C语言中的分支与循环语句：基础、应用与实例

在C语言中，分支和循环语句是程序设计中不可或缺的部分。它们允许程序根据条件执行不同的代码块或重复执行一段代码，从而使程序能够处理各种复杂的逻辑和任务。

分支语句

分支语句用于根据条件选择不同的执行路径。C语言提供了几种分支语句，包括if、if-else、if-else if-else和switch。

if语句

if语句是最基本的分支语句。它的语法如下：

if (condition) {
    // 条件为真时执行的代码
}

• condition是条件表达式，如果其结果为真（非零），则执行if块中的代码。

• 如果condition为假（零），则跳过if块中的代码。

示例：

int a = 10;
if (a > 5) {
    printf("a is greater than 5\n");
}

在这个例子中，a的值为10，大于5，因此会打印a is greater than 5。

if-else语句

if-else语句用于在两种情况下选择不同的执行路径。它的语法如下：

if (condition) {
    // 条件为真时执行的代码
} else {
    // 条件为假时执行的代码
}

• 如果condition为真，执行if块中的代码。

• 如果condition为假，执行else块中的代码。

示例：

int a = 3;
if (a > 5) {
    printf("a is greater than 5\n");
} else {
    printf("a is not greater than 5\n");
}

在这个例子中，a的值为3，小于5，因此会打印a is not greater than 5。

if-else if-else语句

if-else if-else语句用于在多个条件下选择不同的执行路径。它的语法如下：

if (condition1) {
    // 条件1为真时执行的代码
} else if (condition2) {
    // 条件2为真时执行的代码
} else {
    // 所有条件为假时执行的代码
}

• 依次检查condition1、condition2等条件。

• 如果某个条件为真，执行相应的代码块，并跳过后续的条件。

• 如果所有条件为假，执行else块中的代码。

示例：

int score = 85;
if (score >= 90) {
    printf("Grade: A\n");
} else if (score >= 80) {
    printf("Grade: B\n");
} else if (score >= 70) {
    printf("Grade: C\n");
} else {
    printf("Grade: F\n");
}

在这个例子中，score的值为85，满足score >= 80，因此会打印Grade: B。

switch语句

switch语句用于在多个离散的值之间进行选择。它的语法如下：

switch (expression) {
    case value1:
        // 当expression等于value1时执行的代码
        break;
    case value2:
        // 当expression等于value2时执行的代码
        break;
    default:
        // 当expression不等于任何case值时执行的代码
}

• expression是一个整数表达式或字符表达式。

• 如果expression的值与某个case的值匹配，则执行该case中的代码，直到遇到break语句。

• 如果没有匹配的case，则执行default块中的代码（如果有）。

示例：

char grade = 'B';
switch (grade) {
    case 'A':
        printf("Excellent\n");
        break;
    case 'B':
    case 'C':
        printf("Well done\n");
        break;
    case 'D':
        printf("You passed\n");
        break;
    default:
        printf("Invalid grade\n");
}

在这个例子中，grade的值为B，与case 'B'匹配，因此会打印Well done。注意，case 'B'和case 'C'共享相同的代码块，因为它们之间没有break语句。

循环语句

循环语句用于重复执行一段代码。C语言提供了三种循环语句：for、while和do-while。

for循环

for循环用于已知循环次数的情况。它的语法如下：

for (initialization; condition; increment) {
    // 循环体
}

• initialization：初始化循环变量。

• condition：判断循环是否继续的条件。

• increment：每次循环后更新循环变量。

示例：

for (int i = 0; i < 5; i++) {
    printf("Hello, World!\n");
}

在这个例子中，i从0开始，每次循环后加1，直到i < 5不再成立。循环体会执行5次，每次打印Hello, World!。

while循环

while循环用于在条件为真时重复执行一段代码。它的语法如下：

while (condition) {
    // 循环体
}

• condition：判断循环是否继续的条件。

• 如果condition为真，执行循环体中的代码，并重复检查条件。

• 如果condition为假，退出循环。

示例：

int i = 0;
while (i < 5) {
    printf("%d\n", i);
    i++;
}

在这个例子中，i从0开始，每次循环后加1，直到i < 5不再成立。循环体会执行5次，每次打印i的值。

do-while循环

do-while循环与while循环类似，但至少执行一次循环体。它的语法如下：

do {
    // 循环体
} while (condition);

• condition：判断循环是否继续的条件。

• 首先执行循环体中的代码，然后检查条件。如果条件为真，重复循环。

示例：

int i = 0;
do {
    printf("%d\n", i);
    i++;
} while (i < 5);

在这个例子中，i从0开始，每次循环后加1，直到i < 5不再成立。循环体会执行5次，每次打印i的值。

总结

分支语句和循环语句是C语言中非常重要的控制结构。if、if-else、if-else if-else和switch用于根据条件选择不同的执行路径，而for、while和do-while用于重复执行一段代码。

• 分支语句：

  • if：单条件判断。

  • if-else：双条件判断。

  • if-else if-else：多条件判断。

  • switch：多分支选择。

• 循环语句：

  • for：已知循环次数。

  • while：条件为真时循环。

  • do-while：至少执行一次的循环。

熟练掌握这些语句，可以使程序更加灵活和强大，能够处理各种复杂的问题和逻辑。