C语言超详细讲解——分支与循环【知识讲解篇】

前言

学习了前面的基础内容后，我们就可以进入C语言的重要部分——分支与循环，从这一部分开始，就要勤于练习，才能有成效，本篇为知识讲解，下篇为实战演练，可根据目录跳转哦。

正文

C语言是结构化的程序设计语言，这里的结构指的是顺序结构、选择结构、循环结构，我们之后所有的代码都可以拆分为这三种结构。总的来说，可以使用if、switch实现分支结构，使用for、while、do while实现循环结构。

1 if语句

1.1 if

if语句的语法形式：

> if (表达式) 
> 		 语句

表达式成立（为真，非0），则语句执行；表达式不成立（为假，0），则语句不执行。

举例
判断一个数为奇数，我们知道奇数被除2余1，所以代码可以这样写

#include <stdio.h>
int main()
 {
    int num = 0;//初始化
    scanf("%d", &num);
    if(num % 2 == 1 )
        printf("%d是奇数\n", num);
    return 0;
}

1.2 else

else是与if搭配使用
if…else…语句语法形式：

if (表达式)
语句1
else
语句2

这样我们可以将判断奇偶的代码补充完整

#include<stdio.h>
int main() {
    int num=0;
    scanf("%d",&num);
    if(num%2 ==1)
        printf("%d是奇数\n",num);
    else
        printf("%d是偶数\n",num);
    return 0;
}

自己在VS中练习一下
练习：用年龄判断一个人成年了吗？

#include<stdio.h>
int main() 
{
    int age=0;
    scanf("%d",&age);
    if(age>=18)
        printf("成年了\n");
    else
        printf("未成年\n");
    return 0;
}

1.3 分支中包含多条语句

默认if和else语句只控制一条语句，若要控制多条语句，需使用{}将代码括起来（程序块或复合语句）。

#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;
}

如果不用{}，if包含第一条语句，无论是否age >= 18，都会执行printf(“可以谈恋爱了\n”);

1.4 嵌套if

在if else语句中，else可与另一个if语句连用，构成多重判断。
例：判断输入整数是0，还是正数或者负数（自己思考一下）

#include<stdio.h>
int main() 
{
    int num=0;
    scanf("%d",&num);
    if(num==0)
        printf("输入的数字是0\n");
    else if(num>0)
        printf("输入的数字是正数\n");
    else
        printf("输入的数字是负数\n");
    return 0;
}

练习：根据年龄打印不同阶段。

// 方法1
#include <stdio.h>
int main() {
    int age=0;
    scanf("%d", &age);
    if(age<18)
        printf("少年\n");
    else if(age<=44)
        printf("青年\n");
    else if(age<=59)
        printf("中老年\n");
    else if(age<=89)
        printf("老年\n");
    else
        printf("老寿星\n");
    return 0;
}

这个问题中是不是if，else很多很麻烦，别急，等会有更简单的switch

1.5 悬空else问题

有时候遇到一些不注意代码缩进的同学，if嵌套写的乱七八糟，

#include <stdio.h>
int main() {
    int a = 0;
    int b = 3;
    if (a == 0)
        if (b == 2)
            printf("hehe\n");
        else
            printf("haha\n");
    return 0;
}

请问

else
printf(“haha\n”);

匹配的if是哪一个？

这时候记得：else总是跟最接近的if匹配。
最好这么写

#include <stdio.h>
int main() {
    int a = 0;
    int b = 3;
    if (a == 0)
    {
        if (b == 2)
            printf("hehe\n");
        else
            printf("haha\n");
    }
    return 0;
}

1.6 综合小练习:闰年的判断

闰年判断规则：能被4整除并且不能被100整除是闰年；能被400整除是闰年。

#include <stdio.h>
int main() {
    int year = 0;
    scanf("%d", &year);
    if(year%4==0 && year%100!=0)
        printf("是闰年\n");
    else if(year%400==0)
        printf("是闰年\n");
    else
        printf("不是闰年\n");
    return 0;
}

2. switch语句

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。

switch (expression) { 
    case value1: statement;
    case value2: statement;
    ...
    default: statement;
}

switch 后边的 expression 的结果不是 value1 ，也不是 value2 的时候，就会执⾏default ⼦句。

2.1 if语句和switch语句的对比

// 使用if语句计算除3之后的余数
#include <stdio.h>
int main() {
    int n = 0;
    scanf("%d", &n);
    if(n%3 == 0)
        printf("整除,余数为0\n");
    else if(n%3 == 1)
        printf("余数是1\n");
    else
        printf("余数是2\n");
    return 0;
}

