分支和循环语句-C语言

原创已于 2022-07-18 14:08:06 修改 · 302 阅读

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于 2022-07-06 18:45:50 首次发布

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该博客主要介绍C语言的分支和循环语句。分支语句包括if - else和switch，讲解了语法、使用场景及注意事项；循环语句有while、for和do...while，阐述了执行流程、break和continue的作用。此外，还给出多个相关练习，如计算阶乘、二分查找等。

1.分支语句（选择结构）

1.1.if-else

1.1.1语法结构：

（1）if(表达式)

          语句；

（2）if(表达式)

        语句1;

        else(表达式)

          语句2;

(3)多分支：

if(表达式1)

        语句1;

else if(表达式2)

        语句2;

else

        语句3;

1.1.2

int main()
{
	int age = 0;
	scanf_s("%d", &age);
	if (age >= 18)
		printf("成年人");
	else 
		printf("未成年人 ");
        printf("不能谈恋爱");
	return 0;
}

输出：20 输出：成年人不能谈恋爱

if/else只能控制一条语句，当需要if/else执行多条语句时，要加上 {}

int main()
{
	int age = 0;
	scanf_s("%d", &age);
	if (age >= 18)
		printf("成年人");
	else
	{
		printf("未成年人 ");
		printf("不能谈恋爱");
	}
	return 0;
}

输出：20 输出：成年人

1.1.3

int main()
{
	int age = 0;
	scanf_s("%d", &age);
	if (age<=18)
		printf("成年人");
	else if (18<=age<26)
		printf("青年");
	return 0;
}

输入：40 输出：青年

语句18<=age<26中语法上age两边为或的关系，只要当age>=18或者age<26都可满足，但逻辑上为age>=18和age<26都满足方可执行语句，因此，应写为 age >= 26 && age < 40) 的形式

int main()
{
	int age = 0;
	scanf_s("%d", &age);
	if (age < 18)
		printf("未成年");
	else if (age >= 18 && age < 26)
		printf("青年");
	else if (age >= 26 && age < 60)
		printf("中年");
	else 
		printf("老年");
	return 0;
}

输入：40 输出：中年

1.1.4 悬空else

#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 0;
  int b = 2;
  if(a == 1)
    if(b == 2)
      printf("hehe\n");
  else
    printf("haha\n");
  return 0;
}

无输出

else的匹配：else是和它离的最近的if匹配的，不是看对齐哪个if

适当的使用 {} 可以使代码的逻辑更加清楚，代码的书写和风格很重要，要让别人容易看懂

int main()
{
  int a = 0;
  int b = 2;
  if(a == 1)
 {
    if(b == 2)
   {
      printf("hehe\n");
   }
 }
  else
 {
    printf("haha\n");
 }   
  return 0;
}

🐖：当两个整型变量在一起比较时，最好将常量放在前面

if(5==num)
    return("hhh");

练习1：判断一个数是否为奇数

int main()
{
	int num = 0;
	scanf_s("%d", &num);
	if (num % 2 == 0)
	{
		printf("%d不是奇数\n",num);
	}
	else
	{
		printf("%d是奇数\n",num);
	}
	return 0;
}

练习2：输出1-100之间的奇数

int main()
{
	int i=0;
    printf("1-100之间的奇数有：\n");
	for (i = 1; i <= 100; i++)
	{
		if (i % 2 == 1)
		{
			printf("%d\n", i);
		}
	}
	return 0;
}

1.2.switch

常用于多分支的场景

1.2.1 语法结构：

switch(整型表达式)

{

case 整型常量表达式:
语句;

}

1.2.2 case决定入口，break决定出口


int main()
{
	int day = 0;
	scanf_s("%d", &day);
	switch(day)
	{
	case 1:
		printf("星期一\n");
		break;
	case 2:
		printf("星期二\n");
		break;
	case 3:
		printf("星期三\n");
		break;
	case 4:
		printf("星期四\n");
		break;
	case 5:
		printf("星期五\n");
		break;
	case 6:
		printf("星期六\n");
		break;
	case 7:
		printf("星期天\n");
		break;
	}
	return 0;
}

输入：5 输出：星期五

1.2.3 break不是一定要加，看具体需求

int main()
{
	int day = 0;
	scanf_s("%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;
	}
	return 0;
}

