文章目录
- 一、循环结构
- （一）循环的概念
- （二）循环的类型
- （三）循环的构成
- （四）当型循环的实现
- while
- 死循环
- （五）for...
- 总结
- 死循环
- （七）循环实现的三要素
- （八）直到型循环的实现
- do..while
- goto
- （九） 循环的嵌套
- （十）循环结构的典型应用场景
- 二、基础算法模型
- （一）累加和
- （二）累乘
- （三）极值【知识点：数组】
- 三、break和continue
- break
- continue
- 四、补充
- 什么是素数
一、循环结构
（一）循环的概念
代码的重复执行，就叫做循环。
（二）循环的类型
1.无限循环：程序设计中尽量避免无限循环。(程序中的无限循环必须可控)
2.有限循环：循环限定循环次数或者循环的条件
（三）循环的构成
1.循环体：需要重复执行的操作
2.循环的结束条件： 循环在什么情况下停止进行
（四）当型循环的实现
while
语法：
while(循环条件)
{
循环语句;
}
说明：
1.循环条件的返回值必须是布尔类型，在C语言中，布尔类型为真使用非0来表示，布尔类型为假使用0表示。
2.{} 包起来的内容整体称之为为循环体。
3.我们要在循环体中控制循环条件的变化，否则会产生死循环。
执行过程：
特点：
先判断，后执行，循环体语句有可能一次都不执行。
案例1：计算1~100的和
/*
需求：while循环案例：如何编程来计算1 + 2 + 3 + … + 100？
*/
#include <stdio.h>
int main(void)
{
// 定义一个变量，保存累加和
int sum = 0;
// 定义一个循环变量
int i = 1;
while(i <= 100) // 循环条件，这里可以有关系表达式、逻辑表达式，表达式运算结果是boolean(1,0)
{
// 累加计算
// sum = sum + i;
sum += i;
// 给循环变量赋值，用来影响循环条件
i++;
}
printf("1~100的累加和是：%d\n",sum);
return 0;
}
案例2：计算1~100之间的偶数和
/*
需求：while循环案例-计算1~100之间的偶数和，也就是2+4+6+8+..+100的累加和
*/
#include <stdio.h>
int main()
{
// 创建一个变量，用来存放累加和
int sum = 0;
// 创建循环变量，初始值2
int i = 2;
while(i <= 100)
{
// 排除奇数
if( i % 2 == 0) // 表示能被2整除，说名这个数是偶数
{
sum += i;
}
i++;// 改变循环变量的值，此时一定要注意这句代码的位置
}
printf("1~100之间的偶数的累加和是：%d\n",sum);
return 0;
}
死循环
while(1) // 我们会在死循环进行必要的限制 1
（五）for…
语法：
for(①表达式1;②表达式2;③表达式3)
{
④循环体语句;
}
说明：
1.() 中可以只保留两个分号，举例：( ; ; )
2.① 是循环变量，我们需要赋初值，循环变量可以是列表，多个循环变量使用逗号分隔，举例：int i=0,j=0
3.② 是循环条件，用来限制循环的次数，循环条件支持关系表达式，如果加入逻辑表达式，会变成复合表达式，举例：i < 10 && j < 10
4.③ 改变循环条件，支持列表，这里可以使用赋值表达式，举例：i++,j++
5.执行顺序：①②④③ --> ②④③ --> ②④③ … --> ②，这里①只执行1次。
执行过程：
特点：
先判断，后执行，循环体语句有可能一次都不执行。
案例1：
/**
* 需求：for循环案例-求1～100之间的偶数和
*/
#include <stdio.h>
// while实现
void while_test()
{
int sum = 0;
int i = 1;
while(i <= 100)
{
if(i % 2 == 0)
{
sum += i;
}
i++;
}
printf("while实现：1～100之间的偶数和：%d\n",sum);
}
// for实现
void for_test()
{
int sum = 0;
for(int i = 1;i <= 100;i++) // 死循环表示：while(1)、for(;;)
{
if(i % 2 == 0)
{
sum += i;
}
}
printf("for实现：1～100之间的偶数和：%d\n",sum);
}
int main()
{
while_test();
for_test();
return 0;
}
案例2：
/*
需求：for案例-用户可通过键盘录入一个整数n，用来作为阶乘的最高位数
*/
#include <stdio.h>
#include <math.h>
int main()
{
int n = 1;// 接受控制台输入，作为阶乘最高位
