C语言学习三 — 判断结构

判断结构要求程序员指定一个或多个要评估或测试的条件,以及条件为真时要执行的语句(必需的)和条件为假时要执行的语句(可选的)。

C 语言把任何非零和非空的值假定为 true,把零或 null 假定为 false。

下面是大多数编程语言中典型的判断结构的一般形式:

if.png

判断语句

C 语言提供了以下类型的判断语句。点击链接查看每个语句的细节。

语句 描述
if 语句 一个 if 语句 由一个布尔表达式后跟一个或多个语句组成。
if...else 语句 一个 if 语句 后可跟一个可选的 else 语句,else 语句在布尔表达式为假时执行。
嵌套 if 语句 您可以在一个 if 或 else if 语句内使用另一个 if 或 else if 语句。
switch 语句 一个 switch 语句允许测试一个变量等于多个值时的情况。
嵌套 switch 语句 您可以在一个 switch 语句内使用另一个 switch 语句。

一个 if 语句 由一个布尔表达式后跟一个或多个语句组成。

if语句

C 语言中 if 语句的语法:

if(boolean_expression)
{
   /* 如果布尔表达式为真将执行的语句 */
}

如果布尔表达式为 true,则 if 语句内的代码块将被执行。如果布尔表达式为 false,则 if 语句结束后的第一组代码(闭括号后)将被执行。

C 语言把任何非零和非空的值假定为 true,把零或 null 假定为 false。

流程图

image

实例


#include <stdio.h>
 
int main ()
{
   /* 局部变量定义 */
   int a = 10;
 
   /* 使用 if 语句检查布尔条件 */
   if( a < 20 )
   {
       /* 如果条件为真,则输出下面的语句 */
       printf("a 小于 20\n" );
   }
   printf("a 的值是 %d\n", a);
 
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

a 小于 20
a 的值是 10

if...else 语句

一个 if 语句 后可跟一个可选的 else 语句,else 语句在布尔表达式为 false 时执行。

语法

C 语言中 if...else 语句的语法:

if(boolean_expression)
{
   /* 如果布尔表达式为真将执行的语句 */
}
else
{
   /* 如果布尔表达式为假将执行的语句 */
}

如果布尔表达式为 true,则执行 if 块内的代码。如果布尔表达式为 false,则执行 else 块内的代码。

C 语言把任何非零和非空的值假定为 true,把零或 null 假定为 false。

流程图

image

实例


#include <stdio.h>
 
int main ()
{
   /* 局部变量定义 */
   int a = 100;
 
   /* 检查布尔条件 */
   if( a < 20 )
   {
       /* 如果条件为真,则输出下面的语句 */
       printf("a 小于 20\n" );
   }
   else
   {
       /* 如果条件为假,则输出下面的语句 */
       printf("a 大于 20\n" );
   }
   printf("a 的值是 %d\n", a);
 
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

a 大于 20
a 的值是 100

if...else if...else 语句

一个 if 语句后可跟一个可选的 else if...else 语句,这可用于测试多种条件。

当使用 if...else if...else 语句时,以下几点需要注意:

  • 一个 if 后可跟零个或一个 else,else 必须在所有 else if 之后。
  • 一个 if 后可跟零个或多个 else if,else if 必须在 else 之前。
  • 一旦某个 else if 匹配成功,其他的 else if 或 else 将不会被测试。

语法

C 语言中的 if...else if...else 语句的语法:

if(boolean_expression 1)
{
   /* 当布尔表达式 1 为真时执行 */
}
else if( boolean_expression 2)
{
   /* 当布尔表达式 2 为真时执行 */
}
else if( boolean_expression 3)
{
   /* 当布尔表达式 3 为真时执行 */
}
else 
{
   /* 当上面条件都不为真时执行 */
}

实例

#include <stdio.h>
 
int main ()
{
   /* 局部变量定义 */
   int a = 100;
 
   /* 检查布尔条件 */
   if( a == 10 )
   {
       /* 如果 if 条件为真,则输出下面的语句 */
       printf("a 的值是 10\n" );
   }
   else if( a == 20 )
   {
       /* 如果 else if 条件为真,则输出下面的语句 */
       printf("a 的值是 20\n" );
   }
   else if( a == 30 )
   {
       /* 如果 else if 条件为真,则输出下面的语句 */
       printf("a 的值是 30\n" );
   }
   else
   {
       /* 如果上面条件都不为真,则输出下面的语句 */
       printf("没有匹配的值\n" );
   }
   printf("a 的准确值是 %d\n", a );
 
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时,它会产生下列结果:

没有匹配的值
a 的准确值是 100

嵌套 switch 语句

您可以把一个 switch 作为一个外部 switch 的语句序列的一部分,即可以在一个 switch 语句内使用另一个 switch 语句。即使内部和外部 switch 的 case 常量包含共同的值,也没有矛盾。

语法

C 语言中 嵌套 switch 语句的语法:

switch(表达式)
{
    case 常量表达式1:语句1;
    case 常量表达式2:语句2;
    ...
    default:语句n+1;
}
switch(ch1) {
   case 'A': 
      printf("这个 A 是外部 switch 的一部分" );
      switch(ch2) {
         case 'A':
            printf("这个 A 是内部 switch 的一部分" );
            break;
         case 'B': /* 内部 B case 代码 */
      }
      break;
   case 'B': /* 外部 B case 代码 */
}

实例


#include <stdio.h>
 
int main ()
{
   /* 局部变量定义 */
   int a = 100;
   int b = 200;
 
   switch(a) {
      case 100: 
         printf("这是外部 switch 的一部分\n");
         switch(b) {
            case 200:
               printf("这是内部 switch 的一部分\n");
         }
   }
   printf("a 的准确值是 %d\n", a );
   printf("b 的准确值是 %d\n", b );
 
   return 0;
}

这是外部 switch 的一部分
这是内部 switch 的一部分
a 的准确值是 100
b 的准确值是 200

? : 运算符(三元运算符)

我们已经在前面的章节中讲解了 条件运算符 ? :,可以用来替代 if...else 语句。它的一般形式如下:

Exp1 ? Exp2 : Exp3;

其中,Exp1、Exp2 和 Exp3 是表达式。请注意,冒号的使用和位置。

? 表达式的值是由 Exp1 决定的。如果 Exp1 为真,则计算 Exp2 的值,结果即为整个 ? 表达式的值。如果 Exp1 为假,则计算 Exp3 的值,结果即为整个 ? 表达式的值。

img

实例

以下实例通过输入一个数字来判断它是否为奇数或偶数

实例


#include<stdio.h>
 
int main()
{
    int num;
 
    printf("输入一个数字 : ");
    scanf("%d",&num);
 
    (num%2==0)?printf("偶数"):printf("奇数");
}

循环

有的时候,我们可能需要多次执行同一块代码。一般情况下,语句是按顺序执行的:函数中的第一个语句先执行,接着是第二个语句,依此类推。

编程语言提供了更为复杂执行路径的多种控制结构。

循环语句允许我们多次执行一个语句或语句组,下面是大多数编程语言中循环语句的流程图:

loop.png

循环类型

C 语言提供了以下几种循环类型。点击链接查看每个类型的细节。

循环类型 描述
while 循环 当给定条件为真时,重复语句或语句组。它会在执行循环主体之前测试条件。
for 循环 多次执行一个语句序列,简化管理循环变量的代码。
do...while 循环 除了它是在循环主体结尾测试条件外,其他与 while 语句类似。
嵌套循环 您可以在 while、for 或 do..while 循环内使用一个或多个循环。

while 循环

只要给定的条件为真,C 语言中的 while 循环语句会重复执行一个目标语句。

语法

C 语言中 while 循环的语法:

while(condition)
{
   statement(s);
}

在这里,statement(s) 可以是一个单独的语句,也可以是几个语句组成的代码块。

condition 可以是任意的表达式,当为任意非零值时都为 true。当条件为 true 时执行循环。 当条件为 false 时,退出循环,程序流将继续执行紧接着循环的下一条语句。

流程图

image

在这里,while 循环的关键点是循环可能一次都不会执行。当条件为 false 时,会跳过循环主体,直接执行紧接着 while 循环的下一条语句。

#include <stdio.h>
 
int main ()
{
   /* 局部变量定义 */
   int a = 10;

   /* while 循环执行 */
   while( a < 20 )
   {
      printf("a 的值: %d\n", a);
      a++;
   }
 
   return 0;
}

for 循环

for 循环允许您编写一个执行指定次数的循环控制结构。

语法

C 语言中 for 循环的语法:

for ( init; condition; increment ) 
{    statement(s); }

下面是 for 循环的控制流:

  1. init 会首先被执行,且只会执行一次。这一步允许您声明并初始化任何循环控制变量。您也可以不在这里写任何语句,只要有一个分号出现即可。
  2. 接下来,会判断 condition。如果为真,则执行循环主体。如果为假,则不执行循环主体,且控制流会跳转到紧接着 for 循环的下一条语句。
  3. 在执行完 for 循环主体后,控制流会跳回上面的 increment 语句。该语句允许您更新循环控制变量。该语句可以留空,只要在条件后有一个分号出现即可。
  4. 条件再次被判断。如果为真,则执行循环,这个过程会不断重复(循环主体,然后增加步值,再然后重新判断条件)。在条件变为假时,for 循环终止。

