淺談c語言中實現循環結構的控制語句

這篇文章主要淺談c語言中實現循環結構的控制語句，內容清晰明了，對此有興趣的小伙伴可以學習一下，相信大家閱讀完之后會有幫助。

c語言中實現循環結構的控制語句有：while語句、do-while語句和for語句，一般形式為“while(表達式){語句塊}”，“do{語句塊}while(表達式);”，“for(表達式1; 表達式2; 表達式3){語句塊}”。

所謂循環（Loop），就是重復地執行同一段代碼，例如要計算 1+2+3+……+99+100 的值，就要重復進行99次加法運算。

while循環

while循環的一般形式為：

while(表達式){
    語句塊
}

意思是，先計算“表達式”的值，當值為真（非0）時， 執行“語句塊”；執行完“語句塊”，再次計算表達式的值，如果為真，繼續執行“語句塊”……這個過程會一直重復，直到表達式的值為假（0），就退出循環，執行 while 后面的代碼。

我們通常將“表達式”稱為循環條件，把“語句塊”稱為循環體，整個循環的過程就是不停判斷循環條件、并執行循環體代碼的過程。

用 while 循環計算1加到100的值：

#include <stdio.h>
int main(){
    int i=1, sum=0;
    while(i<=100){
        sum+=i;
        i++;
    }
    printf("%d\n",sum);
    return 0;
}

運行結果：

5050

代碼分析：

1) 程序運行到 while 時，因為 i=1，i<=100 成立，所以會執行循環體；執行結束后 i 的值變為 2，sum 的值變為 1。

2) 接下來會繼續判斷 i<=100是否成立，因為此時 i=2，i<=100 成立，所以繼續執行循環體；執行結束后 i 的值變為 3，sum 的值變為3。

3) 重復執行步驟 2)。

4) 當循環進行到第100次，i 的值變為 101，sum 的值變為5050；因為此時 i<=100 不再成立，所以就退出循環，不再執行循環體，轉而執行while循環后面的代碼。

while 循環的整體思路是這樣的：設置一個帶有變量的循環條件，也即一個帶有變量的表達式；在循環體中額外添加一條語句，讓它能夠改變循環條件中變量的值。這樣，隨著循環的不斷執行，循環條件中變量的值也會不斷變化，終有一個時刻，循環條件不再成立，整個循環就結束了。

如果循環條件中不包含變量，會發生什么情況呢？

1) 循環條件成立時的話，while 循環會一直執行下去，永不結束，成為“死循環”。例如：

#include <stdio.h>
int main(){
    while(1){
        printf("1");
    }
    return 0;
}

運行程序，會不停地輸出“1”，直到用戶強制關閉。

2) 循環條件不成立的話，while 循環就一次也不會執行。例如：

#include <stdio.h>
int main(){
    while(0){
        printf("1");
    }
    return 0;
}

運行程序，什么也不會輸出。

再看一個例子，統計從鍵盤輸入的一行字符的個數：

#include <stdio.h>
int main(){
    int n=0;
    printf("Input a string:");
    while(getchar()!='\n') n++;
    printf("Number of characters: %d\n", n);
    return 0;
}

運行結果：

Input a string:c.biancheng.net↙
Number of characters: 15

本例程序中的循環條件為getchar()!='\n'，其意義是，只要從鍵盤輸入的字符不是回車就繼續循環。循環體n++;完成對輸入字符個數計數。

do-while循環

除了while循環，在C語言中還有一種 do-while 循環。

do-while循環的一般形式為：

do{
    語句塊
}while(表達式);

do-while循環與while循環的不同在于：它會先執行“語句塊”，然后再判斷表達式是否為真，如果為真則繼續循環；如果為假，則終止循環。因此，do-while 循環至少要執行一次“語句塊”。

用do-while計算1加到100的值：

#include <stdio.h>
int main(){
    int i=1, sum=0;
    do{
        sum+=i;
        i++;
    }while(i<=100);
    printf("%d\n", sum);
    return 0;
}

運行結果：

5050

注意while(i<=100);最后的分號;，這個必須要有。

while循環和do-while各有特點，大家可以適當選擇，實際編程中使用while循環較多。

除了while循環，C語言中還有 for 循環，它的使用更加靈活，完全可以取代 while 循環。

for循環

上面我們使用 while 循環來計算1加到100的值，代碼如下：

#include <stdio.h>
int main(){
    int i, sum=0;
    i = 1;  //語句①
    while(i<=100 /*語句②*/ ){
        sum+=i;
        i++;  //語句③
    }
    printf("%d\n",sum);
    return 0;
}