int r = 1;// 用来接收计算结果
printf("请输入一个整数：\n");
scanf("%d",&n);
// 循环实现阶乘
for(int i = 1;i <= fabs(n);i++)
{
r *= i;
}
printf("1~%d之间的阶乘的结果是：%d\n",n,r);
return 0;
}
总结
1.for语句使用语法规则上，降低/避免因为忘记循环条件更新操作，而引起的产生无限循环的几率。
2.应用场合：for语句往往应用于循环次数事先可以确定的场景。
死循环
for(表达式1;;表达式3);
for(;;);
（七）循环实现的三要素
1.循环变量初始化
2.循环条件
3.循环变量更新
案例1：
/*
需求：for案例-求Fibonacci数列前40个数。
*/
#include <stdio.h>
int main()
{
int f1 = 1;// 前一个数，默认是1，因为第1个是1
int f2 = 1;// 后一个数，默认是1，因为第2个是1
int i = 1;// 循环变量
for(;i <= 20;i++) //一次打印两个数，循环20次
{
printf("%12d%12d",f1,f2);
// 一行显示两个数，每两个换一行
if(i % 2 == 0)
{
printf("\n");
}
f1 = f1 + f2; // f1 = 2 = 1+1
f2 = f2 + f1; // f2 = 3 = 1+2
}
return 0;
}
（八）直到型循环的实现
do…while
语法：
do
{
循环体;
} while(循环条件);
说明：
1.循环条件的返回值必须是布尔类型，在C语言中，布尔类型为真使用非0来表示，布尔类型为假使用0表示。
2.{} 包起来的内容整体称之为为 循环体 。
3.我们要在循环体中控制循环条件的变化，否则会产生死循环。
执行过程：
特点：
先执行，后判断，循环体语句至少执行一次。
案例：
/*
需求：do..while案例：求1～100之间奇数的累加和
*/
#include <stdio.h>
int main()
{
// 创建一个变量，用来存储累加和
int sum = 0;
// 创建循环变量，默认值1
int i = 1;
do
{
// 判断i是否是奇数
if(i % 2 != 0)
{
sum += i;
}
i++;// 改变循环变量的值
}while(i <= 100);
printf("1~100之间奇数的累加和是：%d\n",sum);
return 0;
}
goto
语法：
goto 标签(label);
标签：标明目标代码的位置，是一个不加""的字符串。
案例：
// 需求：求1~100之内的累加和
int main()
{
int sum = 0;
int i = 1;
loop: // 自己定义的 标签
sum += i;
i++;
if(i <= 100)
{
goto loop;
}
printf("1~100之内的累加和是：%d\n",sum);
return 0;
}
注意： goto只能在同一个函数中跳转，goto会破坏掉代码的结构，同时会降低代码可读性。在企业开发中， 不建议使用。
（九） 循环的嵌套
3种循环（while、do……while、for）可以互相嵌套。在前一个循环结构的内部又存在一个完整的循环
结构，如：
案例：
/**
* 需求：嵌套for循环案例-求100～200之间的所有素数
*/
#include <stdio.h>
int main()
{
int num = 100;// 存放100～200之间的自然数
int i = 2;// 循环变量，默认从2开始，因为自然数除以1没有意义 102,100～102, 102%100,102%101
int isPrime = 1;// 用来记录1～自身之间能整除的次数 6, 2~5, 6%2,6%3,6%4,6%5
// 第1层for循环：生成100～200之间的自然数
for(;num <= 200; num++)
{
// 默认是素数
isPrime = 1;
// 第2层循环，生成 2～自身-1的自然数，用于和自身校验，是否能够整除，如果有1个能被整除，就说明不是素数
for(i = 2; i < num -1; i++)
{
if(num % i == 0)
{
isPrime = 0;// 不是素数
}
}
if(isPrime) // 条件判断：isPrime == 1 缩写 isPrime
{
printf("%d ",num);
}
}
printf("\n");
return 0;
}
（十）循环结构的典型应用场景
1.求累和：举例：1+2+3+4+..+100的和
2.求累乘：举例：1*2*3*4*..*100的积
3.求均值：举例：(1+2+3+4+..+100) / 100的值
4.求极值：举例：12,34,55,2,66中的最大值或者最小值
5.元素遍历：常用于数组元素的遍历，比如从 [1,2,3,4,5] 获取每一个元素。数组我们后续课程讲解。
