04-循环语句（while 循环）

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已于 2024-12-22 00:23:10 修改

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分类专栏： C语言初阶-02-分支语句和循环语句文章标签： c语言开发语言

于 2024-12-21 23:04:17 首次发布

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一、while 循环的语法结构

/* while 语法结构 */
while(表达式)
    循环语句;

【描述】表达式结果为真（非0），就执行循环语句。否则循环语句不执行。

【注】循环语句可能不止一条，可能是一个代码块！！！

二、举例演示

1、示例

【例子】在屏幕上打印 1~10 的数字。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include <stdio.h>

int main()
{
	int i = 1;

	while (i <= 10)
	{
		printf("%d ", i);
		i++;
	}

	return 0;
}

2、示例调试

（1）i = 1

i = 1，满足 i < 10 的条件，进入 while 的循环主体，执行 printf 函数和 i++ 语句，跳出循环时 i = 2。

（2）i = 2

i = 2，满足 i < 10 的条件，进入 while 的循环主体，执行 printf 函数和 i++ 语句，此时 i = 3。

（3）i = 3

i = 3，满足 i < 10 的条件，进入 while 的循环主体，执行 printf 函数和 i++ 语句，此时 i = 4。

（4）i = 4

i = 4，满足 i < 10 的条件，进入 while 的循环主体，执行 printf 函数和 i++ 语句，此时 i = 5。

（5）i = 5

i = 5，满足 i < 10 的条件，进入 while 的循环主体，执行 printf 函数和 i++ 语句，此时 i = 6。

（6）i = 6

i = 6，满足 i < 10 的条件，进入 while 的循环主体，执行 printf 函数和 i++ 语句，此时 i = 7。

（7）i = 7

i = 7，满足 i < 10 的条件，进入 while 的循环主体，执行 printf 函数和 i++ 语句，此时 i = 8。

（8）i = 8

i = 8，满足 i < 10 的条件，进入 while 的循环主体，执行 printf 函数和 i++ 语句，此时 i = 9。

（9）i = 9

i = 9，满足 i < 10 的条件，进入 while 的循环主体，执行 printf 函数和 i++ 语句，此时 i = 10。

（10）i = 10

i = 10，满足 i = 10 的条件，进入 while 的循环主体，执行 printf 函数和 i++ 语句，此时 i = 11。

（11）i = 11

i = 11，不满足 i <= 10 的条件，跳出 while 的循环主体，结束程序！！！

三、while 语句执行流程

四、while 循环中的 break

在 while 循环中，break 的作用是用于永久的终止循环。

1、示例

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include <stdio.h>

int main()
{
	int i = 1;

	while (i <= 10)
	{
		if (i == 5)
			break;

		printf("%d ", i);
		i++;
	}

	return 0;
}

2、示例调试

（1）i = 1

i = 1，满足 i < 10 的条件，进入 while 的循环主体，首先判断 i != 5，跳过 break 语句，然后执行 printf 函数和 i++ 语句，跳出循环时 i = 2。

（2）i = 2

i = 2，满足 i < 10 的条件，进入 while 的循环主体，首先判断 i != 5，跳过 break 语句，然后执行 printf 函数和 i++ 语句，跳出循环时 i = 3。

（3）i = 3

i = 3，满足 i < 10 的条件，进入 while 的循环主体，首先判断 i != 5，跳过 break 语句，然后执行 printf 函数和 i++ 语句，跳出循环时 i = 4。

（4）i = 4

i = 4，满足 i < 10 的条件，进入 while 的循环主体，首先判断 i != 5，跳过 break 语句，然后执行 printf 函数和 i++ 语句，跳出循环时 i = 5。

（5）i = 5

i = 5，满足 i < 10 的条件，进入 while 的循环主体，首先判断 i == 5，执行 break 语句，然后直接跳到 return 0 最终结束程序。

五、while 循环中的 continue

在 while 循环中，continue 的作用是跳过本次循环中 continue 后面的代码，直接去 while 循环的判断部分，看是否要再进行下一次的循环。

1、示例

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include <stdio.h>

int main()
{
	int i = 1;

	while (i <= 10)
	{
		if (i == 5)
			continue;

		printf("%d ", i);
		i++;
	}

	return 0;
}

【注】输出的光标一直闪烁，说明代码还在运行，只不过陷入了死循环！！！

2、示例调试

（1）i = 1

i = 1，满足 i < 10 的条件，进入 while 的循环主体，首先判断 i != 5，跳过 continue 语句，然后执行 printf 函数和 i++ 语句，跳出循环时 i = 2。

（2）i = 2

i = 2，满足 i < 10 的条件，进入 while 的循环主体，首先判断 i != 5，跳过 continue 语句，然后执行 printf 函数和 i++ 语句，跳出循环时 i = 3。

（3）i = 3

i = 3，满足 i < 10 的条件，进入 while 的循环主体，首先判断 i != 5，跳过 continue 语句，然后执行 printf 函数和 i++ 语句，跳出循环时 i = 4。

