C语言的分支与循环

C语言的分支与循环

——TechZone(Harris)

如果说我们之前写过的代码都是“直男”，也就是说不管三七二十一，一路走到黑，那么今天我们就来见识下“多虑”型的还有“徘徊”型的代码。（你没有看错，代码不仅可以犹豫，还可以徘徊）

不过，在这之前，我还是来介绍两个之前就应该讲到的知识，与下文可能关系不大，但是放哪儿讲都差不多。

字符（串）

我们其实已经知道了C语言只有字符一种变量，就是char，而并没有像某些语言那样规定字符串这种类型。但是，是不是字符串在C语言里面就没有呢？

其实不然，只不过没有专属的类型而已。

定义一个字符的的方法，想必大家都已经掌握了，就像下面这个例子一样：

//Example 01
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    char Letter;
    Letter = 'A';
    return 0;
}

这样，我们就定义了一个叫Letter的字符变量,并且赋值为字符A。

那么字符串该如何定义呢？

//Example 02
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    char String[8];
    String = {'T','e','c','h','Z','o','n','e'};
    printf("%s",String);
    return 0;
}

这样，我们就定义了一个名字叫String的字符串，还让它输出到我们屏幕上了。如果你了解过数组，就觉得这种方式很像数组对吧，这里提前告诉大家，字符串就是一种数组。但是，如果你去执行下这段代码你就会发现问题了。输出的TechZone后面，还会跟着一些乱码……

咦？我明明只定义了8个字符，怎么还多出来这些鬼东西呢？

那么，我们来了解下C语言时如何处理字符串的。我们可以理解，字符串的长度是有限的，而且长度一旦确定，在其生命周期里就无法再次更改。那么，系统为了确保字符串是真的结束了，会在末尾加一个\0来表示字符串的结束。我们做如下的修改，就可以让字符串正常工作了：

//Example 03
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    char String[9];
    String = {'T','e','c','h','Z','o','n','e','\0'};
    printf("%s",String);
    return 0;
}

你可能会想了，这样也太麻烦了吧，要是我要输入一句话，那得多少个引号逗号，最后还可能忘记加\0。你这是把程序员不当人看？？

当然不会。我们可以这样定义：

//Example 04
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    char String[];
    String = {"TechZone"};
    printf("%s",String);
    return 0;
}

看到了吧，是不是简单很多了？而且后面还会自动补上一个\0，简直就是高枕无忧了。

有人可能有意见了，说你怎么不早点告诉我，害得我差点不学了……

学习当然得从学基础的开始啦，别打我，别打我……

强制类型转换

在操作数不同的情况下，大部分的运算符中，都会将精度低的类型转成精度高的类型，这样做，其实也就是为了确保精度罢了。

但是有的时候，我们也许并不希望像系统那样的转换，那么我们可以自己进行强制转换。

具体方法：(类型名称)变量名或值

例如：

//Example 05
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int num;
    num = (float)5/9;
    printf("%d",num);
    return 0;
}

在这个例子中，我们将5这个整型转化成了浮点型，那么为了确保精度，系统也会将后面的9也转化成浮点型。那么这样就可以输出结果，不然结果就是0（因为两个整型相除结果也会取整，然鹅，强制取整的结果就是保留整数，而不是四舍五入）。

分支(条件语句)

我们高中数学中，如果有学过程序框图的同学，应该就还依稀记得程序的几种结构，其中分支和循环就是今天要谈的两大结构。

首先我们来看看一些分支里面经常使用的运算符：

  1. 关系运算符

    运算符 优先级
    < 高
    <= 高
    > 高
    >= 高
    == 低
    != 低

  2. 逻辑运算符

    运算符 优先级
    ! (逻辑非) 高
    &&(逻辑与) 中
    || (逻辑或) 低

此外，在编译器中，所有的字符都被看成ASCII，因此ASCII字符之间运算或者比较等等都是合法的。

短路求值

在C语言中，如果设置两个表达式，在求出第一个式子即可判断出结果的时候，系统就不会继续求第二个式子。这看上去是编译器的一种算法的优化，但是如果写代码的时候不注意的话，很有可能造成一些隐性的漏洞，看下面的例子：

//Example 06
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int a = 3,b = 3;
    (a = 0) && (b = 5);
    printf("a=%d, b=%d\n",a,b);
    //==========================
    (a = 1) || (b = 5);
    printf("a=%d, b=%d\n",a,b);
    return 0;
}