流程图

image

#include <stdio.h>
 
int main ()
{
   /* for 循环执行 */
   for( int a = 10; a < 20; a = a + 1 )
   {
      printf("a 的值: %d\n", a);
   }
 
   return 0;
}

do...while 循环

不像 for 和 while 循环,它们是在循环头部测试循环条件。在 C 语言中,do...while 循环是在循环的尾部检查它的条件。

do...while 循环与 while 循环类似,但是 do...while 循环会确保至少执行一次循环。

语法

C 语言中 do...while 循环的语法:

do
{
   statement(s);

}while( condition );

请注意,条件表达式出现在循环的尾部,所以循环中的 statement(s) 会在条件被测试之前至少执行一次。

如果条件为真,控制流会跳转回上面的 do,然后重新执行循环中的 statement(s)。这个过程会不断重复,直到给定条件变为假为止。

image
#include <stdio.h>
 
int main ()
{
   /* 局部变量定义 */
   int a = 10;

   /* do 循环执行 */
   do
   {
       printf("a 的值: %d\n", a);
       a = a + 1;
   }while( a < 20 );
 
   return 0;
}

C 嵌套循环

C 语言中 嵌套 for 循环 语句的语法:

image

C 语言中 嵌套 do...while 循环 语句的语法:

image

循环控制语句

循环控制语句改变你代码的执行顺序。通过它你可以实现代码的跳转。

C 提供了下列的循环控制语句。点击链接查看每个语句的细节。

控制语句 描述
break 语句 终止循环或 switch 语句,程序流将继续执行紧接着循环或 switch 的下一条语句。
continue 语句 告诉一个循环体立刻停止本次循环迭代,重新开始下次循环迭代。
goto 语句 将控制转移到被标记的语句。但是不建议在程序中使用 goto 语句。

break 语句

C 语言中 break 语句有以下两种用法:

  1. 当 break 语句出现在一个循环内时,循环会立即终止,且程序流将继续执行紧接着循环的下一条语句。
  2. 它可用于终止 switch 语句中的一个 case。

如果您使用的是嵌套循环(即一个循环内嵌套另一个循环),break 语句会停止执行最内层的循环,然后开始执行该块之后的下一行代码。

语法

C 语言中 break 语句的语法:

break;
image
#include <stdio.h>
 
int main ()
{
   /* 局部变量定义 */
   int a = 10;

   /* while 循环执行 */
   while( a < 20 )
   {
      printf("a 的值: %d\n", a);
      a++;
      if( a > 15)
      {
         /* 使用 break 语句终止循环 */
          break;
      }
   }
 
   return 0;
}

continue 语句

C 语言中的 continue 语句有点像 break 语句。但它不是强迫终止,continue 会跳过当前循环中的代码,强迫开始下一次循环。

对于 for 循环,continue 语句执行后自增语句仍然会执行。对于 while 和 do...while 循环,continue 语句重新执行条件判断语句。

语法

C 语言中 continue 语句的语法:

continue;

流程图

image

goto 语句

C 语言中的 goto 语句允许把控制无条件转移到同一函数内的被标记的语句。

注意:在任何编程语言中,都不建议使用 goto 语句。因为它使得程序的控制流难以跟踪,使程序难以理解和难以修改。任何使用 goto 语句的程序可以改写成不需要使用 goto 语句的写法。

语法

C 语言中 goto 语句的语法:

goto label;
..
.
label: statement;

在这里,label 可以是任何除 C 关键字以外的纯文本,它可以设置在 C 程序中 goto 语句的前面或者后面。

image
#include <stdio.h>
 
int main ()
{
   /* 局部变量定义 */
   int a = 10;

   /* do 循环执行 */
   LOOP:do
   {
      if( a == 15)
      {
         /* 跳过迭代 */
         a = a + 1;
         goto LOOP;
      }
      printf("a 的值: %d\n", a);
      a++;
     
   }while( a < 20 );
 
   return 0;
}

无限循环

如果条件永远不为假,则循环将变成无限循环。for 循环在传统意义上可用于实现无限循环。由于构成循环的三个表达式中任何一个都不是必需的,您可以将某些条件表达式留空来构成一个无限循环。

实例


#include <stdio.h>
 
int main ()
{
   for( ; ; )
   {
      printf("该循环会永远执行下去!\n");
   }
   return 0;
}

当条件表达式不存在时,它被假设为真。您也可以设置一个初始值和增量表达式,但是一般情况下,C 程序员偏向于使用 for(;;) 结构来表示一个无限循环。

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