C语言第六部分（循环结构）

标签：语句变量 int 第六 C语言 while 循环 fu

C语言

循环结构

什么是循环

代码的重复执行，就叫做循环。

循环的分类

无限循环：其实就是死循环，程序设计中尽量避免无限循环。程序中的无限循环必须可控。
有限循环：循环限定循环次数或者循环的条件。

循环的构成

循环条件
循环体

当型循环的实现

特点：先判断，后执行，如果条件不满足，一次都不执行

代表：while和for

while

语法：

while (循环条件)
{
	循环语句;// 循环语句如果是单语句，可以省略{}，如果是复合语句，不可以省略{}
}

说明：

循环条件的返回值必须是布尔类型（条件表达式只能是关系表达式或者逻辑表达式，还可以是

具体的值（0，非 0，true，false））。在C语言中，布尔类型为真使用非0 ，布尔类型为假使

用 0 。如果引入 #include <stdbool.h> ，也可以用true和false来表示。

{} 包起来的内容整体称之为循环体。
我们要在循环体中控制循环条件的变化，否则会产生死循环。

特点：先判断，后执行，循环体语句有可能一次都不执行。

案例：

#include <stdio.h>
/*
* 需求：while循环案例：如何编程来计算 1 + 2 + 3 + .. + 100?(累加求和)
*/
int main(int argc,char *argv[])
{
// 定义一个变量，保存累加的和
	int sum = 0;
// 定义一个循环变量
	int i = 1;
	while(i <= 100)// 循环条件，这里可以有关系表达式、逻辑表达式、整型常量
	{
// 累加运算
// 		sum = sum + i;
		sum += i;
// 给循环变量赋值，用来影响循环条件
		i++;
	}
	printf("1~100的累加和是%d\n",sum);
	return 0;
}

案例：

#include <stdio.h>
/**
* 需求：while循环案例：计算1~100以内的偶数和，也就是2+4+6+..+100的累加和
*/
int test02()
{
	// 创建一个变量，用来存放累加和
	int sum = 0;
	// 创建一个循环变量，初始值2
	int i = 2;
	while(i <= 100)
	{
	// 过滤掉奇数
		if(i % 2 == 0)
		{
			sum += i;
		}
		i++;
	}
	printf("1~100之间的偶数和是%d\n",sum);
}
int main(int argc,char *argv[])
{
	test02();
	return 0;
}

for

原则上，for循环能实现的，while循环一定可以实现，for循环可以看做是while循环的一种特殊写法。

语法：

for (①表达式1；②表达式2；③表达式3)

{

④循环体语句； —如果是单语句可以省略{}

}

说明：

	* （）中可以只保留两个分号，举例：（；；）
	* ①表达式1是循环变量，我们需要赋初值，循环变量可以是列表，多个循环变量使用逗号分隔
	* ②表达式2是循环条件，用来限制循环次数，循环条件支持关系表达式式，如果加入逻辑表达式，会变成复合表达式，举例：i < 10 && j <= 1
	* ③(表达式3)改变循环条件，支持列表，这里可以使用赋值表达式，举例: i++,j++
	* 执行顺序:①②④③→②④③→②④③→.....→②（跳出循环）

特点：先判断，后执行，循环体语句有可能一次都不执行

总结：

for语句使用语法规则上，降低/避免因为忘记循环条件更新操作，而引起的产生无限循环的几率。
应用场合:for语句往往应用于循环次数事先可以确定的场景，

死循环

for(;;);
for(表达式1;;表达式3);