（4）i = 4

i = 4，满足 i < 10 的条件，进入 while 的循环主体，首先判断 i != 5，跳过 continue 语句，然后执行 printf 函数和 i++ 语句，跳出循环时 i = 5。

（5）i = 5

i = 5，满足 i < 10 的条件，进入 while 的循环主体，首先判断 i == 5，执行 continue 语句，然后没有执行 continue 后面的任何一条语句而是跳回了 while 的条件判断，而此时的 i 依旧还是 5 ，进入 i == 5 的判断，再一次的执行 continue 语句，然后又跳回了 while 的条件判断。

【注】代码一直在 continue 语句和 while 的条件判断处来回的跳，就这样陷入了死循环（输出的光标一直闪烁，说明代码还在运行，只不过陷入了死循环）！！！

六、示例

/*
 * getchar：获取字符
 * 函数返回类型：int
 * 函数名：getchar
 * 入口参数：void（无）
 * 函数含义：从一个 stream 中读取一个字符，或者从 stdin（标准输入，即键盘）中获取一个字符
 * 函数返回值：返回的是读取到的字符。在读取的时候遇到读取错误或者文件结束，函数返回的是 EOF
 * EOF：end of file（文件结束标志）
 * 在库中EOF定义：#define EOF    (-1)，即 EOF 的本质是 -1
 */
int getchar(void);

/*
 * putchar：输出字符
 * 函数返回类型：int
 * 函数名：putchar
 * 入口参数：int c（整型变量）
 * 含义：输出一个字符
 */
int putchar(int c);

【功能】输入什么字符，就输出什么字符。

【注】当在键盘中按下 Ctrl + Z 就能跳出 getchar 的读取！！！

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include <stdio.h>

int main()
{
	int ch = 0;

	while ((ch = getchar()) != EOF)
		putchar(ch);

	return 0;
}

【注】EOF 的取值是 -1（-1 不是 ASCII 码值，因此 getchar 的返回类型是整型）！！！

1、getchar 的读取原则

（1）等待

在 getchar 和键盘中间有一个缓冲区。首先 getchar 看缓冲区是空的就开始等待。

【原因】缓冲区是空的。

（2）读取字符

在键盘中输入 S\n 之后，getchar 首先读取一个 S ，S 就放入 ch 中，然后再在屏幕中打印一个 S 。之后，又回到 while 的判断条件处再一次的执行 getchar ，这一次读取了 \n（换行），就放入 ch 中，然后再在屏幕中打印一个 \n（换行）。故再次输入一个字符就会在下一行中呈现出来。

【注】getchar 是读取字符的，是不会忽略 \n（回车）的。因为 getchar 认为缓冲区中的任何字符都是字符！！！

2、示例分析

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include <stdio.h>

int main()
{
	int ch = 0;

	while ((ch = getchar()) != EOF)
		putchar(ch);

	return 0;
}

① 定义整型变量 ch。

② getchar 读取一个字符，并放入 ch 中。

③ 判断 ch 不等于 EOF 就说明 getchar 读取的是正常的字符。

④ 进入 while 的循环主体。

⑤ 执行 putchar 给 ch 中的字符打印出来。

⑥ 如果 getchar 返回的字符放入的 ch 并且发现返回的这个字符是 EOF ，而 EOF == EOF ，此时 while 的判断条件为假，因此不再进入 while 的主体循环去执行 getchar 函数。

七、举例1

【实现功能】输入密码，并确认密码是否正确。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include <stdio.h>

int main()
{
	char password[20] = { 0 };
	printf("请输入密码:>");

	/* password 是数组，数组的数组名本来就是地址 */
	scanf("%s", password);

	printf("请确认密码(Y/N):>");

	int ch = getchar();
	if (ch == 'Y')
	{
		printf("密码确认成功！\n");
	}
	else
	{
		printf("密码确认失败！\n");
	}

	return 0;
}

【注】还没有进行确认输入就被判断失败了。故，上述举例失败！！！

（1）输入函数

getchar();

scanf();

对于 getchar 和 scanf 这些输入函数来说，不是直接从键盘上获取数据，而是从缓冲区中获取数据。当调用这些输入函数时，这些输入函数会去缓冲区里查看是否有数据，如果没有数据，就会去等待，一直等待到键盘输入数据到缓冲区里。这些输入函数若发现缓冲区里有数据了，就会将这些数据取走。

（2）例子解析（分析错误原因）

① 首先是 printf 函数请输入密码；

② 其次是第一次调用 scanf 函数，scanf 前往缓冲区里查看数据；

③ 然后从键盘中输入一系列的字符串（123456\n）放入缓冲区里（其中 \n ，即回车，会触发 scanf 去读取内容）；

④ scanf 将缓冲区中的 123456 取走，并放入 password 这个数组里面；

⑤ 紧接着就会在执行下面的 printf 函数输出 “请确认密码(Y/N):>” ;

