C语言笔记归纳3：分支和循环

// 场景：输入整数，判断是否为奇数
#include <stdio.h>
int main()
{
    int num = 0;
    scanf("%d", &num);
    // 表达式非0为真，0为假
    if (num % 2 == 1)
    { // 大括号必加！避免后续加代码出错
        printf("奇数\n");
    }
    return 0;
}

（2）双分支 if-else：二选一

// 场景：输入年龄，判断成年/未成年
int main()
{
    int age = 0;
    scanf("%d", &age);
    if (age >= 18)
        printf("成年\n"); // 单条语句可省大括号（但不推荐）
    else
        printf("未成年\n");
    return 0;
}

（3）多分支 if-else if-else：多选一

// 场景：根据年龄划分人群
int main()
{
    int age = 0;
    scanf("%d", &age);
    if (age < 18)
        printf("少年\n");
    else if (age <= 44)
        printf("青年\n");
    else if (age <= 59)
        printf("中老年\n");
    else if (age <= 89)
        printf("老年\n");
    else
        printf("老寿星\n"); // 所有条件不满足时执行
    return 0;
}

2. 新手必避的 2 个致命陷阱（红标警告！）

（1）大括号不能漏！

// 错误示例：else只控制紧跟的1条语句
int main()
{
    int age = 18;
    if (age >= 18)
        printf("成年\n");
        printf("可以谈恋爱了\n"); // 不管age多少，都会执行（无大括号）
    else
        printf("未成年\n");
    return 0;
}
// 正确示例：用大括号包裹多条语句（推荐所有情况都加）
int main()
{
    int age = 18;
    if (age >= 18)
    {
        printf("成年\n");
        printf("可以谈恋爱了\n"); // 仅if成立时执行
    }
    else
    {
        printf("未成年\n");
        printf("不能谈恋爱\n");
    }
    return 0;
}

（2）悬空 else：else 只跟最近的 if 匹配

// 易错代码（缩进误导人）
int main()
{
    int a = 0, b = 2;
    if (a == 1)
        if (b == 2)
            printf("hehe\n");
    else // 实际跟if(b==2)匹配，不是if(a==1)
        printf("haha\n");
    return 0;
}
// 输出：无（a==1为假，整个嵌套if都不执行）
// 正确写法：加大括号明确匹配关系
int main()
{
    int a = 0, b = 2;
    if (a == 1)
    {
        if (b == 2)
            printf("hehe\n");
    }
    else // 明确跟if(a==1)匹配
        printf("haha\n");
    return 0;
}
// 输出：haha

三、支撑分支循环的 4 类核心运算符（必掌握）

分支循环的 “条件判断” 全靠这些运算符，重点记逻辑运算符的 “短路特性”，能少踩很多坑！

1. 关系运算符：比较大小 / 相等（6 个）

运算符：>、<、>=、<=、==（等于）、!=（不等于）；
结果：真（非 0，通常是 1）或假（0）；
❌ 易错点：
- 别把==（判断相等）写成=（赋值）！比如if(a=3)是赋值，永远为真；
- 别连续比较！比如18 <= age <= 40是错的（先算18<=age得 0/1，再跟 40 比），正确写法：age >= 18 && age <= 40。

2. 逻辑运算符：组合条件（3 个）

!（逻辑取反）：真变假，假变真（比如!0=1，!5=0）；
&&（逻辑与）：全真为真，一假为假（比如3>2 && 2>1为真）；
||（逻辑或）：一真为真，全假为假（比如3>2 || 2>3为真）；
✨ 核心特性：短路求值（关键优化，也是陷阱）！

// 示例1：&&短路（左边为假，右边不执行）
int main()
{
    int a = 0, b = 2;
    if (a == 1 && ++b) // a==1为假，++b不执行
        printf("b=%d\n", b);
    printf("b=%d\n", b); // 输出：2（b没变化）
    return 0;
}

