详解C语言中的循环语句

1.前言

我们都说C语言是一种结构化的程序设计语言，其结构分为三种，顺序结构、选择结构、循环结构。
在之前的文章中，我详细讲解过了顺序结构和选择结构，那么在本文章中，将讲解C语言中的最后中结构——循环结构。
C语言中，提供好了三种循环语句，它们分别是while、do…while、for循环语句。

2. while循环

接下来我们讲解一下，三大循环语句之一的while循环！

2.1 if 和 whlie的对比

讲这个的目的是，让我们从自己熟悉的知识出发，去接触新的知识，会达到事半功倍的效果。

whlie的语法形式：

if(表达式)
	语句;

while(表达式)
	语句;//如果循环想要表达更多的语句内容时，记得加上大括号哦！(这个点跟if一样)

请读者看下面两个代码：

#include
int main()
{
	if(1)
		//if后面的表达式为真时，就会打印"今天又是元气满满的一天"
		printf("今天又是元气满满的一天!\n");
	return 0;
}

#include
int main()
{
	while(1)
		//while后面的表达式为真时，就会死循环的打印"今天又是元气满满的一天"
		printf("今天又是元气满满的一天!\n");
	return 0;
}

细心的读者就已经发现它们两个的区别了。循环循环，总得是个不断重复的干某件事过程吧。

这个就是选择语句跟循环语句本质的区别。

2.2 while 语句的工作机制

下面我将给读者们展示一张流程图（不要眨眼哦~）

首先上来就是进行条件判断，如果此条件为真，就进入循环体，执行循环体中的语句，当执行完循环体的语句时，又会回到最初的地方接着执行判断表达式，如此循环反复。如果条件为假，则就不会执行循环体里面的语句，我们经常讲这个为"跳过循环"。

总之，你只需要记住一句话，判断表达式为真，就执行循环语句的内容，接着再判断。判断表达式为假，结束循环。

2.3 while 循环的实践

讲了这么知识，是时候该我们上场表演了。

例子1：在屏幕上打印1~10的数字

#include
int main()
{
	int num = 1;
	while(num <= 10)
	{
		printf("%d ",num);
		num = num + 1; //熟练的读者，直接用num++
	}
	return 0;
}

例子2：

#include
int main()
{
	int num = 0;
	scanf("%d", &num);
	while(num) //至于为什么将num作为判断表达式，请读者细品。
	{
		int temp = num % 10;
		num = num / 10;
		printf("%d ", temp);
	}
	return 0;
}

3. for 循环

上面讲解完了循环三巨头之一的while循环，接着我们讲 for 循环

3.1 for 循环语法

for(表达式1;表达式2;表达式3)
	语句;//如果循环想要表达更多的语句内容时，记得加上大括号哦！

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

3.2 for 循环的工作机制

首先执行表达式1初始化循环变量，接下来，就执行表达式2的判断部分，表达式2的结果如果为假，则循环结束；表达式2的结果如果为真时，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的地方执行条件判断，表达式2的值是否为假，决定着循环是否继续。

不难发现，在整个循环的过程中，表达式1只在一开始执行了1次，后面的操作它都不参与了，剩下的就是表达式2、循环语句、表达式3在循环执行 直至循环退出。

3.3 for 循环实践

例子1：在屏幕上打印1~10

#include
int main()
{
	int i = 0;
	for(i = 1; i <= 10; i++)
	{
		printf("%d ", i);
	}
	return 0;
}

在这里，你可以对比while循环的写法，感受它们两个的区别。

例子2：计算1~100 之间的3的倍数的数字之和

写到这里，聪明的读者们就会提出一个疑问，那我们能不能直接去除掉没有必要的循环和判断？
有！！！睁大眼睛看好了

4 do while 循环

我们只剩下一个循环巨头没讲了，那就是do while循环

4.1 do whlie循环语法

do 
{
	语句;
}while(判断表达式);