循环实现的三要素

循环变量的初始化
循环条件
循环变量的更新

案例：

#include <stdio.h>
/**
* 需求：while循环案例：计算1~100以内的偶数和，也就是2+4+6+..+100的累加和
*/
int while_test()
	{
	// 创建一个变量，用来存放累加和
	int sum = 0;
	// 创建一个循环变量，初始值2
	int i = 2;
	while(i <= 100)
    {
	// 过滤掉奇数
		if(i % 2 == 0)
		{
			sum += i;
		}
		i++;
	}
	printf("1~100之间的偶数和是%d\n",sum);
}
/**
* 需求：for循环案例：计算1~100以内的偶数和，也就是2+4+6+..+100的累加和
*/
int for_test()
{
	// 创建一个变量，用来存放累加和
	int sum = 0;
	// 创建一个循环变量，初始值2
	int i = 2;
	for(;i <= 100;)
	{
// 过滤掉奇数
		if(i % 2 == 0)
		{
			sum += i;
		}
		i++;
	}
	printf("1~100之间的偶数和是%d\n",sum);
}
/**
* 需求：for循环案例：计算1~100以内的偶数和，也就是2+4+6+..+100的累加和
*/
int for_test2()
{
	// 创建一个变量，用来存放累加和
	int sum = 0;
	for(int i = 2; i <= 100;i++)
	{
		// 过滤掉奇数
		if(i % 2 == 0)
		{
			sum += i;
		}
	}
	printf("1~100之间的偶数和是%d\n",sum);
}
int main(int argc,char *argv[])
{
	while_test();
	for_test();
	for_test2();
	return 0;
}

直到型循环的实现

特点：先执行，后判断，不管条件满不满足，至少执行一次

代表：do…while goto

do…while

语法：

do
{
	循环体；
}while(循环条件)；

说明：

循环条件的返回值必须是布尔类型，在C语言中，布尔类型为真使用非。来表示，为假使用。来表示。
{}包起来的内容整体称之为循环体
我们要在循环体中控制循环条件的变化，否则会产生死循环。

goto

语法：

goto 标签（lable）；

标签：标明目标代码的位置，是一个不加“ ”的字符串

注意事项:
1.可读性: goto 语句会破坏代码的结构和可读性，使得代码难以理解和维护。因此，应尽量避免使用。

2.替代方案:大多数情况下，可以使用循环、条件语句、函数等结构来替代 goto 语句，使代码更加清晰和易于管理。

3.嵌套限制:虽然 goto 语句可以跨函数跳转(即跳转到另一个函数中的标签)，但这种用法是不合法的，并且会导致编译错误。 goto 语句只能在同一函数内部跳转。

4.错误处理:在某些情况下， goto 语句可以用于错误处理，例如从嵌套的多层循环中跳出。但即使在这种情况下，也应谨慎使用，并考虑是否有更好的替代方案。

总结
虽然 goto 语句在C语言中是合法的，并且有时可能看起来很方便，但过度使用或不当使用会导致代码质量下降。因此,建议尽量避免使用 goto 语句，而是采用更结构化和可维护的编程方法。

循环的嵌套

3种循环可以互相嵌套，在前一个循环结构的内部又存在一个完整的循环结构，

案例：

#include <stdio.h>
/**
* 需求：嵌套for循环案例-求100～200之间的所有素数
* 分析：素数又被称作质数，只能被1和自身整除的数叫做素数。（做这个题，思路反着来，过滤非素数）
*/
int main(int argc,char *argv[])
{
	// 创建一个变量，存放100～200之间的自然数
	int num = 100;
	// 循环变量，默认从2开始，因为自然数除以1没有意义
	int i;
	// 定义标志位：用来记录1～自身之间的能整除的次数，用来校验该自然数是否为素数
	int is_flag;
	// 第1层for循环：生成100～200之间的自然数
	for(;num <= 200;num++)
	{
		// 每个自然数在判别之前，需要重置标志位
		is_flag = 1;
		// 第2层for循环：验证该自然数能否被除了1～自身之间的数整除，能整除，就改变is_flag的值
		// for(i = 2;i < num -1;i++)
		for(i = 2;i < num / 2;i++)
		{
		// 校验是否能整除
			if(num % i == 0)
			{
				is_flag = 0;
				break;// 只校验第一个能整除的数
			}
		}
		// 根据标志位，判断该自然数是否是素数
		if (is_flag) // 条件判断：is_flag == 1 缩写 is_flag(推荐) is_flag == 0 缩写 !is_flag
		{
			printf("%-4d",num);
		}
	}
	printf("\n");
	return 0;
}