// 示例2：||短路（左边为真，右边不执行）
int main()
{
    int a = 2, b = 2;
    if (a == 2 || ++b) // a==2为真，++b不执行
        printf("b=%d\n", b);
    printf("b=%d\n", b); // 输出：2（b没变化）
}

3. 条件运算符：简化 if-else（三目运算符）

语法：exp1 ? exp2 : exp3（exp1 为真，结果是 exp2；否则是 exp3）；
作用：简化 “二选一赋值”，代码更简洁！

// 场景：a>5则b=3，否则b=-3
int main()
{
    int a = 0, b = 0;
    scanf("%d", &a);
    b = (a > 5 ? 3 : -3); // 等价于if-else，一行搞定
    printf("b=%d\n", b);
    return 0;
}

// 练习：求a和b的最大值
int main()
{
    int a = 0, b = 0;
    scanf("%d %d", &a, &b);
    int max = (a > b ? a : b);
    printf("最大值：%d\n", max);
    return 0;
}

4. 逗号表达式：顺序求值（取最后结果）

语法：exp1, exp2, ..., expn（从左到右执行，结果是最后一个表达式）；
适用场景：简化多条赋值语句。

int main()
{
    int a = 0, b = 4, c = 0;
    c = (a = 3, b = a * 4, c = a + b); // 执行顺序：a=3→b=12→c=15
    printf("c=%d\n", c); // 输出：15（最后一个表达式的结果）
    return 0;
}

四、switch 语句：多分支的 “快捷菜单”

当分支条件是 “整型常量匹配”（比如按数字选功能），用 switch 比 if-else 更简洁，像餐厅点餐一样直接选编号！

1. 基本语法（直接套用）

switch(整型表达式)
{
    case 常量1: 语句1; break;
    case 常量2: 语句2; break;
    ...
    default: 语句n; break; // 无匹配时执行
}

2. 3 个核心规则（记牢不踩坑）

switch 后的表达式必须是整型（int、char 等），case 后必须是整型常量（不能是变量，比如case a错误）；
break是 “退出开关”：执行完 case 后必须加 break，否则会 “穿透”（继续执行下一个 case）；
default可放任意位置，建议放最后，处理异常输入（比如输入 1~7 外的数字）。

3. 实战示例（2 个常用场景）

（1）输入 1~7，打印星期几

int main()
{
    int day = 0;
    scanf("%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("星期日\n"); break;
        default: printf("输入错误！请输1~7\n"); break;
    }
    return 0;
}

（2）合理利用 case 穿透（简化代码）

// 场景：判断工作日/休息日
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; // 1~5共用同一逻辑
        case 6: case 7:
            printf("休息日\n"); break; // 6~7共用同一逻辑
        default: printf("输入错误！\n"); break;
    }
    return 0;
}

4. switch 与 if-else 怎么选？

场景	推荐用	原因
整型常量匹配（如 1~7）	switch	代码简洁，执行效率高
范围判断（如 age>18）	if-else if	灵活，能处理连续范围

五、三大循环语句：让程序 “重复做事”（核心重点）

循环用于 “满足条件时重复执行某段代码”，C 语言有 3 种循环，核心是 “初始化、判断、调整” 三要素，少一个就会出问题！

1. while 循环：最基础的 “重复框架”

（1）语法（三要素分散）

初始化表达式;
while(判断表达式) // 条件为真则执行
{
    循环体语句;
    调整表达式; // 改变条件，避免死循环
}

（2）示例：打印 1~10

int main()
{
    int i = 1; // 初始化：循环起点
    while (i <= 10) // 判断：循环终止条件
    {
        printf("%d ", i); // 循环体：要重复做的事
        i++; // 调整：i递增，逐步接近终止条件
    }
    return 0;
}
// 输出：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

（3）实战：逆序打印整数的每一位

// 输入1234，输出4 3 2 1
int main()
{
    int n = 0;
    scanf("%d", &n);
    while (n != 0) // n为0时循环终止
    {
        printf("%d ", n % 10); // 取最后一位
        n = n / 10; // 去掉最后一位
    }
    return 0;
}

