基本魔法语言分支和循环 （一） （C语言）

前言

迄今为止，我们的咒语（程序）只是简单地将符文（语句）依次激活，效果单一而直接，显得僵硬迟钝。但真正的强大的魔法，在于控制与凝聚，灵活多变，能够更好的应对这个风诡波谲的世界。 想象一下你有一个自动凝聚能量直至饱和的法阵，一个是能循环往复运转的魔法钟摆…你的魔法将告别死板，拥有真正的“灵魂”与“力量”。准备好施展你的第一个智能魔法了吗？

分支语句

分支语句就像魔法师手中的预言水晶球或一个命运的岔路口，存在着许许多多的可能。

1. if语句

1.1 if

if语句：就像魔法师凝视水晶球，窥探未来的一个片段。

if语句的语法形式如下：

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。

C语言中，0为假，非0为真，也就是表达式的结果如果是0，则语句不执行，表达式的结果不为0，则语句执行。

例子：输入一个整数，判断是否为偶数

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

int main()
{
	int n = 0;
	scanf("%d", &n);
	if (n % 2 == 0)
		printf("%d是偶数\n", n);
	return 0;
}

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1.2 else

else语句：如果水晶球里面显示的是两种未来，那么魔法师就必须选择其中一个未来，此时就需要if…else…语句。

else语句语法如下：

if(表达式）
   语句1
else
   语句2   

例子：输入一个年龄，>=18岁就输出：可以谈恋爱了，否则就输出：不可以谈恋爱。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

int main()
{
    int age = 0;
    scanf("%d", &age);
    if(age>=18)
        printf("真真可以谈恋爱了\n");
    else    
        printf("真真不可以谈恋爱\n");
    return 0;
}        

1.3 如何在分支中包含多条语句

一般情况下，if和else在水晶球中只能看到某一个固定的片段。即if和else语句中默认都只控制一条语句，例如：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

int main()
{
    int age = 0;
    scanf("%d", &age);
    if(age>=18)
       printf("成年了\n");
       printf("可以谈恋爱了\n");
    return 0;
}       

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可以看到上面的代码，无论你输入的是>=18还是<18，“可以谈恋爱了”都会打印在屏幕上。

这是因为if…else…语句只能控制一条语句，就是printf（“成年了\n”）。if语句为真，则打印“成年了”，if语句为假，则不打印。对于printf(“可以谈恋爱了\n”）是独立存在的，不管if语句是真是假，都会执行。那么如果我们如果想要if…else…语句同时控制多种片段（语句），那我们应该怎么办呢？那么就需要{}将代码给括起来。形成一整套连贯的、组合的魔法动作或仪式步骤，不再是单一的法术，而是一个法术序列。例子如下：

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1.4 嵌套if

嵌套if就像是层层深入的预言。它不再是一次简单的“是或否”的抉择，而是一个逻辑层层递进、环环相扣的决策过程。即在if…else…语句中，else可以与另一个if语句连用，构成多重判断。

例如：要求输入一个整数，判断输入的整数是0，还是整数或者负数。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

int main()
{
	int n = 0;
	scanf("%d", &n);
	if (n == 0)
		printf("输入的数字为0\n");
	else if (n > 0)
		printf("输入的数字为整数\n");
	else
		printf("输入的数字为负数\n");

	return 0;
}

else后面可以跟一条语句，故后面可以跟if语句，又if与else连贯，所以可以不用{}，从而构成if语句，从而完成更多复杂逻辑的判断。

1.5 悬空else问题

如果有多个if和else，可以记住else总是更最近的if匹配。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>

int main()
{
	int a = 0;
	int b = 2;
	if (a == 1)
		if (b == 2)
			printf("haha\n");
	else
			printf("hehe\n");
	return 0;

