9. 【C语言】重复是力量：C语言循环结构

前几篇文章，我们让程序有了记忆（变量），会说话（输入输出），还学会了判断（分支）。但程序还有一个让人类望尘莫及的本事：不知疲倦地重复做一件事。

想想看，让你把“你好”写 100 遍，你可能会烦；但程序用一个循环，不到一毫秒就能完成。循环是计算机真正的效率利器，它能把几行代码的执行次数放大成千上万倍。

C 语言给了你三把循环的工具：while、do-while、for，外加两个控制循环走向的关键字 break 和 continue。今天我们就来掌握它们。

---

一、while 循环：先问再做

while 循环的逻辑最简单：只要条件成立，就重复执行循环体。每次执行前都会先检查条件，如果一开始就不成立，循环体一次都不会执行。

while (条件) {
    // 循环体
}

一个最经典的例子——从 1 数到 5：

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int i = 1;                  // 初始化
    while (i <= 5) {            // 条件
        printf("%d ", i);
        i++;                    // 更新循环变量
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

输出：

1 2 3 4 5

如果把 i++ 忘掉，i 永远是 1，条件永远成立，程序就会陷入无限循环。写 while 循环时，一定问自己三个问题：

• 循环变量初始化了没有？
• 条件最终会不会变成假？
• 每次循环有没有朝“假”的方向前进一步？

这三个问题是防止死循环的“三把锁”。

---

二、do-while 循环：先做再问

while 的变体，它把条件检查挪到了循环体之后。这意味着不管条件如何，循环体至少执行一次。

do {
    // 循环体
} while (条件);

注意：while (条件); 后面的分号不能少——这是初学者最容易掉的坑之一。

一个典型的场景：要求用户输入一个正数，不合法就一直提示重新输入。

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int number;
    do {
        printf("请输入一个正数：");
        scanf("%d", &number);
    } while (number <= 0);

    printf("你输入了 %d，谢谢！\n", number);
    return 0;
}

用户的输入在循环体里读，然后再判断。因为“读”的动作必须先执行一次，所以用 do-while 比 while 更自然。

---

三、for 循环：最紧凑的循环体

大多数循环都有三步曲：初始化、条件检查、更新循环变量。for 循环把它们一行搞定，让代码紧凑易读。

for (初始化; 条件; 更新) {
    // 循环体
}

执行顺序是：

1. 执行初始化（只执行一次）
2. 检查条件，如果为假则退出循环
3. 执行循环体
4. 执行更新
5. 跳回第 2 步

用 for 重写 1 到 5 的计数：

for (int i = 1; i <= 5; i++) {
    printf("%d ", i);
}

括号里三个部分都可以省略（分号必须保留），但省略要有充足理由。比如：

• for (; i < 10; i++)：初始化放到外面
• for (;;)：无限循环（等价于 while(1)）

for 循环里声明的变量（如 int i）在 C99 标准中是允许的，作用域仅限于循环内。如果你的编译器比较老（如某些 C89 模式），可能需要把变量声明提到循环外。

---

四、break 与 continue：循环的半路控制

有时候循环不必傻傻跑到条件变为假，可以在中途就跳出，或者跳过剩下的部分直接开始下一轮。这就需要 break 和 continue。

break：直接跳出循环

for (int i = 1; i <= 10; i++) {
    if (i == 5) {
        break;    // 碰到 5 就终止整个循环
    }
    printf("%d ", i);
}

输出：1 2 3 4（i=5 时直接跳出，后面的 6-10 都不打）

continue：跳过本轮剩余部分，进入下一轮

for (int i = 1; i <= 5; i++) {
    if (i == 3) {
        continue; // 跳过 i=3 时的打印，直接去 i++
    }
    printf("%d ", i);
}

输出：1 2 4 5（3 被跳过了）

注意：在 while 和 do-while 里用 continue 要特别小心——它会跳转到条件检查处，可能导致更新语句被跳过而形成死循环。比如：

int i = 0;
while (i < 5) {
    if (i == 2) continue;
    printf("%d ", i);
    i++;  // 当 i=2 时 continue，i++ 被跳过，永远停在 2，死循环
}

