C语言分支和循环语句

前言

C语言是程序化的设计语言，这里的结构指的是顺序结构、、选择结构、循环结构。

我们可以使用if、switch实现分支结构，使用for、while、do while实现循环结构

1 if语句

1.1 if

if语句的语法形式如下

if(表达式)
   语句

表达式成立（为真），则语句执行，表达式不成立（为假），则不执行。

另外，在C语言中，0表示假，非0表示真，也就是输出的结果为0，则语句不执行，表达式的结果不是0，则语句执行。        

eg：输入一个整数，判断是否为奇数

#include <stdio.h>
int main()
{
 int num = 0;
 scanf("%d", &num);
 if(num % 2 == 1)
 printf("%d 是奇数\n", num);
 return 0;
}

1.2 else

如果一个数不是奇数，则为偶数。那么对于任意一个整数，要判断是奇数还是偶数该如何表示？

利用if...else...语句，语法形式如下：

if(表达式)
   语句1
else
   语句2

eg：输入一个整数，判断是奇数还是偶数

#include <stdio.h>
int main()
{
 int num = 0;
 scanf("%d", &num);
 if(num % 2 == 1)
 printf("%d 是奇数\n", num);
 else
 printf("%d 是偶数\n", num);
 return 0;
}

1.3 分支中包含多条语句

默认在if和else语句中都只控制一条语句

如果要控制多条语句，可以使用{}将代码括起来。

eg：

int main()
{
	int  age= 0;
	scanf("%d", &age);

	if (age >= 18)
	{
		printf("成年了\n");
		printf("要上大学了\n");
	}
	else
	{
		printf("未成年\n");
		printf("还未上大学\n");
	}

	return 0;
}

1.4 嵌套if

在 if else语句中，else可以与另一个if语句连用，构成多重判断。

语法形式如下：

if（表达式）
else if（表达式）
...
else

eg：输⼊⼀个⼈的年龄

如果年龄<18岁，打印"少年"

如果年龄在18岁⾄44岁打印"⻘年"

如果年龄在45岁⾄59岁打印"中⽼年"

如果年龄在60岁⾄89岁打印"⽼年"

如果90岁以上打印"⽼寿星"

#include <stdio.h>
int main()
{
 int age = 0;
 scanf("%d", &age);
 if(age<18)
 {
 printf("少年\n");
 }
 else
 {
 if(age<=44)
 {
 printf("⻘年\n");
 }
 else
 {
 if(age<=59)
 {
 printf("中⽼年\n");
 }
 else
 {
 if(age<=90)
 printf("⽼年\n");
 else
 printf("⽼寿星\n");
 }
 }
 }
 return 0;
}

1.5悬空else

如果有多个if和else，else总是跟最接近的if匹配。

适当带上大括号，代码的逻辑会更清晰，可以避免产生bug。

2 关系操作符

C 语⾔⽤于⽐较的表达式，称为 “关系表达式”（relational expression），⾥⾯使⽤的运算符就称 为“关系运算符”（relational operator），主要有下⾯6个。

> 大于运算符

< 小于运算符

>= 大于等于运算符

<= 小于等于运算符

== 等于运算符

!= 不等于运算符

注意：=用于赋值，==用于判断是否相等

关系表达式通常返回0或1，表示真假。

c语言中，0表示假，非0表示真。比如，20>12返回1，12>20返回0。

关系表达式通常if或while结构中。

if(x==3)
printf("%d",x);

为了分支==和=混淆，通常将x==3写出3==x，此时如果==写成了=，编译器会报错。

另外，多个关系运算符不宜连用。

i<j<m

上面的示例并不如我们数学中的意义相同，它表达的是（i<j）<m，而i<j返回0，即0<m，此时编译器不会报错。正确的写法应该是：

i<j&&j<m

3 逻辑操作符：&&，||，！

! ：逻辑取反运算符（改变单个表达式的真假）。

 && ：与运算符，就是并且的意思（两侧的表达式都为真，则为真，否则为假）。

 || ：或运算符，就是或者的意思（两侧⾄少有⼀个表达式为真，则为真，否则为假）。

短路：C语⾔逻辑运算符还有⼀个特点，它总是先对左侧的表达式求值，再对右边的表达式求值，这个顺序是 保证的。如果左边的表达式满⾜逻辑运算符的条件，就不再对右边的表达式求值。这种情况称为“短路”。

例如：

if(month>=33&&month<=5)

表达式中&& 的左操作数是 month >= 3 ，右操作数是 month = 3 的 结果是0的时候，及时不判断 month <= 5 ，整个表达式的结果也是0（不是春季）。 所以，对于&&操作符来说，左边操作数的结果是0的时候，右边操作数就不再执⾏。

像这种仅仅根据左操作数的结果就能知道整个表达式的结果，不再对右操作数进⾏计算的运算称为短 路求值。

 4 switch语句

除了if语句外，C语言还提供了switch语句来实现分支操作。 

switch(experssion){
case value1:statement
case value2:statement
default:statement