输入：5 输出：工作日

1.2.4 如果表达的值与所有的case标签的值都不匹配，程序并不会终止，也不会报错，当并不想忽略不匹配所有标签的表达式的值时，可以在语句列表中增加一条default子句，把 default：写在任何一个 case 标签可以出现的位置。当 switch 表达式的值并不匹配所有 case 标签的值时，这个 default 子句后面的语句就会执行。所以，每个switch语句中只能出现一条default子句。但是它可以出现在语句列表的任何位置，而且语句流会像执行一个case标签一样执行default子句。


int main()
{
	int day = 0;
	scanf_s("%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;
}

输入：9 输出：输入错误！

练习：

int main()
{
	int n = 1;
	int m = 2;
	switch (n)
	{
	case 1:
		m++;//m=3
	case 2:
		n++;//n=2
	case 3:
		switch (n)
		{//switch允许嵌套使用
		case 1:
			n++;
		case 2:
			m++;//m=4
			n++;//n=3
			break;
		}
	case 4:
		m++;//m=5
		break;
	default:
		break;
	}
	printf("m = %d, n = %d\n", m, n);
	return 0;
}

输出：m=5 , n=3

2.循环语句

2.1 while

2.1.1 语法结构：

while(表达式)
循环语句;

2.1.2 while语句执行的流程：

2.1.3 break

在while循环中，break用于永久的终止循环

int main()
{
	int i = 1;
	while (i < 10)
	{
		if (i == 5)
			break;
		printf("%d", i);
		i++;
	}
	return 0;
}

输出：1234

2.1.4 continue

在while循环中，continue用于跳过本次循环后面的代码

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

输出：1234_（无限循环）

分析代码1：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int ch = 0;
    while ((ch = getchar()) != EOF)
       putchar(ch);
      return 0;
}

getchar：获取字符（从键盘获取字符），返回类型为int类型

putchar：输出字符

EOF：-1，end of file-文件的结束标志

含义：getchar读取一个字符，putchar打印一个字符，当输入一个A字符时，相当于把 A\n 放入了缓冲区，此时getchar()先读入A，输出A，getchar()再读入\n，输出\n（即换行），再键入下一个字符，直至键盘按下Ctrl+Z，结束。相当于：

int ch = getchar();
printf("%c", ch);

这里的代码适当的修改是可以用来清理缓冲区的

例：

int main()
{
	char password[9] = { 0 };
	printf("请输入密码：");
	scanf_s("%s", password,8);
	printf("请确认密码（Y/N）：");
	int ch = getchar();
	if (ch == 'Y')
	{
		printf("确认成功");
	}
	else
	{
		printf("确认失败");
	}
	return 0;
}

输出：

原因：getchar()需要从缓冲区获取数据，当缓冲区没有数据时，需要从键盘输入到缓冲区里，当执行scanf_s()语句时，键盘输入 12345678 ，回车会触发scanf_s()读取数据，当scanf_s()读取数据时，scanf_s()只读取 12345678 ，放入password字符串中，但实际上缓冲区内有 12345678\0 共九个字符，这时剩下的 \0 就会被getchar()读取，直接放到ch字符串中，而在if判断语句中发，\0 不等于 Y ，所以会执行else语句，直接输出确认失败

因此，当scanf_s()读取完字符 12345678 后，多使用一个getchar()，清理掉多余的 \0 ，即可实现想要的结果

int main()
{
	char password[9] = { 0 };
	printf("请输入密码：");
	scanf_s("%s", password,8);
	printf("请确认密码（Y/N）：");
	//清理缓冲区
	getchar();//处理'\n'
	int ch = getchar();
	if (ch == 'Y')
	{
		printf("确认成功\n");
	}
	else
	{
		printf("确认失败\n");
	}
	return 0;
}

输出：

但是，我们发现当输入的password中有空格时，仍然会失败

这是因为，当输入 123 abc 时，缓存区会放入 123 abc\n ，但是scanf_s()只能读取 123 ，此时缓存区内仍有 abc\n ，一个getchar()无法完全清理掉缓存区

因此，需要多个getchar()来清理缓冲区，本题的这段代码就派上用场了


int main()
{
	char password[9] = { 0 };
	printf("请输入密码：");
	scanf_s("%s", password,8);
	printf("请确认密码（Y/N）：");
	//清理缓冲区
	int tmp = 0;
	while ((tmp = getchar()) != '\n')
	{
		;
	}
	int ch = getchar();
	if (ch == 'Y')
	{
		printf("确认成功\n");
	}
	else
	{
		printf("确认失败\n");
	}
	return 0;
}

输出：

分析代码2：

#include <stdio.h>
int main()
{
	char ch = '\0';
    //int ch=0;
	while ((ch = getchar()) != EOF)
	{
		if (ch < '0' || ch > '9')
			continue;
		putchar(ch);
	}
	return 0;
}