这里需要注意一个点，也是初学者最容易遗忘的点。那就是，while的判断表达式后面记得加上一个";"。

4.2 do while循环的工作机理

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。
在do while循环中先执行图上的“语句”执行完语句后，再去执行"判断表达式"，判断表达式的结果是**!=0**,则继续执行循环语句；判断表达式的结果是**==0**，则结束循环。

所以在do while语句中循环体至少是执行一次的，这个也正是do while区别于其他循环语句的特点。

4.3 do while循环实践

例子1：在屏幕上打印1~10的值

#include
int main()
{
	int i = 1;
	do
	{
		printf("%d ", i);
		i = i + 1;
	}while(i <= 10);
	
	return 0;
}

例子2：输入一个整数，计算这个整数是几位数？

5. break 和 continue语句

在执行循环的过程中，如果发生了某些特殊的情况，导致我们想提前终止循环，那该怎么办？
C语言就给我们提供了两种语句：break 和 continue

那它们有什么区别？
下面我来讲解一下。

如果我们想终止循环，有两种形式：

1. 终止本次的循环，提前进入下一次的循环。(continue)
2. 彻底终止循环。(break)

break:用于永久的终止循环，只要break执行，直接就会跳出循环，继续往后执行别的语句。
continue：用于跳过本次循环中的continue后面的代码，在for循环和while循环中有所差异。

5.1 break举例

#include
int main()
{
	int i = 1;
	while(i <= 10)
	{
		if(i == 5)
			break; //当i等于5后，就执行break，循环就终止了
		printf("%d ", i);
		i++;
	}
	return 0;
}

打印了1,2,3,4后，当i等于5的时候，循环在 break 的地⽅终⽌，不再打印，不再循环。
所以 break 的作⽤就是永久的终⽌循环，只要 break 被执⾏， break 外的第⼀层循环就终⽌了。

那以后我们在循环中，想在某种条件下终⽌循环，则可以使⽤ break 来完成我们想要的效果。

5.2 continue举例

continue 是继续的意思，在循环中的作⽤就是跳过本次循环中 continue 后边的代码，继续进⾏下⼀次循环的判断。

上⾯的代码，如果把 break 换成 continue 会是什么结果呢？

#include
int main()
{
	int i = 1;
	while(i <= 10)
	{
		if(i == 5)
			continue;
			//当i等于5时，执行continue语句，直接跳过continue后面的语句，回到循环判断的地方
			//因为这里跳过了i++，所以i一直是5，程序陷入了一个死循环
		printf("%d", i);
		i++;
	}
	return 0;
}

到这⾥我们就能分析出来， continue 可以帮助我们跳过某⼀次循环 continue 后边的代码，直接
到循环的判断部分，进⾏下⼀次循环的判断，如果循环的调整是在 continue 后边的话，可能会造成
死循环。

这里补充一个点，当遇到多层循环嵌套时，break和continue本质上都是只能跳出一层循环

6.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。其本质就是强制改变编译器执行语句的顺序。

例如：

#include
int main()
{
	printf("今天学习了吗?\n");
	goto next;
	printf("包学习的!\n");

next:
	printf("跳过了\"包学习的!\"的打印\n");
	return 0;
}

我们都说事物有优势，亦有其弊端。
如果goto语句使用不当，就导致函数内部的语句随意跳转，打乱了程序的执行顺序，所以我的建议是能不用尽量不去使用，但是goto语句也不是那么一无是处的，在多层循环的代码中，如果想快速跳出使用goto就非常方便了。

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

error:
	

本来for循环中的break语句一次只能跳出一层循环，如果要跳出3层循环嵌套就得使用3个break才能跳出循环，所以这种情况下我们使用goto语句是最快捷的方式。

7. 总结

在本章节，我们讲解了三大循环语句（while、for、do while），还讲解了break和continue语句的用法(强制打断循环的内容),顺便对goto语句也提了一嘴。
希望这些知识，读者们下来能够好好的理解吸收！！！

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