如果你愿意自己尝试的话，可以自己去环境里面试试，如果不愿意的话那直接看下面的结果：

//Consequence 06
a=0,b=3
a=1,b=3

如果没有开头的那段解释，我相信很多初学者都会很懵逼，怎么会这样？

不着急，我们来分析下代码。

我们看看分割线上面的那部分，a和b都被初始化成了整型并且赋值为3。在第一句逻辑判断语句里面，是判断的逻辑与，也就是说，全真则真，一假全假。那么在判断数字的时候，则默认0为假，非0为真。那么这句(a = 0) && (b = 5);前面，a已经被赋值为0，那么已经为假了，在逻辑与的情况下，就算后面的条件再真，整体也是假的了，这就是所谓的一假全假。那么，在判断了第一个表达式之后，就可以做出判断结果，那么后面的b=5就不会被执行。

同理，分割线下面的代码也是一个道理。只不过这里判断变成了逻辑或。逻辑或的标准就是一真则真，全假才假。那么，前面的a=1，系统发现，欸，已经是真了哟！那么马上罢工，后面的b=5也就不予理会了。那么输出的结果就是上面那样了，理解了吧？

我们现在单独这样讲这个特性，貌似感觉看不出什么，但是以后写代码的时候其实要留意下短路求值，因为这样子可能就会造成你的程序里面有Bug，而且还相当不好找！！

if语句

if语句实际上就是判断条件，若符合的就输出。之所以叫它分支，那是因为如果到了条件语句，那么这里面的代码就不一定都能执行了，而是看情况来。也就是说，条件语句里面的部分代码，可能你的程序跑完了都没有没用到，因此就叫分支。

那么if语句的通式就像下面那样

if (...)
{
    ...;
}
else if (...)//可选
{
    ...;
}
else if (...)//可选
{
    ...;
}
...;//else if可有多个
else //上述条件都不符合，则执行这个语句，可选
{
    ...;
}

我想大家看里面的注释就能够大致明白的差不多了。其中if语句是必须的，其他的是可选的。else if则表示的是当if的条件不符合的时候，就会继续判断所有的else if，若有符合条件的就执行后面的语句，若都不符合就执行else的语句。如果没有else if而有else，那么当if不符合的时候就执行else后面的语句。若有else if没有else，则无符合条件的话不执行任何语句。else if和else都没有的话，那么if不符合的时候就啥都不干。

看下面的例子，我们来制作一个识别星期的程序并且给出建议：

//Example 07
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int Weekday;
    printf("输入今天星期的数字：");
    scanf("%d",&Weekday);//此处用于获取用户输入的内容并赋值给Weekday
    if (Weekday >= 1 && WeekDay <= 5)
    {
        printf("今天是工作日！好好工作！\n");
    }
    else if (Weekday >=6 && Weekday <=7)
    {
        printf("今天是周末！好好休息！");
    }
    else
    {
        printf("你输入有误哦！");
    }
    return 0;
}

看到了吧，我们成功地运用了分支。这个只是一个简单的例子，以后大家写程序的时候，大概就没有这么简单的了。很多情况下，我们需要嵌套分支来使用。那么嵌套的时候，有些地方就要注意了，下面引用一个例子：

//Example 08
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    char isRain,isFree;
    
    printf("是否有空？（Y/N）");
    scanf("%c",&isFree);
    
    printf("是否下雨？（Y/N）");
    scanf("%c",&isRain);
    
    if (isFree == 'Y' || isFree == 'y')
        if (isRain == 'Y' || isRain == 'y')
            printf("记得带伞哦！\n");
    else 
        printf("女神没空！\n");
    return 0;
}

程序实现如下：

//Consequence 08-1
是否有空？（Y/N）Y
是否下雨？（Y/N）Y
记得带伞哦！

貌似没什么问题，但是如果下面这样：

//Consequence 08-2
是否有空？（Y/N）Y
是否下雨？（Y/N）N
女神没空！

我的天，女神有空而且天公作美的情况下，程序居然告诉我女神没空？？？

其实我们分析下代码。代码的意思，大概是先在有空的情况下，如果下雨就提醒带伞，如果没空就直接告诉你没空。可是上面的问题是怎么回事呢？

其实你们被上面的缩进骗了。从上面的缩进来看，else应该是与第一个if同级，而不是第二个。但是！由于你没有加大括号，C语言没法判断你的语句块从属关系，那么就默认else跟随最近的那一个if。所以，这里的else是跟随第二个if的，这么看就不难理解输出结果了。如果要更改，那么像下面这样就可以了：