循环结构的典型应用场景

求累和：举例 1+2+3+…+100
求累乘：举例 1 * 2 * 3 * 4 * … * 100
求均值：举例（1+2+3+…+100）/100
求极值：举例 12，34，56，78中的最大最小值
元素的遍历：常用于数组元素的遍历

基础算法模型

1，累加和

定义一个变量sum，并赋初值为0
当该变量累加（+=）每一个数据项（i）
当访问完每一个数据项，此时该变量的取值就是累加和的结果。

2，累乘

定义一个变量，并赋初值为1;
用该变量累乘(*=)每一个数据项;
当访问完每一个数据项，此时该变量的取值就是累乘的结果

3，极值（多应用于数组）

定义一个变量，并赋初值为第一个数据项:
从第二个数据项开始，依次于该变量进行比较，如果大于/小于该变量，则将当前数据项的数据赋值给该变量
当访问完每一个数据项，此时该变量的取值就是求极值的结果。

break和continue

break

功能：

①用在switch中，用来跳出switch的case语句;如果case没有break，可能会产生case穿透。

②用在循环中(while、do.while、for),提前结束循环，也就是跳出整个循环。

说明:
①)break不能用于循环语句和switch语句之外的任何其他语句之中。
②break只能终止并跳出最近一层的循环结构。

continue

功能：continue语句不会结束整个循环，而是跳过本次循环尚未执行的语句，进入下一次循环

说明:

① 仅用于循环语句中。
②在嵌套循坏的情况下，continue语句只对包含它的最近的一层循环起作用。

案例：

#include <stdio.h>
/**
* continue案例：求1~100以内的偶数和，（不使用continue）
*/
int continue_test1()
{
	int sum = 0;
	for(int i = 1; i <= 100; i++)
	{
		// 查找偶数
		if ( i % 2 == 0)
		{
			sum += i;
		}
	}
	printf("1~100以内的偶数和是%d\n",sum);
}
/**
* continue案例：求1~100以内的偶数和，（使用continue）
*/
int continue_test2()
{
	int sum = 0;
	for(int i = 1; i <= 100; i++)
	{
// 查找计数
		if ( i % 2 != 0)
		{
			continue;
		}
		sum += i;
	}
printf("1~100以内的偶数和是%d\n",sum);
}
int main()
{
	continue_test1();
	continue_test2();
}

跳出多层循环

跳出多层循环是不能直接使用break和continue实现的，因为它们只能跳出单层循环，跳出多层循环，需要我们自定一定标志位进行跳出(标志位也可以配合break使用)。

案例：

#include <stdio.h>
int fun0()
{
	// 定义一个标志位
	int is_flag = 1;// 默认循环成立
	// 定义一个变量，用来接收控制台输入
	char fu;
	// 循环
	while(is_flag)
	{
		printf("外层循环执行的内容..\n");
		while(is_flag)
		{
			printf("内存循环执行的内容..\n");
			scanf("%c",&fu);
			if(fu == 'Y' || fu == 'y')
			{
				is_flag = 0;
			}
		}
	}
}
int fun1()
{
	// 定义一个标志位
	int is_flag = 1;// 默认循环成立
	// 定义一个变量，用来接收控制台输入
	char fu;
	// 循环
	while(is_flag)
	{
		printf("外层循环执行的内容..\n");
		while(1)
		{
			printf("内存循环执行的内容..\n");
			scanf("%c",&fu);
			if(fu == 'Y' || fu == 'y')
			{
				is_flag = 0;
				break;
			}
		}
	}
}
int main()
{
	fun0();
	fun1();
}

注意:如果是多层循环(嵌套循环)，进的时候是从外到内，跳出的时候是从内到外。
tch的case语句;如果case没有break，可能会产生case穿透。

②用在循环中(while、do.while、for),提前结束循环，也就是跳出整个循环。

说明:
①)break不能用于循环语句和switch语句之外的任何其他语句之中。
②break只能终止并跳出最近一层的循环结构。
图示:

[外链图片转存中…(img-SDjPiT6i-1733140244751)]

continue