第十节 循环（一）

循环是程序中经常使用的一个功能。通过循环，我们可以让程序重复执行多次。以下是一个使用循环的例子：

//round.c 使用循环进行多次打印
#include <stdio.h>    
int main(void)
{
    int times;
    int i = 1;
    printf("输入你喜欢的数字：");
    scanf("%d", &times);
    while (i <= times) {
        printf("说第%d遍你好！\n",i);
        i++;
    }
    return 0;
}

试运行程序：

输入你喜欢的数字：3
说第1遍你好！
说第2遍你好！
说第3遍你好！

我们可以发现，这个程序有着一些新特性。

1. 循环的使用：程序使用了while循环，这使得程序能够重复执行多次而不需要重新启动；
2. 循环次数的控制由用户决定。用户输入什么数字，程序就打印几次。并且，每次打印的内容会随着次数的变化而变化。

我们现在详细介绍这两个特性。

while循环（看条件）

while循环是一种当型循环。它会首先判断圆括号里的表达式，如果表达式为真，就会执行循环体。如果为假，则不执行。

while循环语句的格式如下：

while(条件表达式){
    循环体
}

在上面的例子中，条件表达式是这么一条语句：

i <= times

它的意思是**i的值小于等于times的值**。在这个循环中，只要这个表达式为真，程序就会一直重复运行循环体的内容。在这里就是说：只要i的值小于times的值，循环体内的内容就会重复运行。

现在来看循环体。在上面的例子中，循环体由以下两个语句组成：

printf("说第%d遍你好！\n",i);
i++;

第一个语句的意思很明确，打印一句话，里面包含变量i的值。第二个语句的意思是递增i的值。

在程序第一次执行到循环时，编译器会首先判断条件表达式的真假。我们在上面已经将变量i的值初始化为1，用户输入了3（这个3被赋给了变量times）。1显然小于等于3。所以表达式为真，开始执行循环体内的内容。

循环体首先打印一句话：“说第%d遍你好！”这个转换说明对应的是变量i的值。在这里，i = 1。

随后，我们将i递增。这是很关键的一步。试想一下，如果没有这个语句，i的值将始终是1，那么条件表达式始终为真，循环就会无限持续下去。所以，i的值必须要有变化。有时我们从0开始递增，有时我们从次数开始递减。

通过while循环能够有效的控制程序。

for循环（看次数）

一般而言，while循环用于无法预知循环次数的程序。但是有时，我们需要命令程序进行指定次数的循环。这时候，for循环就派上了用场。我们看这个程序：

//for_round.c 使用for循环进行多次打印
#include <stdio.h>    
int main(void)
{
    int times,i;
    printf("输入你喜欢的数字：");
    scanf("%d", &times);
    for(i = 1;i <= times;i++){
        printf("说第%d遍你好！\n",i);
    }
    return 0;
}

这个程序的运行结果同上一个程序相同。不同的点在于：这个程序使用了for循环。

for循环的基本格式如下：

for(初始化表达式;条件判断表达式;变量调整表达式){
    循环体
}

相比之前的while循环，for循环明显更加紧凑。

第一个表达式是初始化变量表达式。它将用于循环控制的变量*（这里是i）*初始化，代替了原来的int i = 1;。

第二个表达式是条件判断表达式。它起到判断循环终止条件的作用。和while循环中的条件表达式类似。

第三个表达式是变量调整表达式。它改变用于循环控制的变量的值，以使循环能够在规定的次数内结束。

执行流程

在执行for循环时，首先会执行初始化表达式。这个表达式只会执行一次。然后执行条件判断表达式。判断其为真后，执行循环体。最后执行变量调整语句。

执行完变量调整语句后，再判断条件判断表达式是否为真。若为真，则再执行循环，若为假，则退出循环。

注意：三个表达式缺一不可，表达式与表达式之间要以分号分隔！

循环的基本运用

重复执行程序并设定退出条件

scanf()函数的返回值是它读取的项数。如果没有读取到符合转换说明的值，它就会返回0。正好，C语言中以非0的数表示“真”，以0表示“假”。基于上述条件，我们可以写出这样的程序：

//cm_inch.c 重复执行程序并设定退出条件的单位转换程序
#include <stdio.h>
#define CM_INCH 2.54
int main(void)
{
    int i;
    float cm, inch;

    printf("请输入要转换的厘米长度（输入q以退出）：");
    i = scanf("%f",&cm);

    while (i != 0) {
        inch = CM_INCH * cm;
        printf("%.2f厘米＝%.2f英寸\n",cm,inch);
        printf("请输入下一个厘米长度（输入q以退出）：");
        i = scanf("%f",&cm);
    }

    printf("程序结束。");

    return 0;
}

这个程序的运行结果如下：

请输入要转换的厘米长度（输入q以退出）：1
1.00厘米＝2.54英寸
请输入下一个厘米长度（输入q以退出）：12
12.00厘米＝30.48英寸
请输入下一个厘米长度（输入q以退出）：123
123.00厘米＝312.42英寸
请输入下一个厘米长度（输入q以退出）：q
程序结束。

容易看出，这个程序运用了循环的特性与scanf()函数的特性。首先，我们通过重新设定i的值来决定循环是否继续。当用户输入的是一个数字时，scanf()函数会返回不是0的真值；当用户输入不是数字的内容时，scanf()读不到想要的数字，就会返回0。同时，我们设定的条件判断表达式是(i != 0)（！表示否），当i不等于0时，程序会循环（而且我们在循环体内重设了i的值），当i等于0时，程序退出循环，也随即结束。

容易知道，用户输入任何非数字都会导致程序结束。我们提示用户输入“q”的目的是为了给用户一个明确的提示。

我们在后面会介绍更多循环的用法。