//Example 08 V2
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    char isRain,isFree;
    
    printf("是否有空？（Y/N）");
    scanf("%c",&isFree);
    
    printf("是否下雨？（Y/N）");
    scanf("%c",&isRain);
    
    if (isFree == 'Y' || isFree == 'y')
    {
        if (isRain == 'Y' || isRain == 'y')
        {
            printf("记得带伞哦！\n");
        }
    }
    else 
        printf("女神没空！\n");
    return 0;
}

建议所有的if都打上大括号，至于怎么打，是个人习惯，比如{是打在if之后还是下一行，这都无所谓，但是确定了就尽量使用一种，不然以后自己看自己写的代码都会感觉很奇怪了。

switch 语句

虽然if语句十分方便而且灵活，但是在某些情况下，使用switch还是会更直观一些。

switch的通式为：

switch(变量名)
{
    case 常量1:语句1;break;
    case 常量2:语句2;break;
    case 常量3:语句3;break;
    case 常量4:语句4;break;
    case 常量5:语句5;break;
    case 常量6:语句6;break;
        ...
    case 常量n:语句n;break;
    default 常量:语句;break;
}

switch语句中case后面只能跟一个确定的值，而不能是范围等等。所以在特定的条件下会很直观，但是不够灵活。

比如上面Example 07中的代码，用switch可以这么改写：

//Example 07 V2
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int (Weekday);
    printf("输入今天星期的数字：");
    scanf("%d",&Weekday);//此处用于获取用户输入的内容并赋值给Weekday
    switch Weekday
    {
        case 1:printf("今天周一，一鼓作气");break;
        case 2:printf("今天周二，再接再厉");break;
        case 3:printf("今天周三，坚持到底");break;
        case 4:printf("今天周四，效率第一");break;
        case 5:printf("今天周五，最后一击");break;
        case 6:printf("今天周六，好好休息");break;
        case 7:printf("今天周日，玩的开心");break;
        default:printf("你输入的有误哦！");break;
    }
}

这样一来是不是很直观呢？但是虽然直观，不是所有的时候都适合用这样的语句，大家根据自身的情况来选就行啦。

至于为什么一定要加break，那是因为其实case在这里面只是一个标记而已，也就是说，如果我满足case3，那么程序就自动跳到case3，然后继续往下执行。假设我一共有case7，那么不加break的话，case3一直到case7的语句都会被逐个执行，明白了吧？

循环

上面分支讲了那么多，现在我们来看看循环。

可以说，循环的出现，大大减少了程序员的工作量。而且正因为有了循环，程序员才能够通过巧妙的算法来使用循环去解决问题。比如，我现在想输出1-100之间的所有整数，如果没学循环，你可能会这么写：

//Example 09
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    printf("1\n");
    printf("2\n");
    printf("3\n");
    ...
    printf("100\n");
    return 0;
}

这样写的逻辑思路没有错，但是谁会愿意呢？这样的编程有什么意义？我还不如拿一张纸记下来还更快呢。但是，我们是可以发现其中的规律的，就是每次输出都比之前的数大1，对吧？这就是接下来要讲的循环。

while循环

while循环也就是我们所说的当型循环。它的通式是：

while(条件表达式)
    循环体

当满足一定的条件的时候，程序会自动循环写在循环体中的代码。比如上面的例子09中所体现出的，输出1-100。那么我们实现思路可以先设置一个变量，让这个变量每循环一次就加个1，然后当加到101的时候停止即可。写成代码如下：

//Example 09 V2
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int i = 1;
    while (i < 101)
    {
        printf("%d\n",i);
        i++;
    }
    return 0;
}

这样，程序就自动执行输出我们想要的结果了，比一个一个手动要快了太多。

do-while循环

如果说while循环是个君子，那么do-while就是莽夫。while是先判断再执行，而本少爷则是管他什么，先执行再说。你可能已经猜到了，这就是直到型循环。do-while的语句通式如下：

do
    循环体
while (条件表达式);//(注意，这里有分号)

比如我们要算1加到100的和，也可以通过上面的例子用do-while进行更改：

//Example 09 V3
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int i = 1,sum = 0;
    do
    {
        sum += i;
        i++;
    }
    while (i<101);
    printf("结果是%d\n",sum);
    return 0;
}

这次就不是每次都输出i了，而是每次吧i的值加到sum里面去，这样就可以算出最终结果了。

for循环

通过上面的两个例子大家也应该有点感觉了，在循环之前，一般是要定义一个计数变量，以此作为循环结束的参考。那么既然这样，有没有一种东西可以一次完成呢？这就是for语句。for循环就把计数变量和条件整合到一起去了，看通式：

for (循环初始化;循环条件;循环调整)
    循环体;

