C语言学习笔记-循环

news2024/12/26 14:50:31

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：

在这里插入图片描述

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。
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。
实例

 #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;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

a 的值： 10
a 的值： 11
a 的值： 12
a 的值： 13
a 的值： 14
a 的值： 15
a 的值： 16
a 的值： 17
a 的值： 18
a 的值： 19

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。

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. 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。
    实例
#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;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

a 的值： 10
a 的值： 11
a 的值： 12
a 的值： 13
a 的值： 14
a 的值： 15
a 的值： 16
a 的值： 17
a 的值： 18
a 的值： 19

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。

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。
实例

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

   /* do 循环执行，在条件被测试之前至少执行一次 */
   do
   {
       printf("a 的值： %d\n", a);
       a = a + 1;
   }while( a < 20 );
 
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

a 的值： 10
a 的值： 11
a 的值： 12
a 的值： 13
a 的值： 14
a 的值： 15
a 的值： 16
a 的值： 17
a 的值： 18
a 的值： 19

嵌套循环

C 语言允许在一个循环内使用另一个循环，下面演示几个实例来说明这个概念。

C 语言中 嵌套 for 循环 语句的语法：

for (initialization; condition; increment/decrement)
{
    statement(s);
    for (initialization; condition; increment/decrement)
    {
        statement(s);
        ... ... ...
    }
    ... ... ...
}

C 语言中 嵌套 while 循环 语句的语法：

while (condition1)
{
    statement(s);
    while (condition2)
    {
        statement(s);
        ... ... ...
    }
    ... ... ...
}

C 语言中 嵌套 do…while 循环 语句的语法：

do
{
    statement(s);
    do
    {
        statement(s);
        ... ... ...
    }while (condition2);
    ... ... ...
}while (condition1);

实例
for 嵌套实例

#include <stdio.h>
 
int main ()
{
   /* 局部变量定义 */
   int i, j;
   
   for(i=2; i<100; i++) {
      for(j=2; j <= (i/j); j++)
        if(!(i%j)) break; // 如果找到，则不是质数
      if(j > (i/j)) printf("%d 是质数\n", i);
   }
 
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

2 是质数
3 是质数
5 是质数
7 是质数
11 是质数
13 是质数
17 是质数
19 是质数
23 是质数
29 是质数
31 是质数
37 是质数
41 是质数
43 是质数
47 是质数
53 是质数
59 是质数
61 是质数
67 是质数
71 是质数
73 是质数
79 是质数
83 是质数
89 是质数
97 是质数

while 嵌套实例

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

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

1
1 2
1 2 3
1 2 3 4
1 2 3 4 5

do-while 嵌套实例

#include <stdio.h>
int main()
{
    int i=1,j;
    do
    {
        j=1;
        do
        {
            printf("*");
            j++;
        }while(j <= i);
        i++;
        printf("\n");
    }while(i <= 5);
    return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

*
**
***
****
*****

循环控制语句

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。

C 语言中 break 语句的语法：

break;

实例

 #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;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

a 的值： 10
a 的值： 11
a 的值： 12
a 的值： 13
a 的值： 14
a 的值： 15

continue 语句

C 语言中的 continue 语句有点像 break 语句。但它不是强制终止，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。

C 语言中 continue 语句的语法：

continue;

实例

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

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

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

a 的值： 10
a 的值： 11
a 的值： 12
a 的值： 13
a 的值： 14
a 的值： 16
a 的值： 17
a 的值： 18
a 的值： 19

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。

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。
实例

#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;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

a 的值： 10
a 的值： 11
a 的值： 12
a 的值： 13
a 的值： 14
a 的值： 16
a 的值： 17
a 的值： 18
a 的值： 19

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。

注意：您可以按 Ctrl + C 键终止一个无限循环。

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