C语言循环语句
前言:
在 C 语言中，循环具有重要的意义和作用，主要体现在以下几个方面：
(指针,算法方面的相关知识对初学循环语句尽可能先不进行了解)
一、重复执行代码
- 提高效率：
- 避免重复编写相同或相似的代码。例如，如果需要对一个数组中的所有元素进行相同的操作，使用循环可以大大减少代码量。
- 假设要计算一个整数数组中所有元素的和，没有循环的情况下，可能需要逐个对每个元素进行加法操作，代码会非常冗长。而使用循环，可以简洁地实现这个功能：
int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
int sum = 0;
int length = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
for (int i = 0; i < length; i++) {
sum += arr[i];
}
- 动态处理数据：
- 当处理的数据量不确定时，循环可以根据实际情况动态地执行代码。比如从文件中读取数据，不知道文件中有多少行数据，使用循环可以逐行读取直到文件末尾。
- 以下是一个从文件中读取数据并统计行数的例子：
FILE *fp;
char ch;
int lineCount = 0;
fp = fopen("data.txt", "r");
if (fp == NULL) {
printf("Error opening file.\n");
return 1;
}
while ((ch = fgetc(fp))!= EOF) {
if (ch == '\n') {
lineCount++;
}
}
fclose(fp);
二、控制程序流程
- 条件判断和迭代：
- 循环通常结合条件判断语句，根据特定条件来控制循环的执行次数或是否继续执行。这使得程序能够根据不同的情况动态地调整执行路径。
- 例如，使用
while循环根据用户输入的数字进行不同的操作，直到用户输入特定的退出值：
int num;
do {
printf("Enter a number (enter 0 to exit): ");
scanf("%d", &num);
// 根据 num 的值进行不同的处理
} while (num!= 0);
- 遍历数据结构：
- 对于数组、链表、树等数据结构，循环是遍历它们的主要方式。可以逐个访问数据结构中的元素，进行查找、修改、删除等操作。
- 对于链表的遍历，通常使用
while循环，直到到达链表的末尾：
struct Node {
int data;
struct Node *next;
};
struct Node *head = NULL;
// 假设已经创建了链表
struct Node *current = head;
while (current!= NULL) {
// 对当前节点进行操作
current = current->next;
}
三、实现复杂算法
- 迭代算法：
- 许多算法需要通过多次迭代来达到最终的结果。例如排序算法（如冒泡排序、快速排序等）、搜索算法（如线性搜索、二分搜索等）都依赖循环来实现重复的比较和交换操作。
- 冒泡排序的示例：
int arr[] = {5, 3, 8, 2, 1};
int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}
- 递归算法的替代：
- 在一些情况下，循环可以替代递归实现某些功能，避免递归可能带来的栈溢出问题。例如计算阶乘，既可以使用递归实现，也可以使用循环实现：
// 使用循环计算阶乘
int factorial(int n) {
int result = 1;
for (int i = 2; i <= n; i++) {
result *= i;
}
return result;
}(C语言三大循环语句 while,for,do.while)
while循环:
一、语法结构
while (条件表达式) {循环体}
二、执行过程
- 首先判断条件表达式。如果条件表达式的值为真（非零值），则进入循环体执行其中的语句。
- 执行完循环体后，再次判断条件表达式，若仍为真，则继续执行循环体；若为假，则退出循环，执行循环后面的语句。
三、示例
以下是一个使用while循环计算 1 到 10 的和的例子：
#include
int main() {
int sum = 0;
int i = 1;
while (i <= 10) {
sum += i;
i++;
}
printf("The sum of 1 to 10 is %d\n", sum);
return 0;
}
在这个例子中，首先初始化变量i为 1，然后在while循环中，只要i小于等于 10，就将i累加到sum中，并将i的值增加 1。当i大于 10 时，循环结束。
四、应用场景
- 不确定循环次数，但可以通过某个条件来控制循环的情况。
- 例如读取用户输入，直到用户输入特定的结束标志。假设要读取用户输入的整数，直到用户输入 0，则可以这样写：
int num;
while ((scanf("%d", &num) == 1) && (num!= 0)) {
// 对输入的数字进行处理
}
- 处理动态数据的情况。
- 比如从文件中读取数据，不知道文件中有多少数据，只要没有到达文件末尾，就继续读取。可以使用
while循环结合文件操作函数来实现：
- 比如从文件中读取数据，不知道文件中有多少数据，只要没有到达文件末尾，就继续读取。可以使用
FILE *fp;
char ch;
fp = fopen("myfile.txt", "r");
if (fp == NULL) {
printf("Error opening file.\n");
return 1;
}
while ((ch = fgetc(fp))!= EOF) {
// 处理读取到的字符
}
fclose(fp);for循环
一、语法结构
for (初始化表达式; 条件表达式; 更新表达式) {循环体}
二、执行过程
- 初始化表达式：在循环开始时执行一次，通常用于初始化一个循环计数器。
- 条件表达式：在每次循环开始前进行判断，如果条件为真（非零值），则执行循环体；如果条件为假（零值），则退出循环。
- 循环体：当条件表达式为真时，执行循环体中的代码。
- 更新表达式：在每次循环体执行完后执行，通常用于更新循环计数器。
- 重复步骤 2 到 4，直到条件表达式为假。
三、示例
以下是一个使用for循环输出数字 1 到 5 的例子：
#include
int main() {
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