2. for 循环：最常用的 “高效循环”

（1）语法（三要素集中，推荐首选）

for(初始化; 判断; 调整)
{
    循环体语句;
}

（2）优势：三要素集中在一行，易维护、不易漏

// 示例：打印1~10（对比while更简洁）
int main()
{
    for (int i = 1; i <= 10; i++) // 初始化、判断、调整一目了然
    {
        printf("%d ", i);
    }
    return 0;
}

（3）实战：计算 1~100 中 3 的倍数之和

// 方法1：遍历所有数，判断是否是3的倍数
int main()
{
    int sum = 0;
    for (int i = 1; i <= 100; i++)
    {
        if (i % 3 == 0)
            sum += i; // sum = sum + i
    }
    printf("和为：%d\n", sum); // 输出：1683
    return 0;
}

// 方法2：直接遍历3的倍数（更高效）
int main()
{
    int sum = 0;
    for (int i = 3; i <= 100; i += 3) // 步长3，跳过非3的倍数
    {
        sum += i;
    }
    printf("和为：%d\n", sum);
    return 0;
}

3. do while 循环：“先执行后判断” 的循环

（1）语法（循环体至少执行 1 次）

do
{
    循环体语句;
} while(判断表达式); // 分号不能漏！

（2）核心特点：不管条件是否成立，先执行 1 次

// 示例：打印1~10
int main()
{
    int i = 1;
    do
    {
        printf("%d ", i);
        i++;
    } while (i <= 10);
    return 0;
}

（3）实战：计算整数的位数（含 0）

// 输入0→输出1；输入123→输出3
int main()
{
    int n = 0, count = 0;
    scanf("%d", &n);
    do
    {
        count++; // 先计数，再去掉最后一位
        n = n / 10;
    } while (n != 0); // 0的情况：循环执行1次，count=1
    printf("位数：%d\n", count);
    return 0;
}

4. 三大循环对比（选对场景不纠结）

循环类型	核心特点	适用场景
while	先判断后执行，三要素分散	循环次数不确定（如用户输入终止）
for	先判断后执行，三要素集中	循环次数确定（如遍历 1~100）
do while	先执行后判断，至少 1 次	必须先执行 1 次（如计数位数、菜单）

六、break 与 continue：循环的 “控制开关”

这两个关键字是循环的 “刹车和换挡”，作用完全不同，新手容易搞混，用表格 + 示例讲透！

1. 核心区别（一张表看懂）

关键字	作用	示例（for 循环打印 1~10）	输出结果
break	直接终止循环，永久退出	if(i==5) break;	1 2 3 4
continue	跳过本次循环，继续下一次	if(i==5) continue;	1 2 3 4 6 7 8 9 10

2. 关键注意：while 循环中用 continue 易死循环

// 错误示例：i=5时continue，跳过i++，陷入死循环
int main()
{
    int i = 1;
    while (i <= 10)
    {
        if (i == 5)
            continue; // 跳过i++，i永远=5
        printf("%d ", i);
        i++;
    }
    return 0;
}
// 正确示例：先调整i，再判断continue
int main()
{
    int i = 1;
    while (i <= 10)
    {
        i++; // 先递增
        if (i == 5)
            continue;
        printf("%d ", i);
    }
    return 0;
}
// 输出：2 3 4 6 7 8 9 10 11

七、goto 语句：循环的 “紧急出口”（谨慎使用）

goto 语句用于 “无条件跳转”，语法简单但容易破坏代码结构，仅推荐 2 种场景使用！

1. 基本语法

goto 标签名; // 跳转指令
...
标签名: 语句; // 跳转目标（标签名自定义，后加冒号）

2. 推荐使用场景

（1）多层循环快速退出（比多个 break 简洁）

// 三层循环，满足条件直接退出所有循环
int main()
{
    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        for (int j = 0; j < 3; j++)
        {
            for (int k = 0; k < 3; k++)
            {
                if (k == 1)
                    goto exit; // 直接跳出所有循环
                printf("i=%d,j=%d,k=%d\n", i, j, k);
            }
        }
    }
exit: // 跳转目标
    printf("循环结束\n");
    return 0;
}

