Lesson 4 分支与循环

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逻辑操作符

逻辑操作符包括逻辑与||，逻辑或&&以及逻辑取反!。这里与数学上的逻辑运算相同，不再额外赘述。需要指出的是短路现象。C语言逻辑运算符会先对左边表达式求值，再对右边表达式求值。如果左边的表达式满足逻辑运算符的条件，则不会对右边求值。这种现象就是短路。看一下代码：

if(mon >= 3 || mon <=5);

左边是mon >= 3，右边是mon <=5。如果mon == 6，按照短路的原则，6>=3，因此表达式的值是真，也就会执行if之后的语句。

switch语句

switch是另一种if..else，常用于判断条件有多个的情况。switch语句在使用时，需要注意：

switch之后的表达式必须是整型表达式；
case之后的值必须是整型常量。

switch语句中的break

看一段代码：

int main()
{
	int n = 0;
	scanf("%d", &n);
	switch(n%3)
	{
		case 0:
		printf("整除，余数为0\n");
		case 1:
		printf("余数是1\n");
		case 2:
		printf("余数是2\n");
	}
	return 0;
}

当输入为3的时候，会依次打印从case 0开始的所有结果。这是因为case仅仅决定分支的入口，如果不配合书写break，程序会从case确定的入口开始依次执行。

switch语句中的default

default是处理所有的case无法匹配的情况。default可以再switch语句中的任意位置，但通常是放在最后。举个例子：

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;
}

上述代码输入8的时候就会从default处进入。

循环语句

循环语句一共有 while、do...while、for三种，接下来依次介绍。

while

while的语法结构是：

while（exp）
	statement；

while会判断exp的值，依据真假决定是否执行statement。为真则执行，为假就不执行。看一下代码：

int main()
	{
	int i = 1;
	while(i<=10)
		{
			printf("%d ", i);
			i = i+1;
		}
	return 0;
}

上述代码打印1~10。初始状态下，i = 1，while先判断，由于1 <=10 因此执行循环体内的打印和i=i+1。然后再次判断，直至不满足表达式条件（>10）。然后结束循环。这里可以看出来，循环执行的需要：

初始值（这里是i=1）；
循环条件（这里是i<=10）；
变量调整（这里是i=i+1）；
初始值决定了循环从哪里开始，循环条件用于控制循环从哪里结束，变量调整则是对变量进行更新（不更新的话会是死循环）。

for

for循环是使用场景最多的，其形式如下：

for(exp1;exp2;exp3)

其中，exp1对应初始值，exp2对应循环条件，exp3对应变量调整。这里与上述的三个条件吻合。下面用for循环实现打印1~10：

int main()
	{
	for(i=1;i<=10;i++)
		{
			printf("%d ", i);
		}
	return 0;
}

这种形式较while循环更加的简洁，能够很容易的看到循环是如何进行的。

do…while

这个循环是三个循环里使用最少的，它适用于至少执行一次循环的情况。do...while的形式如下：

do
	statement；
	while（exp）；

do...while会先执行一次语句，然后再判断表达式。

break和continue

在执行循环的过程中，在满足某种条件下，需要提前终止循环。C语言提供了break和continue两个关键字用于这种控制。
break是永久终止循环，只要执行break，会直接执行循环外面的语句。
continue则是跳过本次循环，继续执行continue之后的代码。continue在for循环和while循环中是有差异的。

while中的break和continue

先看一段代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
	int i = 1;
	while(i<=10)
	{
		if(i == 5)
		break;//当i等于5后，就执行break，循环就终止了
		printf("%d ", i);
		i = i+1;
	}
	return 0;
}

这里的执行结果是屏幕会打印1 2 3 4。因为当i == 5的时候，会跳出循环，不再执行循环体内之后的语句。如果将break换成continue：

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

这里会打印1 2 3 4 然后进入死循环。因为当i == 5的时候，continue跳过本次循环之后的代码，因此i = i+1没有被执行，所以i会一直是5。而i == 5一直满足循环条件，所以是死循环。

for中的break和continue

for循环中的break与while中一样，都是结束循环。至于continue，先看一段代码：

int main()
{
	int i = 1;
	for(i=1; i<=10; i++)
	{
		if(i == 5)
		continue;//这里continue跳过了后边的打印，来到了i++的调整部分
		printf("%d ", i);
	}
	return 0;
}

打印结果是除过5之外的1~10。这里continue仅跳过了之后的打印部分，但循环会直接到更新部分（i++），这里是与while不一样的。

do…while中的break和continue

与while一致，不再赘述。

循环嵌套

很多时候需要在循环体内部嵌套循环，用于解决更加复杂的问题。先看个小练习。

打印100~200之间的质数

写代码前，先做思考。需要打印100~200之间的质数，那么需要做：

产生100~200之间的数字；
判断这个数字是不是质数。如何判断呢？质数的定义是一个数只能被1和它本身整除时，就是质数。那么需要产生2~这个数字-1这些数字去试除，如果都不能整除，则这个数字就是质数。
有了思路，就可以开始写代码了：

#include <stdio.h>
int main()
{
	int i = 0;
	for(i=100; i<=200; i++)//产生100~200
	{
		int j = 0;
		int flag = 1;//标记是否为质数，1是质数，0不是质数
		for(j=2; j<i; j++)//产生2~i-1
		{
			if(i % j == 0)
			{
				flag = 0;
				break;
			}
		}
		if(flag == 1)
		printf("%d ", i);
	}
	return 0；
}

再往深里想想：
3. 质数不可能是偶数，所以可以在101、103…199之间找
4. 一个数如果可以写成x = a*b，那么a和b之间必然会有一个数字小于sqrt（x）。
按照这个思路改造代码：

#include <stdio.h>
#include <math.h>
int main()
{
	int i = 0;
	for(i=101; i<=200; i+=2)//产生101~199
	{
		int j = 0;
		int flag = 1;//标记是否为质数，1是质数，0不是质数
		for(j=2; j<=sqrt(i); j++)//产生2~sqrt(i)
		{
			if(i % j == 0)
			{
				flag = 0;
				break;
			}
		}
		if(flag == 1)
		printf("%d ", i);
	}
	return 0；
}