printf("%d ", i);
}
return 0;
} 四、应用场景
- 已知循环次数的情况：
- 当明确知道循环要执行的次数时，
for循环非常方便。例如遍历一个具有固定长度的数组：
- 当明确知道循环要执行的次数时，
int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
int length = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
for (int i = 0; i < length; i++) {
printf("%d ", arr[i]);
}
- 多重循环：
for循环可以嵌套使用，实现复杂的算法和数据结构操作。例如生成二维数组的乘法表：
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
for (int j = 1; j <= 10; j++) {
printf("%d\t", i * j);
}
printf("\n");
}
- 动态控制循环：
- 虽然初始化表达式、条件表达式和更新表达式通常是固定的，但也可以在运行时动态地改变它们的值，以实现更加灵活的循环控制。
- 例如，根据用户输入的数字来决定循环的次数：
五、注意事项
- 循环条件的正确性：确保条件表达式能够正确地控制循环的开始和结束，避免出现无限循环或循环次数不足的情况。
- 循环变量的作用域：注意循环变量的作用域，避免在循环外部意外地使用或修改循环变量。
- 循环的效率：在循环体内尽量避免进行复杂的计算或函数调用，以提高循环的执行效率。
do .. while循环
一、语法结构
do {循环体} while (条件表达式);
二、执行过程
- 首先执行循环体中的代码。
- 执行完循环体后，判断条件表达式。如果条件表达式的值为真（非零值），则再次执行循环体；如果条件表达式的值为假（零值），则退出循环。
三、示例
以下是一个使用do-while循环输出数字 1 到 5 的例子：
#include
int main() {
int i = 1;
do {
printf("%d ", i);
i++;
} while (i <= 5);
return 0;
}
四、应用场景
- 确保循环体至少执行一次：
- 当需要确保循环体中的代码至少执行一次时，
do-while循环非常有用。例如，在用户输入验证的场景中，如果要求用户必须输入一个有效的值，那么可以使用do-while循环来确保用户至少输入一次，并且在输入无效时继续提示用户输入，直到输入有效为止。
- 当需要确保循环体中的代码至少执行一次时，
int num;
do {
printf("Enter a positive number: ");
scanf("%d", &num);
} while (num <= 0);
- 处理不确定次数的循环：
- 与
while循环类似，do-while循环也可以用于处理不确定次数的循环，但是由于它先执行循环体，所以在某些情况下更加灵活。例如，从文件中读取数据，直到文件末尾，可以使用do-while循环来确保至少读取一次数据，然后在每次读取后判断是否到达文件末尾。
- 与
FILE *fp;
char ch;
fp = fopen("data.txt", "r");
if (fp == NULL) {
printf("Error opening file.\n");
return 1;
}
do {
ch = fgetc(fp);
// 处理读取到的字符
} while (ch!= EOF);
fclose(fp);
五、注意事项
-
条件判断的位置：
- 注意条件表达式是在循环体执行完后进行判断的，这与
while循环和for循环不同。因此，在编写do-while循环时，要确保在循环体中对影响条件表达式的变量进行正确的更新，以避免出现无限循环。
- 注意条件表达式是在循环体执行完后进行判断的，这与
-
循环的退出条件：
- 仔细考虑循环的退出条件，确保在适当的时候能够退出循环。如果退出条件设置不当，可能会导致无限循环，使程序陷入死循环状态。
三大循环的区别
一、语法结构上的区别
-
for循环：for (初始化表达式; 条件表达式; 更新表达式) {循环体}。- 初始化表达式在循环开始时执行一次，用于初始化循环变量；条件表达式在每次循环开始前进行判断，决定是否继续循环；更新表达式在每次循环体执行完后执行，通常用于更新循环变量。
-
while循环：while (条件表达式) {循环体}。- 只有条件表达式为真时才执行循环体，条件表达式在每次循环开始前进行判断。
-
do-while循环：do {循环体} while (条件表达式);。- 先执行一次循环体，然后再判断条件表达式，若为真则继续循环，否则退出循环。
二、执行顺序的区别
-
for循环：- 首先执行初始化表达式，然后判断条件表达式，若为真则执行循环体，接着执行更新表达式，再回到条件表达式进行判断，如此重复，直到条件表达式为假。
-
while循环：- 先判断条件表达式，若为真则执行循环体，执行完循环体后再次判断条件表达式，重复这个过程，直到条件表达式为假。
-
do-while循环：- 先执行循环体，然后判断条件表达式，若为真则再次执行循环体，重复这个过程，直到条件表达式为假。
三、适用场景的区别
-
for循环：- 适用于已知循环次数的情况，或者循环变量的初始化、更新和条件判断都比较清晰的情况。
- 例如，遍历一个具有固定长度的数组、执行固定次数的操作等。
-
while循环：- 适用于不确定循环次数，但可以通过某个条件来控制循环的情况。
- 例如，读取用户输入，直到满足特定条件为止；或者在处理动态数据时，根据某个条件来决定是否继续循环。
-
do-while循环：- 适用于确保循环体至少执行一次的情况。
- 例如，在用户输入验证场景中，要求用户至少输入一次，然后根据输入进行判断是否继续循环；或者在处理某些需要先执行一次操作再判断条件的情况。
四、注意事项的区别
-
for循环：- 要注意初始化表达式、条件表达式和更新表达式的正确性，避免出现无限循环或循环次数错误的情况。同时，循环变量的作用域要明确，避免在循环外部意外地使用或修改循环变量。
-
while循环：- 确保条件表达式在适当的时候变为假，以避免无限循环。在循环体内要注意对影响条件表达式的变量进行正确的更新。
-
do-while循环：- 同样要注意条件表达式的正确性，避免无限循环。由于是先执行循环体再判断条件，所以在第一次执行循环体时可能会出现一些意外情况，要确保第一次执行循环体是合理的。