⑥ 按道理来说会在往后执行 getchar 函数等待获取是 Y 还是 N；

【注】实际并没有等待获取 Y 或是 N ！！！

⑦ 此时缓冲区里还有一个 \n 并没有被上一次的 scanf 给取走，这时候 getchar 将这个缓冲区里剩余的 \n 取走，并将这个 \n 存放进了变量 ch 里面了，没有多做等待。

⑧ 这时候 ch 是 \n ，又不等于 Y ，就直接执行 else 中的 printf 函数，然后就输出了 “密码确认失败！”。

【故】没有执行获取 Y 或者 N 的语句。

（3）例子更正1

【更正点】将缓冲区中的 \n 清除（在调用 getchar 函数之前）。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include <stdio.h>

int main()
{
	char password[20] = { 0 };
	printf("请输入密码:>");

	/* password 是数组，数组的数组名本来就是地址 */
	scanf("%s", password);

	printf("请确认密码(Y/N):>");

	/* 清理缓冲区 */
	getchar();	//处理 \n

	int ch = getchar();
	if (ch == 'Y')
	{
		printf("密码确认成功！\n");
	}
	else
	{
		printf("密码确认失败！\n");
	}

	return 0;
}

【注】当输入 "123456 abc" 时就会再一次失败！！！

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include <stdio.h>

int main()
{
	char password[20] = { 0 };
	printf("请输入密码:>");

	/* password 是数组，数组的数组名本来就是地址 */
	scanf("%s", password);

	printf("请确认密码(Y/N):>");

	/* 清理缓冲区 */
	getchar();	//处理 \n

	int ch = getchar();
	if (ch == 'Y')
	{
		printf("密码确认成功！\n");
	}
	else
	{
		printf("密码确认失败！\n");
	}

	return 0;
}

（4）例子更正1失败分析

① 首先是 printf 函数请输入密码；

② 其次是第一次调用 scanf 函数，scanf 前往缓冲区里查看数据；

③ 然后从键盘中输入一系列的字符串（123456 abc\n）放入缓冲区里；

④ scanf 将缓冲区中的 123456 取走（取走空格前面数据），并放入 password 这个数组里面；

⑤ 此时缓冲区里的数据还有很多（ abc\n，即，空格abc回车）;

⑥ 然后在执行 getchar 函数，此函数仅仅取走了一个字符（空格），这时候缓冲区里仍然有很多数据（abc\n，即，abc回车）。

⑤ 紧接着就会在执行下面的 printf 函数输出 “请确认密码(Y/N):>” ;

⑥ 按道理来说会在往后执行 getchar 函数等待获取是 Y 还是 N；

【注】实际并没有等待获取 Y 或是 N ！！！

⑦ 此时缓冲区里还有一个 abc\n 并没有被上一次的 getchar 给取走，这时候又一次执行 getchar 将这个缓冲区里剩余的 abc\n 中的一个字符（a）取走，并将这个 a 存放进了变量 ch 里面了，没有多做等待。

⑧ 这时候 ch 是 a ，又不等于 Y ，就直接执行 else 中的 printf 函数，然后就输出了 “密码确认失败！”。

【故】没有执行获取 Y 或者 N 的语句。

（5）例子更正2

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include <stdio.h>

int main()
{
	char password[20] = { 0 };
	printf("请输入密码:>");

	/* password 是数组，数组的数组名本来就是地址 */
	scanf("%s", password);

	printf("请确认密码(Y/N):>");

	/* ---------- 清理缓冲区 ---------- */
	int tmp = 0;	//定义一个整型变量 tmp

	/* getchar 读取的字符不是 \n，就执行下面的空语句 *
	 * 使用 while 循环直到将缓冲区里的数据全部清除干净
	 * 作用：清除缓冲区中的多个字符
	 */
	while ((tmp = getchar()) != '\n')
	{
		;
	}
	/* ---------- 清理缓冲区 ---------- */

	int ch = getchar();
	if (ch == 'Y')
	{
		printf("密码确认成功！\n");
	}
	else
	{
		printf("密码确认失败！\n");
	}

	return 0;
}

八、举例2

ASCII 码中 字符（0）的十进制是 48，字符（9）的十进制是 57，即字符（0 ~ 9）的十进制就是 48 ~ 57。详见：ASCII码。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include <stdio.h>

int main()
{
	int ch = 0;

	while ((ch = getchar()) != EOF)
	{
		/* 如果不是数字字符就执行 continue 语句 */
		if (ch < '0' || ch > '9')
			continue;

		putchar(ch);	//只打印数字字符
	}

	return 0;
}

【注】此示例子仅仅打印数字字符！！！

九、总结

对于【例子】在屏幕上打印 1~10 的数字。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include <stdio.h>

int main()
{
	int i = 1;                   //初始化

	while (i <= 10)              //判断部分
	{
		printf("%d ", i);
		i++;                     //调整部分
	}

	return 0;
}

循环语句中包含初始化、判断部分、调整部分。对于 while 循环来说，随着循环语句的增加，这三个部分的距离也就会越来越远。一旦要进行修正，就会给编程增加很大的负担。

【注】循环语句中初始化、判断部分、调整部分任意一个发生改变都会影响到循环的结果！！！