//使用switch
#include <stdio.h>
int main()
{
 int n = 0;
 scanf("%d", &n);
 switch(n%3)
 {
 case 0:
 	printf("整除，余数为0\n"); 
 	break;
 case 1:
	 printf("余数是1\n"); 
 	break;
 case 2:
 	printf("余数是2\n"); 
 	break;

}
return 0；
}

上述的代码中，我们要注意的点有：

1. case 和后边的数字之间必须有空格
2. 每⼀个 case 语句中的代码执⾏完成后，需要加上 break ，才能跳出这个switch语句。

2.2 switch语句中的break

每个case语句中的代码执行完成后，需要加上break，才能跳出这个switch语句，否则代码会继续往下执行。

// 输入1~7的数字，打印对应的星期几
#include<stdio.h>
int main() {
    int day=0;
    scanf("%d", &day);
    switch(day) {
        case 1:
            printf("星期一\n");
            break;
        case 2:
            printf("星期二\n");
            break;
        case 3:
            printf("星期三\n");
            break;
        case 4:
            printf("星期四\n");
            break;
        case 5:
            printf("星期五\n");
            break;
        case 6:
            printf("星期六\n");
            break;
        case 7:
            printf("星期天\n");
            break;
    }
    return 0;
}

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， break 也不是每个 case 语句都得有，这就得根据实际情况来看了。

2.3 switch语句中的default

当switch后的表达式的值无法匹配代码中的case语句时，可加入default子句进行处理。

#include <stdio.h>
int main() {
    int day=0;
    scanf("%d",&day);
    switch(day) {
        case 1:
        case 2:
        case 3:
        case 4:
        case 5:
            printf("工作日\n");
            break;
        case 6:
        case 7:
            printf("休息日\n");
            break;
        default:
            printf("输入错误\n");
            break;
    }
    return 0;
}

2.4 switch语句中的case和default的顺序问题

switch语句中case语句和default语句没有顺序要求，通常把default子句放在最后处理。

3. while循环

C语⾔提供了3种循环语句， while 就是其中⼀种，接下来就介绍⼀下 while 语句。
while 语句的语法结构和 if 语句⾮常相似。

3.1 if和while的对比

if(表达式)
 语句;
 
 
while(表达式)
 语句;//如果循环体想包含更多的语句，可以加上⼤括号 

if语句条件满足时执行一次语句，while语句条件满足时可实现循环效果。

// if语句示例
#include <stdio.h>
int main() {
    if(1)
        printf("hehe\n");
    return 0;
}

//代码2 
#include <stdio.h>
int main()
{
 while(1)
 printf("hehe\n"); //while后边的条件满⾜，死循环的打印hehe 
 return 0;
}

这就是他们的区别，while语句是可以实现循环效果的。
（运行结果知道后记得关掉黑框（DOS）死循环占用内存）

3.2 while语句的执行流程

先判断表达式，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循环。

3.3 while循环的实践

// 在屏幕上打印1~10的值
#include <stdio.h>
int main() {
    int i = 1;
    while(i<=10) {
        printf("%d ", i);
        i = i+1; //i++;
    }
    return 0;
}

题⽬解析

1. 要想得到n的最低位，可以使⽤n%10的运算，得到的余数就是最低位，如：1234%10得到4
2. 要想去掉n的最低位，找出倒数第⼆位，则使⽤ n=n/10 操作就可以去掉最低位的，如：
   n=1234/10得到123，123相较于1234就去掉了最低位，123%10就得到倒数第⼆位3。
3. 循环1和2两个步骤，在n变成0之前，就能到所有的位。

3.4 练习

输入一个正的整数，逆序打印这个整数的每一位。

#include <stdio.h>
int main() {
    int n = 0; 
    scanf("%d",&n);
    while(n) { 
        printf("%d ", n%10);
        n /= 10;
    }
    return 0;
}

4. for循环

4.1 语法形式

for(表达式1; 表达式2; 表达式3) 
	 语句

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。

4.2 for循环的执行流程

首先执行表达式1初始化循环变量，接着执行表达式2的判断部分，若表达式2的结果为0，则循环结束；若不为0则执行循环语句，循环语句执行完后，执行表达式3调整循环变量，然后再去判断表达式2，决定循环是否继续。

