，死循环的打印hehe
 return 0;
}

while语句可以实现循环效果的

3.2 while语句的执行流程

首先上来就是执行判断表达式，表达式的值为0，循环直接结束；表达式的值不为0，则执行循环语句，语句执行完后再继续判断，是否进行下一次判断。

4.for循环

语法形式如下：

for(表达式1; 表达式2; 表达式3)
	语句；//如果循环体想包含更多的语句，可以加上⼤括号

表达式1 用于循环变量的初始化
表达式2 用于循环结束条件的判断
表达式3 用于循环变量的调整

4.1 for循环的执行流程

⾸先执行表达式1初始化循环变量，接下来就是执行表达式2 的判断部分，表达式2的结果如果==0，则循环结束； 表达式2的结果如果!=0则执行循环语句，循环语句执行完后，再去执行表达式3,调整循环变量，然后再去 表达式2的地方执行判断，表达式2的结果是否为0，决定循环是否继续。
整个循环的过程中，表达式1初始化部分只被执行1次，剩下的就是表达式2、循环语句、表达式3在循环。

4.2 while循环和for循环的对比

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，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。

5. do-while循环

语法形式如下：

do
 	语句；
while(表达式)；

while和for这两种循环是先判断，满足条件就进入循环，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，如果表达式的值为真，就会进行下一次，表达式为假，则不再循环

5.1 do while循环的执行流程

在 do while 循环中先执行图上的“语句”，执行完语句，在去执行“判断表达式”，判断表达式的结果是!=0，则继续循环，执行循环语句；判断表达式的结果==0，则循环结束。所以在 do while 语句中循环体是至少执行一次的，这是 do while 循环比较特殊的地方。
一般 do while 使用在循环体至少被执行一次的场景下，所以较少一些。

6. break和continue语句

在循环执行的过程中，如果某些状况发生时，需要提前终止循环。C语言中提供了break和continue两个关键字，作用如下：
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。

7. goto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。
例如：

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

goto语句如果使用不当，会导致在函数内部随意乱跳，打乱程序的执行流程，但是goto语句并不是一无是处，在多层循环中，如果想快速跳出，使用goto语句就很方便

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

如果for循环中想提前退出可以使用break，但是一个break只能跳出一层循环，如果三层循环嵌套就得使用3个break才能跳出，所以在这种情况下可以使用goto语句就会变得更加快捷。