C语言——分支与循环

引言

由前面的知识我们可以知道C语⾔是一种结构化的程序设计语⾔，这⾥的结构包括顺序结构、选择结构、循环结构，在C语言中我们可以使⽤ if 、 switch语句 实现分⽀结构，使⽤ for 、 while 、 do while语句实现循环结构。

接下来，我们一一介绍：

分支（选择）语句

if语句

if语句的一般形式为：

if（表达式）

语句1

当表达式为真（非0）时，语句1执行；当表达式为假（0）时，语句1就不会执行。

通常if会与else一起用，一般形式为：

if（表达式）

语句1

else

语句2

当表达式1不成立时，就会执行else后面的语句2.

需要特别注意的是if后面默认只控制一条语句，如果需要if后面执行多条语句的话，就需要将控制的多条语句用{ }括起来。

这里通过一个代码来更好地理解：

#include<stdio.h>
int main()
{
  int a = 0;
  if(a >= 18)
     printf("成年人");
  else
     printf("未成年人");
  return 0;
}

同时在多种分支的情况下，可以在else部分又嵌套多层的if语句，它的一般形式为：

if（表达式1）

语句1

else if

语句2

else if

语句3

else

语句4

悬空else问题

在这里，我们需要记住的是“如果有多个 if 和 else ， else 总是跟最接近的 if 匹配，而不是与对齐的if匹配。

你知道下面的代码输出结果是什么吗？

#include<stdio.h>
int main()
{
	int a = 0;
	int b = 2;
	if (a == 1)
		if (b == 2)
			printf("hello\n");
	else
			printf("haha\n");

	return 0;
}

事实上，它什么也不会输出，else与第二个if进行匹配，因为第一个if后面的表达式为假，就不会执行后面的了。

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。 事实上switch 语句是⼀种特殊形式的 if...else 结构，⽤于判断条件有多个结果的情况，适合多分支结构，它把多重 的 else if 改成更易⽤、可读性更好的形式。

它的一般形式为：

switch（表达式）

{

case 常量1：

语句1

case 常量2：

语句2

..................

case 常量n：

语句n

default:

语句n+1；

}

注意：

1.表达式必须是整型（包括字符型-----字符的本质是ASCII值，所以字符类型也归类到整型类型）表达式。

2.switch后面的{ }中是一个复合语句，一般来讲会有多个以关键字case开头的语句行和最多一个以default开头的行。当switch 后的表达式中的值⽆法匹 配代码中的 case 语句的时候，这时候可以不做处理，也可以在在 switch 语句中加⼊ default ⼦句。

3.case后面的值必须是整型常量（表达式），同时case 和后边的表达式之间必须有空格，如：case ‘A'，case 1，它们和default都是起标号的作用，来标志一个位置

4.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 际需求的就可以了，不过我们通常是把 default ⼦句放在最后处理的。

5.每一个case常量必须互不相同，否则会出现互相矛盾，一个常量有多个执行方案。

6.switch 语句也是分⽀效果的，只有在 switch 语句中使⽤ break 才能跳出 switch 语 句，如果某⼀个 case 语句的后边没有 break 语句，代码会继续往下执⾏，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。所以在 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，使用时需要结合实际情况，并不是每个 case 语句都得有break。

下面就来使用一个switch语句的代码来体会它的效果：

可以看出使用switch语句来处理多分支结构比if else语句更加简便。

循环语句

while语句

while语句一般形式：

while（表达式）

{

}

while的执行流程是： ⾸先执⾏判断表达式 ，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。

for语句

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 ，只需要执行一次，可以给零个、一个或者多个变量设置初始值。

表达式2 ：⽤于循环结束条件的 判断 ，每一次执行循环体前先执行这个表达式，决定是否继续执行循环。

表达式3 ：⽤于循环变量的 调整

表达式1和表达式3可以是一个简单的表达式，也可以是一个逗号表达式（包含多个简单表达式）

事实上，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，⽽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。

for ( 表达式 1 ; 表达式 2 ; 表达式 3 )

语句；

for语句一般形式可以改写成：

表达式1；

while（表达式2）

{

语句

表达式3；

}

这两个无条件等价。

do while语句

dowhile一般形式：

do

{

语句

}while（表达式 ）； 后面有分号；

前面所说的 while 和 for 这两种循环都是 先判断 ，条件如果满⾜就进⼊循环，执⾏循环语句，如果不满⾜就跳 出循环；

do while 循环语句则是 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，表达式为真，就会进⾏下⼀次循环，表达式为假，则不再继续循环。 所以在 do while 语句中 循环体是⾄少执行⼀次。

应用

接下来我们用这三个代码来解决同一个问题：输出1--50可以被3整除的数

while循环

#include<stdio.h>
int main()
{
	int i = 1;
	while (i <= 50)
	{
		if (i % 3 == 0)
			printf("%d ", i);
		i++;
	printf("\n");
	return 0;
}

for循环

#include<stdio.h>
int main()
{
	int i = 1;
	for (i = 1; i <= 50; i++)
	{
		if (i % 3 == 0)
			printf("%d ", i);
	}
	printf("\n");
	return 0;
}

do while循环

#include<stdio.h>
int main()
{
	int i = 1;
	do
	{
		if (i % 3 == 0)
			printf("%d ", i);
		i++;
	} while (i <= 50);
	printf("\n");
	return 0;
}

可以看出它们输出的结果是一致的

改变循环执行状态

break

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

continue 的作⽤是 跳过本次循环中 continue 后边的代码 ，只是 结束本次循环 ，继续执行下次的循环的判断。

使用

在使用上，break在三种循环语句差别不大。

这里需要特别注意的是 continue在 for 循环和 while 循环中是有所差异的。

在while循环中：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。

在 for 循环 中 ： continue 的作⽤是跳过本次循环中 continue 后的代码， 直接到循环的调整部分 。

我们用下面的代码来进行更好的理解！（输出1--50被3整除的数，使用continue版）

可以看出当使用continue时，在while循环中循环的调整是在 continue 后边，造成了死循环（i一直等于36）

除此之外，我们需要注意的是continue只能在循环中使用，而break可以在switch和循环语句中使用，但是break不能与if语句单独使用。

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。

但是如果goto 语句使⽤不当，就会导致在函数内部随意乱跳转打乱程序的执⾏流程，所以建议是能不⽤尽量不去使⽤。

如果在多层循环的代码中，循环想提前退出得使⽤ break ，⼀个 break 只能跳出⼀层循环，所以如果想快速跳出循环的话使⽤ goto语句就更加的方便。

循环的嵌套使用

用两个例子来说明：

1.打印100--150的素数

2.打印4*4矩阵