…
二、基础算法模型
（一）累加和
1.定义一个变量（sum），并赋初值为0；
2.用该变量累加（+=）每一个数据项（i）
3.当访问完每一个数据项，此时该变量的取值就是累加和的结果。
（二）累乘
1.定义一个变量，并赋初值为1；
2.用该变量累乘（*=）每一个数据项；
3.当访问完每一个数据项，此时该变量的取值就是累乘的结果。
（三）极值【知识点：数组】
1.定义一个变量，并赋初值为第一个数据项
2.从第二个数据项开始，一次性与该变量进行比较，如果大于/小于该变量，则将当前数据项的数据赋值给该变量。
3.当访问完每一个数据项，此时该变量的取值就是求极值的结果。
三、break和continue
break
功能：
1.用在switch中，用来跳出switch的case语句；如果case没有break，可能会产生case穿透。
2.用在循环中（while、do…while、for…），提前结束循环，也就是跳出整个循环。
说明：
1.break不能用于循环语句和switch语句之外的任何其它语句之中。
2.break只能终止并跳出最近一层的结构。
图示：
案例1：
/**
* 需求：break案例-小马哥参与一阶段分段考试，如果考试及格，就跳出循环，否则就一直考
*/
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("一阶段分段考试\n");
// 声明一个变量，用来存放考试成绩
int score = 0;
do
{
// int score = 78; // score的作用域只能作用域到{}以内
printf("小马哥开始一阶段分段考试...\n");
scanf("%d",&score);
// 考试合格，结束考试
if(score >= 60)
{
break;
}
}
while(1);
printf("恭喜小马哥考试通过！\n");
return 0;
}
案例2：
/**
* 需求：break案例-输出1~100以内的偶数，只输出前10个
*/
#include <stdio.h>
int main()
{
for(int i = 1,count = 1;i <= 100;i++)
{
if(i % 2 == 0)
{
if(count > 10)
{
break;
}
count++;// 注意位置：只记录偶数
printf("%d\t",i);
}
}
printf("\n");
return 0;
}
continue
功能：continue语句不会结束整个循环，而是跳过本次循环尚未执行的语句，进入下一次循环。
说明：
1.仅用于循环语句中。
2.在嵌套循环的情况下，continue语句只对包含它的最内层的循环体语句起作用。
图示：
案例：
/**
* 需求：continue案例-求1~100之内的偶数和
*/
#include <stdio.h>
// 不使用continue
void fun01()
{
int sum = 0;
for(int i = 1; i <= 100; i++)
{
// 判断偶数
if(i % 2 == 0)
{
sum += i;
}
}
printf("1~100之内的偶数和是：%d\n",sum);
}
// 使用continue
void fun02()
{
int sum = 0;
for(int i = 1; i <= 100; i++)
{
// 判断奇数
if(i % 2 != 0)
{
continue;// 跳出所有的奇数
}
sum += i;
}
printf("1~100之内的偶数和是：%d\n",sum);
}
int main()
{
fun01();
fun02();
}
（三）跳出多层循环
跳出多层循环是不能使用break和continue的，因为他们只能跳出单层循环，跳出多层循环，需要 我们自己定义标志位进行跳出。
案例：
// 定义一个标志位
int isFlag = 1;// 默认循环成立
char fu;
while(isFlag)
{
printf("第一层循环执行的内容...\n");
while(isFlag)
{
printf("第二层循环执行的内容...\n");
printf("是否跳出循环？(y/n)");
scanf("%c",&fu);
if(fu == 'Y' || fu == 'y')
{
isFlag = 0;
}
}
}
注意：如果是多层循环，进的时候是从外到内，跳出的时候是从内到外。
综合案例：猜拳游戏
案例代码：
/*
需求：猜拳游戏
步骤：
1. 选择对手
2. 自己出拳
3. 对手出拳
4. 双方比较
*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
// 管理变量
int isStop = 1;// 退出状态，默认是连续
char stop;// 退出游戏
int computer_no; // 玩家编号