（2）统一错误处理（跳转至错误处理代码）

// 简化示例：模拟程序出错后跳转
int main()
{
    int err = 1; // 假设程序出错
    if (err)
        goto error; // 跳转到错误处理
    printf("程序正常执行\n");
error:
    printf("程序出错，请检查！\n");
    return 0;
}

3. 禁忌：禁止滥用 goto（比如跳转至循环中间），否则代码逻辑混乱，调试起来头大！

八、随机数生成：让程序 “不确定”（实战基础）

想做猜数字、抽奖等程序，必须会生成随机数！rand () 函数生成 “伪随机数”，需配合 srand () 和 time () 才能生成真正的随机数。

1. 核心函数（需包含头文件）

rand()：生成 0~RAND_MAX（32767）的伪随机数（头文件：stdlib.h）；
srand(unsigned int seed)：初始化随机数种子（seed 不同，rand () 结果不同）；
time(NULL)：返回当前时间戳（从 1970-01-01 到现在的秒数，头文件：time.h）。

2. 关键错误修正（原笔记高频错！）

// 错误示例：用%f打印rand()（rand()返回int，需用%d）
int main()
{
    printf("%f\n", rand()); // 错误：输出乱码
    return 0;
}
// 正确示例：用%d打印
int main()
{
    printf("%d\n", rand()); // 正确：输出0~32767的整数
    return 0;
}

3. 生成真正的随机数（种子随时间变化）

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main()
{
    // 初始化种子（仅需执行1次，放在程序开头）
    srand((unsigned int)time(NULL)); 
    // 生成随机数（多次调用rand()）
    printf("%d\n", rand());
    printf("%d\n", rand());
    printf("%d\n", rand());
    return 0;
}

4. 生成指定范围的随机数（公式记牢！）

公式：rand() % (最大值 - 最小值 + 1) + 最小值；
示例：生成 1~100 的随机数：rand() % 100 + 1；
原理：rand() % 100生成 0~99，加 1 后变成 1~100。

九、实战项目：猜数字游戏（综合应用所有知识点）

整合分支、循环、随机数，做一个完整的交互游戏，包含菜单、游戏逻辑、次数限制，直接复制就能运行！

1. 完整代码

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

// 菜单函数：显示功能选项
void menu()
{
    printf("*****************************\n");
    printf("******      1.play     ******\n");
    printf("******      0.exit     ******\n");
    printf("*****************************\n");
}

// 游戏核心函数
void game()
{
    int guess = 0;
    // 1.生成1~100的随机数（仅1次）
    int ret = rand() % 100 + 1; 
    // 2.猜数字（最多5次机会）
    int count = 5;
    while (count > 0)
    {
        printf("你还有%d次机会\n", count);
        printf("请输入要猜的数字:>");
        scanf("%d", &guess);
        
        // 3.判断猜大/猜小/猜对
        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！数字是：%d\n", ret);
            break; // 猜对退出循环
        }
        count--; // 机会减少1次
    }
    if (count == 0)
        printf("很遗憾，机会用完了！正确数字是：%d\n", ret);
}

int main()
{
    int input = 0;
    // 初始化随机数种子（仅执行1次）
    srand((unsigned int)time(NULL)); 
    
    do
    {
        menu(); // 显示菜单
        printf("请选择:>");
        scanf("%d", &input);
        
        // 根据选择执行功能
        switch (input)
        {
            case 1: game(); break; // 开始游戏
            case 0: printf("退出游戏\n"); break; // 退出
            default: printf("选择错误，请重新选择\n"); break; // 输入错误
        }
    } while (input != 0); // input=0时退出循环
    
    return 0;
}