具体是啥意思，我们还是看例子。我们把上面的求和代码改成使用for：

//Example 09 V4
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int i, sum = 0;
    for (i = 1; i < 101; i++)
    {
        sum += i;
    }
    printf("结果是%d", sum);
    return 0;
}

其实也是非常直观的。for语句其实三个成分可以不用都写甚至可以不写，但是分号一定要保留。如果没有明确的目的，那么最好不要这样用，因为会使代码可读性下降。

break语句

这个语句用于跳出循环。如果我们遍历i来寻找一个值，但凡找到，那其实就不用往下继续找了，那么就可以在循环中设置一个条件语句，如果找到结果则使用break跳出循环，这样可以节约算力。

但是，break只能跳出当前所在的循环，使用的时候一定注意。

continue语句

跳过本轮循环然后进入下一轮循环。这个直接说可能没什么概念，我们看看下面的例子：

//Example 10
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int ch;
    while ((ch = getchar()) != '\n')
    {
        if (ch == 'e')
        {
            countinue;
        }
        putchar(ch);
    }
    putchar('\n');
    return 0;
}

这段代码是让用户输入一些字符，然后剔除其中的e然后再输出。

//Consequence 10
TechZone
TchZon

应该很好理解吧，只要遇到了e就跳出本次循环，于是putchar()就被跳过去了。

可能有很多同学都觉得for和while其实差不多，但是，在continue语句里面很有可能就不一样。比如：

//Example 11
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int i;
    for (i = 1; i < 10; i++)
    {
        if (i == 5)
        {
            continue;
        }
        printf("i = %d\n", i);
    }
    return 0;
}

如果让你把这个改成while，可能有的小伙伴会这么改：

//Example 11 V2
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int i = 1;
    while (i < 10)
    {
        if ( i == 5)
        {
            continue;
            i++;
        }
        printf("i = %d\n", i);
        i++;
    }
}

这么看起来好像没有问题，但是执行到continue的时候，程序就陷入了死循环，无法执行到i++。因此不要随意更改已有的循环，如果真的有需要去改，也一定要思考清楚逻辑，想当然多半是会犯错误的。

逗号运算符

当某个部分需要多个表达式的时候，使用逗号运算符来拼接。逗号运算符的优先级是最低的，但是它可以使整体从左到右进行。比如：

//Example 12
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int a,b,c;
    a = (b = 3, (c = b + 4) + 5);
    printf("a = %d, b = %d, c = %d\n", a, b, c);
    return 0;
}

在第6行里面。虽然c = b + 4被优先级最高的小括号括了起来，但是由于逗号运算符，还是优先从b = 3开始执行。

条件运算符

在C语言中，还有一种分支表达式就是条件运算符，它的通式为exp1?exp2:exp3;，其中exp1是条件表达式，当这个表达式判断为真时，执行exp2，反之执行exp3。比如下面的分支：

//Example 13
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int a = 3,b = 2;
    if (a > b)
    {
        printf("Max is a\n");
    }
    else
    {
        printf("Max is b\n");
    }
    return 0;
}

这个就可以改成：

//Example 13 V2
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int a = 3,b = 2;
    a > b ? printf("Max is a\n"):printf("Max is b\n");
    return 0;
}

在条件不复杂的情况下使用这种语句其实更加方便，具体还是看个人的习惯来使用。

goto语句

goto语句其实是个历史遗留问题。早期的编程语言都有汇编语言留下来的痕迹，goto就是其中之一。goto的作用就是让程序直接跳转到指定的位置。比如：

//Example 14
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int i = 5;
    while (i++)
    {
        if (i > 10)
        {
            goto Lable;
        }
    }
Lable: printf("Here, i = %d\n", i);
    return 0;
}

当i>10的时候直接跳转到Lable处了。

很多初学者刚刚接触goto的时候可能会觉得很实用，但是提醒大家，在实际开发的过程中，最好不用goto语句。因为在代码之间跳来跳去，会破坏程序原有的逻辑。早期的程序代码就是满篇的goto，没有强大的大脑，很难一次性看懂代码在讲什么。所以早期的程序员还真不是一般人能揽下的活儿。