}

程序运行结果是什么呢？

可能很多初学魔法师，上来就判断a为0，不等于1，那就执行else语句，打印haha。但如果你运行代码，输出的结果：什么都不输出。

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这是为什么呢？

这就是悬空else问题，如果多个if和else，else总是和最近的if匹配。在上面的代码排版中，我故意让else与第一个if对齐，让我们误以为else与第一个if匹配的。故而当if不成立时，自然想到的就是执行else语句，打印hehe，实际上else是和第二个if进行配套，这样后面的if…else…语句嵌套在第一个if语句中。如果第一个if不成立，嵌套的if…else…就没法执行，最终什么都不打印。真正的书写是如下的：

int main()
{
	int a = 0;
	int b = 2;
	if (a == 1)
		if (b == 2)
			printf("haha\n");
	    else
			printf("hehe\n");
	return 0;

}

如果代码改成下面的这样就更容易理解：

int main()
{
	int a = 0;
	int b = 2;
	if (a == 1)
	[
		if (b == 2)
			printf("haha\n");
	    else
			printf("hehe\n");
	}
	return 0;

}

如果我们希望else与第一个if匹配，可以这样修改代码：

int main()
{
	int a = 0;
	int b = 2;
	if (a == 1)
	{
		if (b == 2)
			printf("haha\n");
	}
  else
	{
			printf("hehe\n");
    }
  return 0;

}

可以看到只要适当带上大括号，代码的逻辑就会更加清晰，所以大家以后书写代码时注意括号的使用，让代码的可读性更高。

2. 关系操作符

C语言用于比较的表达式，被称为关系表达式，里面的运算符则被称为关系操作符。这些是魔法师用来探测、感知和判断世界的基本工具，就像刻在卷轴上的真理符文或手中的探测仪。

它们的本身不产生效果，而是揭示真相。魔法师用它们来探测关于世界的问题：

>（大于运算符）：探测左侧的魔力是否在强度或位阶上超越右侧

<（小于运算符）：探测左侧的魔力是否在强度或位阶上不及右侧

>=(大于等于运算符）：探测左侧的魔力是否在强度或位阶上达到或超越右侧

<=(小于等于运算符）：探测左侧的魔力是否在强度或位阶上未超过或恰好等于右侧

==（相等运算符）：探测两个魔法元素是否达到完美的和谐共振

!=（不相等运算符）：探测两个魔法元素是否存在本质的差异与排斥

下面是一些例子：

a == b;
a != b;
a < b;
a > b;
a <= b;
a >= b;

注意: ==与=是两个不相等的运算符，不要混淆。

“=”是赋值，“==”是判断相等

判断两个数据是否相等时候，如果其中有一个常量的时候，常量建议写左边 像这样

int k = 5;
if(3 == K)

因为若为

int main()
{
	int k = 5;
	if (k == 3)
		printf("hehe\n");
	return 0;
}

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发现什么都没有输出，但改为k = 3时，系统没有报错（vs2022)，出现bug。相当于3在括号里赋值。

如果改成这样的形式编写，则会出现报错。

int main()
{
	int k = 5;
	if (3 = k)
		printf("hehe\n");
	return 0;
}

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关系表达式通常返回0或1，表示真假。

C语言中，0表示假，所有非零值表示真。比如，1<2返回1，1>2返回0。例如：

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关系表达式常用于if或while结构，从而来做出判断。

另一个需要注意的错误：多个关系符不宜连用。

a < b < c

上面的示例中，连用两个小于运算符。这是合法表示，不会报错，但是不会达到想要的结果，即不会保证变量j的值在i和k之间。因为关系运算符是从左往右计算，属于语法没错，但逻辑是错误的，所以执行的是下面的表达式：

（a < b) < c

先判断a是否小于b，是则被替换为1，不是则被替换为0。最终是0或1和变量c进行比较。例如：

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如果想判断b是否在a和c之间，应该使用下面的写法：

a < b && b < c

例如：我们输入一个年龄，如果在18到36之间，我们输入青年。

如果我们这样写：

int main()
{
	int age = 0;
	scanf("%d", &age);
	if (18 <= age <= 36)
		printf("青年\n");
	return 0;
}

会发现88岁时还是青年😅。

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这是因为我们先拿18和88比较，得到返回值为0，再拿0和36比较，0<=36为真，所以打印了青年。如果想解决这个问题应该这么做

if (18 <= age && age <= 36)