含义：只打印数字字符，跳过其他字符

2.2 for

2.2.1 语法结构：

for(表达式1; 表达式2; 表达式3)
循环语句;

表达式1为初始化部分，用于初始化循环变量的。
表达式2为条件判断部分，用于判断循环时候终止。
表达式3为调整部分，用于循环条件的调整。

2.2.2 for循环的执行流程图：

2.2.3break和continue在for循环中

我们发现在for循环中也可以出现break和continue，他们的意义和在while循环中是一样的。

但是还是有些差异：

int main()
{
	int i = 0;
	for (i = 1; i <= 10; i++)
	{
		/*if (i == 5)
			break;*/
		if (i == 5)
			continue;

		printf("%d ", i);
	}
	return 0;
}

输出：1 2 3 4 6 7 8 9 10

这是因为for循环里的continue 跳到调整部分进行i的自增，while循环的continue可能会把i的自增这一步跳过去，导致死循环

2.2.4 for语句的循环控制变量

不可在for 循环体内修改循环变量，防止 for 循环失去控制

for (i = 1; i <= 10; i++)
{
	printf("%d ", i);
    i=5;
}

建议for语句的循环控制变量的取值采用“前闭后开区间”写法

for (i = 1; i < 10; i++)

2.2.5 for循环的变种

代码1：for循环的初始化、条件判断、调整每个部分都可以省略，但是判断部分一旦省略，就会进入死循环

for (;;)
{
	printf("hehe\n");
}
return 0;

代码2：

int i = 0;
int j = 0;
//这里打印多少个hehe?
for(i=0; i<3; i++)
{
    for(j=0; j<3; j++)
   {
        printf("hehe\n");
   }
}

此时共打印9个 hehe

int i = 0;
int j = 0;
//如果省略掉初始化部分，这里打印多少个hehe?
for(; i<3; i++)
{
    for(; j<3; j++)
   {
        printf("hehe\n");
   }
}

此时共打印3个 hehe

这是因为当i=0时，j由0自增至2，跳出内层循环，进行外层循环，i自增为1，但此时的j仍然是3，不满足内层循环的条件，i自增至2，j=3，仍然不满足内层循环的条件，且此时外层循环的条件也不满足，跳出两层循环，所以一共输出三次 hehe

代码3：使用多个变量控制循环

int x, y;
for (x = 0, y = 0; x < 2 && y < 5; ++x, y++)
{
	printf("hehe\n");
}
return 0;

代码4：请问循环要循环多少次？

#include <stdio.h>
int main()
{
	int i = 0;
	int k = 0;
	for (i = 0, k = 0; k = 0; i++, k++)
		k++;
	return 0;
}

0次

判断部分 k=0 ，把0赋值给k，k为假，不会进行循环

2.3 do...while

2.3.1 语法结构：

do

循环语句 ;

while ( 表达式 );

2.3.2执行流程图：

2.3.3 do while循环中的break和continue

int main()
{
	int i = 1;
	do
	{
		if (i == 5)
			break;
		printf("%d ", i);
		i++;
	} while (i <= 10);
	return 0;
}

输出：1 2 3 4

int main()
{
	int i = 1;
	do
	{
		if (i == 5)
			continue;
		printf("%d ", i);
		i++;
	} while (i <= 10);
	return 0;
}

输出：1 2 3 4_(无限循环)

2.3.4 do语句的特点

循环至少执行一次，使用的场景有限，所以不是经常使用

3.练习

练习1：计算n的阶乘

int main()
{
	int n;
	scanf_s("%d", &n);
	int res1 = 1, res2 = 1, res3 = 1;
	int i = 1;
	//while循环
	while (i <= n)
	{
		res1 *= i;
		i++;
	}
	//for循环
	for (i = 1; i <= n; i++)
	{
		res2 *= i;
	}
	//do...while循环
	i = 1;
	do
	{
		res3 *= i;
		i++;
	} while (i <= n);
	printf("%d的阶乘为：%d\n", n, res1);
	printf("%d的阶乘为：%d\n", n, res2);
	printf("%d的阶乘为：%d\n", n, res3);
	return 0;
}

输出：

5的阶乘为：120
5的阶乘为：120
5的阶乘为：120

练习2：计算 1!+2!+3!+……+n!