char computer_name[6];// 玩家姓名 c语言不支持 char[6] computer_name 样的写法
int is_select_ct = 1;// 默认，选择对手操作是不重复的
int is_select_own = 1;// 默认，自己出拳操作是不重复的
int own_no; // 自己出拳的序号
char own_name[6];// 自己出拳的名称
int player_no;// 对手出拳的序号
char player_name[6];// 对手出拳的名称
// 游戏头部
printf("*******************************************\n");
printf("************ 猜拳游戏 v1.0版 **************\n");
printf("*******************************************\n");
while(isStop)
{
// 选择对手
while(is_select_ct)
{
printf("请选择您的对战玩家：\n[1].李白 [2].唐三 [3].萧炎\n");
scanf("%d",&computer_no);
switch(computer_no)
{
case 1:
// c语言中，对char数组直接赋值
strcpy(computer_name,"李白");
is_select_ct = 0;
break;
case 2:
strcpy(computer_name,"唐三");
is_select_ct = 0;
break;
case 3:
strcpy(computer_name,"萧炎");
is_select_ct = 0;
break;
default:
strcpy(computer_name,"无效玩家");
is_select_ct = 1;
}
printf("您选择的对手是：%s\n",computer_name);
}
// 自己出拳
while(is_select_own)
{
printf("\n请选择您出拳方式：\n[1].石头 [2].剪刀 [3].布\n");
scanf("%d",&own_no);
switch(own_no)
{
case 1:
// c语言中，对char数组直接赋值
strcpy(own_name,"石头");
is_select_own = 0;
break;
case 2:
strcpy(own_name,"剪刀");
is_select_own = 0;
break;
case 3:
strcpy(own_name,"布");
is_select_own = 0;
break;
default:
strcpy(own_name,"无效的出拳");
is_select_own = 1;
}
printf("您的出拳方式是：%s\n",own_name);
}
// 对手出拳（随机生成0~2）
srand((unsigned)time(NULL));// 以时间作为随机种子
// 随机生成对手出拳的序号（0~2）
player_no = rand()%3+1;
switch(player_no)
{
case 1:
// c语言中，对char数组直接赋值
strcpy(player_name,"石头");
break;
case 2:
strcpy(player_name,"剪刀");
break;
case 3:
strcpy(player_name,"布");
break;
}
printf("\n%s的出拳方式是：%s\n",computer_name,player_name);
// 双方比较
if((own_no == 1 && player_no == 2)||(own_no == 2 && player_no == 3)||(own_no == 3 &&
player_no == 1))
{
printf("\n恭喜，您获胜！\n");
}
else if(own_no == player_no)
{
printf("\n平局！\n");
}
else
{
printf("\n很遗憾，您输了！\n");
}
// 退出游戏
printf("\n是否退出游戏？[Y/N]\n");
getchar();// 消除回车
scanf("%c",&stop);
if(stop == 'Y' || stop == 'y')
{
is_select_ct = 0;// 默认，选择对手操作是不重复的
is_select_own = 0;// 默认，自己出拳操作是不重复的
isStop = 0;
printf("\n游戏结束！\n");
}
else
{
// 还原状态
is_select_ct = 1;// 默认，选择对手操作是不重复的
is_select_own = 1;// 默认，自己出拳操作是不重复的
isStop = 1;
}
}
return 0;
}
四、补充
什么是素数
素数也被称作质数，只能被1和自身整除的数就叫做素数。