可以看到，語句①②③被放到了不同的地方，代碼結構較為松散。為了讓程序更加緊湊，可以使用 for 循環來代替，如下所示：

#include <stdio.h>
int main(){
    int i, sum=0;
    for(i=1/*語句①*/; i<=100/*語句②*/; i++/*語句③*/){
        sum+=i;
    }
    printf("%d\n",sum);
    return 0;
}

在 for 循環中，語句①②③被集中到了一起，代碼結構一目了然。

for 循環的一般形式為：

for(表達式1; 表達式2; 表達式3){
    語句塊
}

它的運行過程為：

1) 先執行“表達式1”。

2) 再執行“表達式2”，如果它的值為真（非0），則執行循環體，否則結束循環。

3) 執行完循環體后再執行“表達式3”。

4) 重復執行步驟 2) 和 3)，直到“表達式2”的值為假，就結束循環。

上面的步驟中，2) 和 3) 是一次循環，會重復執行，for 語句的主要作用就是不斷執行步驟 2) 和 3)。

“表達式1”僅在第一次循環時執行，以后都不會再執行，可以認為這是一個初始化語句。“表達式2”一般是一個關系表達式，決定了是否還要繼續下次循環，稱為“循環條件”。“表達式3”很多情況下是一個帶有自增或自減操作的表達式，以使循環條件逐漸變得“不成立”。

for循環的執行過程可用下圖表示：

我們再來分析一下“計算從1加到100的和”的代碼：

#include <stdio.h>
int main(){
    int i, sum=0;
    for(i=1; i<=100; i++){
        sum+=i;
    }
    printf("%d\n",sum);
    return 0;
}

運行結果：

5050

代碼分析：

1) 執行到 for 語句時，先給 i 賦初值1，判斷 i<=100 是否成立；因為此時 i=1，i<=100 成立，所以執行循環體。循環體執行結束后（sum的值為1），再計算 i++。

2) 第二次循環時，i 的值為2，i<=100 成立，繼續執行循環體。循環體執行結束后（sum的值為3），再計算 i++。

3) 重復執行步驟 2)，直到第101次循環，此時 i 的值為101，i<=100 不成立，所以結束循環。

由此我們可以總結出for循環的一般形式：

for(初始化語句; 循環條件; 自增或自減){
    語句塊
}

for循環中的三個表達式

for 循環中的“表達式1（初始化條件）”、“表達式2(循環條件)”和“表達式3（自增或自減）”都是可選項，都可以省略（但分號;必須保留）。

1) 修改“從1加到100的和”的代碼，省略“表達式1（初始化條件）”：

int i = 1, sum = 0;
for( ; i<=100; i++){
    sum+=i;
}

可以看到，將i=1移到了 for 循環的外面。

2) 省略了“表達式2(循環條件)”，如果不做其它處理就會成為死循環。例如：

for(i=1; ; i++) sum=sum+i;

相當于：

i=1;
while(1){
    sum=sum+i;
    i++;
}

所謂死循環，就是循環條件永遠成立，循環會一直進行下去，永不結束。死循環對程序的危害很大，一定要避免。

3) 省略了“表達式3(自增或自減)”，就不會修改“表達式2(循環條件)”中的變量，這時可在循環體中加入修改變量的語句。例如：

for( i=1; i<=100; ){
    sum=sum+i;
    i++;
}

4) 省略了“表達式1(初始化語句)”和“表達式3(自增或自減)”。例如：

for( ; i<=100 ; ){
    sum=sum+i;
    i++;
}

相當于：

while(i<=100){
    sum=sum+i;
    i++;
}

5) 3個表達式可以同時省略。例如：

for( ; ; )  語句

相當于：

while(1)  語句

6) “表達式1”可以是初始化語句，也可以是其他語句。例如：

for( sum=0; i<=100; i++ )  sum=sum+i;

7) “表達式1”和“表達式3”可以是一個簡單表達式也可以是逗號表達式。

for( sum=0,i=1; i<=100; i++ )  sum=sum+i;

或：

for( i=0,j=100; i<=100; i++,j-- )  k=i+j;

8) “表達式2”一般是關系表達式或邏輯表達式，但也可是數值或字符，只要其值非零，就執行循環體。例如：

for( i=0; (c=getchar())!='\n'; i+=c );

又如：

for( ; (c=getchar())!='\n' ; )
    printf("%c",c);

看完上述內容，是不是對淺談c語言中實現循環結構的控制語句有進一步的了解，如果還想學習更多內容，歡迎關注億速云行業資訊頻道。