4.3 for循环的实践

// 在屏幕上打印1~10的值
#include <stdio.h>
int main() {
    int i = 0;
    for(i=1; i<=10; i++) {
        printf("%d ", i);
    }
    return 0;
}

4.4 while循环和for循环的对比

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for循环的三个部分非常集中，便于代码的维护，while循环的三个部分在代码较多时比较分散，形式上for循环更优。

4.5 练习

计算1~100之间3的倍数的数字之和。

// 参考代码
#include<stdio.h>
int main() {
    int i=0;
    int sum=0;
    for(i=1;i<=100;i++) {
        if(i%3==0)
            sum+=i;
    }
    printf("%d\n",sum);
    return 0;
}

5. do-while循环

5.1 语法形式

 do 
	语句; 
	while(表达式);

while和for循环先判断条件再执行循环语句，do while循环先执行循环体，再执行while后的判断表达式。

5.2 do-while循环的执行流程

先执行循环体语句，再执行判断表达式，判断表达式的结果为真，则继续循环；结果为假，则循环结束。do while循环的循环体至少执行一次。

5.3 do-while循环的实例

// 在屏幕上打印1~10的值
#include <stdio.h>
int main() {
    int i = 1;
    do {
        printf("%d ", i);
        i = i + 1;
    }while(i<=10);
    return 0;
}

5.4 练习

输入一个正整数，计算这个整数是几位数。

#include <stdio.h>
int main() 
{
    int n=0;
    scanf("%d",&n);
    int cnt=0;
    do {
        cnt++;
        n=n/10;
    }while(n);
    printf("%d\n",cnt);
    return 0;
}

6. break和continue语句

break用于永久终止循环，continue用于跳过本次循环中continue后边的代码。

6.1 while循环中的break和continue

// break举例
#include <stdio.h>
int main() 
{
    int i=1;
    while(i<=10) {
        if(i==5)
            break;
        printf("%d",i);
        i =i+1;
    }
    return 0;
}

continute举例

#include <stdio.h>
int main()
{
	int i = 1;
	while (i <= 10)
	{
		if (i == 5)
			continue;
		//当i等于5后，就执⾏continue，直接跳过continue的代码，去循环的判断的地⽅ 
		//因为这⾥跳过了i = i+1，所以i⼀直为5，程序陷⼊和死循环 
		printf("%d ", i);
		i = i + 1;
	}
	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。

6.2 for循环中的break和continue

// break举例
#include<stdio.h>
int main() 
{
    int i=1;
    for(i=1;i<=10;i++) {
        if(i==5)
            break;
        printf("%d",i);
    }
    return 0;
}

6.3 do-while循环中的break和continue

do.while语句中的break和continue的作用和while循环中几乎一模一样。

#include <stdio.h>
int main() 
{
    int i = 1;
    do {
        if(i==5)
            break;
        printf("%d",i);
        i=i+1;
    }while(i<=10);
    return 0;
}

7. 循环的嵌套

三种循环（while、do while、for）往往会嵌套在一起解决问题。
例 ：找出100~200之间的素数，并打印在屏幕上
解析：

1. 要从100-200之间找出素数，⾸先得有100~200之间的数，这⾥可以使⽤循环解决。
2. 假设要判断i是否为素数，需要拿2—i-1之间的数字去试除i，需要产⽣2~i-1之间的数字，也可以使⽤
   循环解决。
3. 如果2~i-1之间有数字能整除i，则i不是素数，如果都不能整除，则i是素数。

#include <stdio.h>
int main() 
{
    int i=0;
    for(i=100;i<=200;i++) { 
        int j=0;
        int flag=1; 
        for(j=2;j<i;j++) { 
            if(i%j==0) { 
                flag=0;
                break;
            }
        }
        if(flag ==1)
            printf("%d ",i);
    }
    return 0;
}

8. goto语句

goto语句可以实现在同一个函数内跳转到设置好的标号处。

#include<stdio.h>
int main() {
    goto next;//next为标号
    printf("haha\n");
next:
    printf("跳过了haha的打印\n");
    return0;
}

注意：这儿只是介绍，新手暂时不要使用goto，等以后有更深的理解后，再酌情使用，不然有可能将系统搞死！！！

总结

分支与循环的讲解就这些，内容不多，但要勤于练习，勤于思考，如有谬误，欢迎评论区指正，下期是一个实战练习，敬请期待，希望点赞关注收藏支持一下，谢谢。