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发现只有在18~36之间的才能打印出青年。

以上就是关于操作符，我们需要掌握的，剩下的只要按字面意思理解使用就行。

3. 条件操作符

条件操作符是一个瞬间窥探两种未来，并立即将一种化为现实的禁忌魔法器物。它的形态可能是一块一分为二又合二为一的水晶，每一半都映照出不同的未来；也可能是一面镜子，左边显示一种结果，右边显示另一种。因此，条件操作符也叫三目操作符，需要三个操作数，形式如下：

exp1 ? exp2 : exp3

其运作逻辑：如果exp1为真，exp2计算，计算结果是整个表达式的结果；如果exp1为假，exp3计算，计算结果是整个表达式的结果。也就是魔法师向其中注入一个条件（一个真/假的问题），水晶会同时在其两个切面上显现出两个可能的结果。然后，根据条件的真假，其中一个切面的景象会瞬间物质化，成为现实，另一个则如泡沫般消散。

int main()
{
	int a = 0;
	int b = 0;
	scanf("%d", &a);
	if (a > 5)
		b = -3;
	else
		b = 3;
	printf("%d", b);
	return 0;
}

改造为：

int main()
{
	int a = 0;
	int b = 0;
	scanf("%d", &a);
	b = a > 5 ? 3 : -3;
	printf("%d", b);
	return 0;
}

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4. 逻辑操作符：&&，||，！

这些运算符不是直接探测世界的符文，而是连接多个基础真理、编织复杂法则的咒语纽带。它们让魔法师能构建出“当A并且B成立时”或“当A或者B成立时”这样的复杂条件。

逻辑运算符提供逻辑判断功能，用于构建更复杂的表达式，主要有下面三个运算符。

• ！：逻辑取反运算符（改变单个表达式的真假）。
• &&：逻辑与运算符，就是并且的意思（两侧都为真时，则为真，否则为假）。
• ||：逻辑或运算符，就是或者的意思（两侧至少有一个表达式为真，则为真，否则为假。

4.1 逻辑取反运算符 ！

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！：一个可以反转事物真相的逆位符文。它像一面“否定之镜”，将被探测的法则映射为对立面。比如，我们有一个变量叫flag，flag若为假，则可以这样：

int main()
{
	int flag = 0;
	if (!flag)
	{
		printf("haha\n");
	}
	return 0;
}

flag为假时不打印，用！转变一下就可以打印了。

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4.2逻辑与运算符 &&

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&&：一条必须同时共振所有连接点的魔法锁链，或一个需要所有符文都被点亮才能激活的复合封印。&&是双目运算符，使用方式是a&&b，&&两边的表达式都是真的，整个表达式才为真。只要有一个是假的，则整个表达式为假。例如：

int main()
{
	int age = 0;
	scanf("%d", &age);
	if (18 <= age && age <= 36)
		printf("青年\n");
	return 0;
}

4.3 逻辑或运算符 ||

在这里插入图片描述

||：一块分流水晶，只要任意一条路径有能量流入，就能激活最终效果。或者一个拥有多个触发条件的魔法契约，满足任意一条件即可生效。||也是双目操作符，使用方式是a||b，||两边有一个表达式只要是真的，那么整个就是真的，否则为假。例如：春天的月份是3或4或5月

int main()
{
	int month = 0;
	scanf("%d", &month);
	if (month == 3 || month == 4 || month == 5)
	{
		printf("春天\n");
	}
	return 0;
}

4.5 短路

C语言逻辑运算符还有个特点，它总是先对左侧的表达式求值，在对右边的表达式求值。如果左边的表达式满足逻辑运算符的条件，就不再右边的表达式。这种情况称为 短路。

对于&&操作符来说，左边的操作数结果为0时，右边就不再执行。

对于||操作符来说，左边的操作数结果不为0时，右边就不再执行。

像这种仅仅根据左操作数的结果就能知道整个表达式的结果，不再对右操作数进行的运算称为短路求值。

（暂时就更新这么多，后面会加速持续更新。如有错误，希望各位佬指正。）