}

 上面代码中，根据表达式expression不同的值，执行相应的case分支。如果找不到相应的情况，就执行default分支。

另外，switch后的expression必须是整型表达式

           case后的值，必须是整型常量表达式。

4.1 switch语句中的break

#include <stdio.h>
int main()
{
 int n = 0;
 scanf("%d", &n);
 switch(n%3)
 {
 case 0:
 printf("整除，余数为0\n"); 
 case 1:
 printf("余数是1\n"); 
 case 2:
 printf("余数是2\n"); 
 }
 return 0;
}

 运行结果如下：

 这是为什么呢？ 原因是 switch 语句也是分⽀效果的，只有在 switch 语句中使⽤ break 才能在跳出 switch 语 句，如果某⼀个 case 语句的后边没有 break 语句，代码会继续玩下执⾏，有可能执⾏其他 case 语句中的代码，直到遇到 break 语句或者 switch 语句结束。就⽐如上⾯的代码就执⾏了 case 2 中的语句。

所以在 switch 语句中 break 语句是⾮常重要的，能实现真正的分⽀效果。 当然， break 也不是每个 case 语句都得有，这就得根据实际情况来看了。

如果需求发⽣变化，变为：

1. 输⼊1-5，输出的是“⼯作⽇”;

2.输⼊6-7，输出“休息⽇”

#include <stdio.h>
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;
 case 6:
 case 7:
 printf("休息⽇\n");
 break;
 }
 return 0;
}

我们发现应该根据实际的情况，来在代码中觉得是否使⽤ break ，或者在哪⾥使⽤ break ，才能正确完成实际的需求。

4.3 switch语句中的default

在 switch 语句中 case 语句和 default 语句是没有顺序要求的，只要你的顺序是满⾜实 际需求的就可以。

不过我们通常是把 default ⼦句放在最后处理的。

5 while循环

5.1 while语句的执行流程

 6 for循环

6.1 语法形式

for（表达式1；表达式2；表达式3）

       语句；

表达式1用于循环变量的初始化

表达式2用于循环结束条件的判断

表达式3用于循环变量的调整

整个循环过程中，表达式1只被执行一次，剩下的就是表达式2，循环语句，表达式3在。

7 do while 循环

举一个例子：

#include <stdio.h>
int main()
{
 int i = 1;
 do
 {
 printf("%d ", i);
 i = i + 1;
 }while(i<=10);
 
 return 0;
}

⼀般 do while 使⽤在循环体⾄少被执⾏⼀次的场景下，所以较少⼀些。

8 break和continue语句

break 的作⽤是⽤于永久的终⽌循环，只要 break 被执⾏，直接就会跳出循环，继续往后执行。

 continue 的作⽤是跳过本次循环 continue 后边的代码，在 for 循环和 while 循环中有所差异的。

8.1 while循环中的break和continue

下面用两个例子来解释：

#include <stdio.h>
int main()
{
 int i = 1;
 while(i<=10)
 {
 if(i == 5)
 break;//当i等于5后，就执⾏break，循环就终⽌了
 printf("%d ", i);
 i = i+1;
 }
 return 0;
}

#include <stdio.h>
int main()
{
 int i = 1;
 while(i<=10)
 {
 if(i == 5)
 continue;
 //当i等于5后，就执⾏continue，直接跳过continue的代码，去循环的判断的地⽅
 //因为这⾥跳过了i = i+1，所以i⼀直为5，程序陷⼊和死循环
 printf("%d ", i);
 i = i+1;
 }
 return 0;
}

 8.2 for循环中的break和continue

for循环中break的作用和while中的相同

对于continue，举例如下：

#include <stdio.h>
int main()
{
 int i = 1;
 for(i=1; i<=10; i++)
 {
 if(i == 5)
 continue;//这⾥continue跳过了后边的打印，来到了i++的调整部分
 printf("%d ", i);
 }
 return 0;
}

 在 for 循环中 continue 的作⽤是跳过本次循环中 continue 后的代码，直接去到循环的调 整部分。未来当某个条件发⽣的时候，本次循环⽆需再执⾏后续某些操作的时候，就可以使⽤ continue 来实现。

在这里，可以对比一下while和for循环中continue的区别

 8.3 do while循环中的break和continue

作用几乎和while循环中的一模一样。

10 goto语句

C语⾔提供了⼀种⾮常特别的语法，就是 goto 语句和跳转标号， goto 语句可以实现在同⼀个函数 内跳转到设置好的标号处。

#include<stdio.h>
int main()
{
    printf("hello\n");
    goto next;
    printf("world\n");
next:
    printf("hi\n");
    return 0;
}

goto 语句如果使⽤的不当，就会导致在函数内部随意乱跳转，打乱程序的执⾏流程，所以我们的建 议是能不⽤尽量不去使⽤；但是 goto 语句也不是⼀⽆是处，在多层循环的代码中，如果想快速跳出 使⽤ goto 就⾮常的⽅便了。