所以在 while 里用 continue，要确保变量的更新发生在 continue 之前。

---

五、嵌套循环与经典案例：九九乘法表

循环里面可以再套循环，形成嵌套循环。外循环每执行一次，内循环就会完整地跑一遍。它常用来处理二维表格、矩阵、图形打印等问题。

一个最典型的例子：打印九九乘法表。

#include <stdio.h>

int main(void) {
    for (int i = 1; i <= 9; i++) {          // 外循环控制行
        for (int j = 1; j <= i; j++) {      // 内循环控制列，注意 j <= i 形成下三角
            printf("%d×%d=%-2d  ", j, i, i * j);
        }
        printf("\n");  // 一行结束，换行
    }
    return 0;
}

输出：

1×1=1  
1×2=2  2×2=4  
1×3=3  2×3=6  3×3=9  
1×4=4  2×4=8  3×4=12 4×4=16 
...
1×9=9  2×9=18 3×9=27 4×9=36 5×9=45 6×9=54 7×9=63 8×9=72 9×9=81 

%-2d 表示左对齐占 2 个宽度，让排版整齐。试试把 j <= i 改成 j <= 9，你就会看到完整的矩形表，而不仅仅是下三角。

嵌套循环时注意：内循环变量和外循环变量不要用同一个名字（除非你非常清楚作用域规则），不然内层的修改会干扰外层。

---

六、三大循环的选择指南

场景	推荐	原因
循环次数已知（如遍历数组）	for	初始、条件、更新集中，清晰
循环次数未知，先判断再执行	while	条件在最前面，符合直觉
循环次数未知，至少执行一次	do-while	体在条件前，保证首次执行

实际使用中，for 和 while 可以互相转换，大多数场景用 for 就能胜任。但当你需要先读数据再判断是否继续时，do-while 就展现出它的优势。

---

七、常见错误与陷阱

1. while 后多加分号

   int i = 0;
   while (i < 5); {   // 分号让循环体变成空的，死循环
       printf("%d", i);
       i++;
   }
   

2. do-while 后忘分号
   do { ... } while (cond) 末尾必须带分号。

3. 循环变量忘记更新
   while 体内缺少 i++，导致死循环。

4. for 括号里用逗号替代分号
   for (int i = 0, i < 10, i++) 错误，分号必须保留。

5. 在 while/do-while 中用 continue 导致更新跳过
   如前例，务必先更新再 continue，或者改用 for 循环。

6. 循环边界错误
   比如 i <= 10 写成 i < 10，会少一次。初学者要仔细检查边界。

---

八、小结

循环让程序有了重复执行的能力，结合之前学的变量和分支，你已经可以写出有逻辑的、能处理批量数据的小程序了。while、do-while、for 各有适用的场合，break 和 continue 给了你更精细的控制。嵌套循环则打开了处理二维问题的大门。

但很快你会面临一个新问题：如果我想存一个班所有学生的成绩，难道要声明 score1、score2……score50 这样 50 个变量吗？那显然太蠢了。下一篇文章，我们就迎来一个重要的新工具——数组，它能让你用一个名字管理一串数据，让程序处理大量数据变得轻而易举。

---

课后小练习

1. 用 while 循环计算 1 到 100 的累加和并输出。
2. 用 for 循环打印斐波那契数列的前 20 项（1, 1, 2, 3, 5, 8…），每行输出 5 个数。
3. 用嵌套循环打印如下图形：

   *
   **
   ***
   ****
   *****
   

4. 写一个猜数字游戏：程序预设一个 1-100 的整数（可以先固定写死一个值），让用户猜，每次猜完提示“大了”或“小了”，直到猜中为止。统计猜了多少次。用 do-while 或 while 实现。

题外话
如果你正在学C语言或计划学C语言，请订阅免费专栏《C语言：从入门到精通》。这是一个循序渐进的 C 语言博客系列，从最基础的环境搭建一路到高阶的系统编程技巧，帮你构建一个完整的知识体系。不需要积分，不需要VIP！

我们下期见！

💡获取本系列示例代码请访问 GitCode 仓库。