while循环：

int main()
{
	int n;
	scanf_s("%d", &n);
	int i = 1, j = 1;
	int sum = 0;
	int res = 1;
	while (i <= n)
	{
		j = 1;
		res = 1;
		while (j <= i)
		{
			res *= j;
			j++;
		}
		sum += res;
		i++;
	}
	printf("%d", sum);
	return 0;
}

for循环：

int main()
{
	int n;
	scanf_s("%d", &n);
	int res = 1, sum = 0;
	for (int i = 1; i <= n; i++)
	{
		res = 1;
		for (int j = 1; j <= i; j++)
		{
			res *= j;
		}
		sum += res;

	}
	printf("%d", sum);
	return 0;
}

do...while循环：

int main()
{
	int n;
	scanf_s("%d", &n);
	int i=1,j = 1;
	int res = 1, sum = 0;
	do
	{
		res = 1;
		j = 1;
		do
		{
			res *= j;
			j++;
		} while (j <= i);
		sum += res;
		i++;
	} while (i <= n);
	printf("%d", sum);
	return 0;
}

练习3：在一个有序数组中查找具体的某个数字n-->二分查找

int main()
{
	int* arr;
	arr = (int*)malloc(sizeof(int));
	int n;
	scanf_s("%d", &n);
	for (int i = 0; i < n; i++)
	{
		scanf_s("%d", &arr[i]);
	}
	int k;//要查找的值
	scanf_s("%d", &k);
	int left = 0;
	int right = n - 1;
	
	while (left <= right)
	{
		int mid = (left + right) / 2;
		if (arr[mid] < k)
		{
			left = mid + 1;
		}
		else if (arr[mid] > k)
		{
			right = mid - 1;
		}
		else
		{
			printf("%d的下标为：%d", k, mid);
			break;
		}
	}
	if (left > right)
		printf("找不到");
	return 0;
}

输入：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

输出：

练习4：编写代码，演示多个字符从两端移动，向中间汇聚

int main()
{
	char arr1[] = "welcome to csdn";
	char arr2[] = "###############";
	int left = 0;
	int right = strlen(arr1) - 1;
	printf("%s\n", arr2);
	//while循环实现
	while (left <= right)
	{
		Sleep(1000);//睡眠一秒
		arr2[left] = arr1[left];
		arr2[right] = arr1[right];
		left++;
		right--;
		printf("%s\n", arr2);
		//system("cls");//清空屏幕
	}
	//for循环实现
	char arr3[] = "###############";
	printf("%s\n", arr3);
	for (left = 0, right = strlen(arr1) - 1;left <= right;left++, right--)
	{
		Sleep(1000);
		arr3[left] = arr1[left];
		arr3[right] = arr1[right];
		printf("%s\n", arr3);
		//system("cls");//清空屏幕
	}
	return 0;
}

练习5：编写代码实现，模拟用户登录情景，并且只能登录三次。（只允许输入三次密码，如果密码正确则提示登录成功，如果三次均输入错误，则退出程序）

int main()
{
	int i = 0;
	char password[20] = { 0 };
	char right_ps[20] = "123456";
	for (i = 0; i < 3; i++)
	{
		printf("请输入密码：");
		scanf_s("%s", password,20);
		if (strcmp(password, right_ps) == 0)
		{
			printf("登录成功");
			break;
		}
		else
		{
			printf("密码错误，请重新输入密码\n");
		}
	}
	if (i == 3)
	{
		printf("三次密码均需哦呜，推出程序");
	}
	return 0;
}

练习6：自动生成一个1-100之间的随机数，若猜错，会知晓是猜大了还是猜小了，继续猜，直至猜对，游戏可以一直玩，除非退出游戏。

void game()
{	
	//1、生成随机数
	int ret = rand()%100+1;
	//2、猜数字
	int guess = 0;
	while (1)
	{
		printf("请猜数字：");
		scanf_s("%d", &guess);
		if (guess < ret)
		{
			printf("猜小了\n");
		}
		else if (guess > ret)
		{
			printf("猜大了\n");
		}
		else
		{
			printf("恭喜你！猜对了\n");
			break;
		}
	}
}
void menu()
{
	printf("*************************************\n");
	printf("************   1.play  **************\n");
	printf("************   0.exit  **************\n");
	printf("*************************************\n");
}
int main()
{
	int input = 0;
	srand((unsigned int)time(NULL));//利用时间戳设置一个随机的起点
	do
	{
		menu();//打印菜单
		printf("请选择：>");
		scanf_s("%d", &input);
		switch(input) 
		{
		case 1:
			game();//猜数字游戏的实现
			break;
		case 0:
			printf("退出游戏");
			break;
		default:
			printf("选择错误，请重新选择");
			break;
		}

	} while(input);
	return 0;
}