但是，有一种情况可以使用，就是要一次性跳出多层循环的时候，使用goto会更加直观，比多个break好用。

嵌套循环

刚刚讲过，在实际的开发中，多层嵌套循环是会经常出现的。那么，在这里我们举个简单的例子来说明下，输出九九乘法表：

//Example 15
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int i,j;
    for (i=1; i<=9; i++)
    {
        for (j=1; j<=i; j++)
        {
            printf("%d*%d=%-2d\t", i, j, i*j);
        }
        putchar('\n');
    }
    return 0;
}

输出结果：

//Consequence 15
1*1=1
2*1=2   2*2=4
3*1=3   3*2=6   3*3=9
4*1=4   4*2=8   4*3=12  4*4=16
5*1=5   5*2=10  5*3=15  5*4=20  5*5=25
6*1=6   6*2=12  6*3=18  6*4=24  6*5=30  6*6=36
7*1=7   7*2=14  7*3=21  7*4=28  7*5=35  7*6=42  7*7=49
8*1=8   8*2=16  8*3=24  8*4=32  8*5=40  8*6=48  8*7=56  8*8=64
9*1=9   9*2=18  9*3=27  9*4=36  9*5=45  9*6=54  9*7=63  9*8=72  9*9=81

以上就是分支与循环的基础知识了，如果觉得学会了，那就赶紧开始实践。只有通过不断的debug，才能提升自己！这期博客就到此结束啦，是目前为止最长的一篇博客了，下期见！

最后编辑于 ：
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 人面猴
    序言：七十年代末，一起剥皮案震惊了整个滨河市，随后出现的几起案子，更是在滨河造成了极大的恐慌，老刑警刘岩，带你破解...
    沈念sama阅读 205,132评论 6赞 478
  • 死咒
    序言：滨河连续发生了三起死亡事件，死亡现场离奇诡异，居然都是意外死亡，警方通过查阅死者的电脑和手机，发现死者居然都...
    沈念sama阅读 87,802评论 2赞 381
  • 救了他两次的神仙让他今天三更去死
    文/潘晓璐 我一进店门，熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来，“玉大人，你说我怎么就摊上这事。” “怎么了？”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,566评论 0赞 338
  • 道士缉凶录：失踪的卖姜人
    文/不坏的土叔 我叫张陵，是天一观的道长。 经常有香客问我，道长，这世上最难降的妖魔是什么？ 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,858评论 1赞 277
  • 港岛之恋（遗憾婚礼）
    正文 为了忘掉前任，我火速办了婚礼，结果婚礼上，老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己，他们只是感情好，可当我...
    茶点故事阅读 63,867评论 5赞 368
  • 恶毒庶女顶嫁案：这布局不是一般人想出来的
    文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着，像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上，一...
    开封第一讲书人阅读 48,695评论 1赞 282
  • 城市分裂传说
    那天，我揣着相机与录音，去河边找鬼。 笑死，一个胖子当着我的面吹牛，可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播，决...
    沈念sama阅读 38,064评论 3赞 399
  • 双鸳鸯连环套：你想象不到人心有多黑
    文/苍兰香墨 我猛地睁开眼，长吁一口气：“原来是场噩梦啊……” “哼！你这毒妇竟也来了？” 一声冷哼从身侧响起，我...
    开封第一讲书人阅读 36,705评论 0赞 258
  • 万荣杀人案实录
    序言：老挝万荣一对情侣失踪，失踪者是张志新（化名）和其女友刘颖，没想到半个月后，有当地人在树林里发现了一具尸体，经...
    沈念sama阅读 42,915评论 1赞 300
  • 护林员之死
    正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡，尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,677评论 2赞 323
  • 白月光启示录
    正文 我和宋清朗相恋三年，在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,796评论 1赞 333
  • 活死人
    序言：一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡，死状恐怖，灵堂内的尸体忽然破棺而出，到底是诈尸还是另有隐情，我是刑警宁泽，带...
    沈念sama阅读 33,432评论 4赞 322
  • 日本核电站爆炸内幕
    正文 年R本政府宣布，位于F岛的核电站，受9级特大地震影响，放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜，却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,041评论 3赞 307
  • 男人毒药：我在死后第九天来索命
    文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹，春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,992评论 0赞 19
  • 一桩弑父案，背后竟有这般阴谋
    文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至，却和暖如春，着一层夹袄步出监牢的瞬间，已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,223评论 1赞 260
  • 情欲美人皮
    我被黑心中介骗来泰国打工， 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留，地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,185评论 2赞 352
  • 代替公主和亲
    正文 我出身青楼，却偏偏与公主长得像，于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子，可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,535评论 2赞 343