☀️光天化日学C语言☀️（29）- while 语句 | 死循环啦！

Posted 2021-08-31 英雄哪里出来

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文章目录

• 一、前言
• 二、人物简介
• 三、程序结构概述
• 四、循环结构简介
• • 1、while 语句
  • • 1）语法规则
    • 2）死循环
    • 3）简单应用
  • 2、do-while 语句
  • • 1）语法规则
• 课后习题

一、前言

  本文作者是从 2007 年开始学 C语言 的，不久又接触了C++，基本就是 C/C++ 技术栈写了 14 年的样子，不算精通，但也算差强人意。著有《夜深人静写算法》系列，且承诺会持续更新，直到所有算法都学完。主要专攻 高中 OI 、大学 ACM、 职场 LeetCode 的全领域算法。由于文章中采用 C/C++ 的语法，于是就有不少读者朋友反馈语言层面就被劝退了，更何况是算法。
  于是，2021 年 06 月 12 日，《光天化日学C语言》 应运而生。这个系列文章主要服务于高中生、大学生以及职场上想入坑C语言的志同道合之人，希望能给祖国引入更多编程方面的人才，并且让自己的青春不留遗憾！
  这一章的主要内容是 一种循环结构，while 语句。

二、人物简介

• 第一位登场的就是今后会一直教我们C语言的老师 —— 光天。
  
• 第二位登场的则是今后会和大家一起学习C语言的没什么资质的小白程序猿 —— 化日。
  

三、程序结构概述

在C语言中，共有三大常用的程序结构：
  顺序结构： 代码从前往后执行，没有任何跳转；
  选择结构 ： 也叫分支结构，即 if else、switch 以及条件运算符；
  循环结构： 即重复执行同一段代码。

四、循环结构简介

#include <stdio.h>
int main() {
    printf("I love you!\\n");
    printf("I love you!\\n");
    printf("I love you!\\n");
    printf("I love you!\\n");
    printf("I love you!\\n");
    printf("I love you!\\n");
    printf("I love you!\\n");
    printf("I love you!\\n");
    return 0;
} 

• 重要的是，当输出语句为 100 条时，如果还用上面的思路进行输出，整个代码就会显得非常臃肿和冗余。所以，我们需要引入一种能够循环执行代码的结构。

1、while 语句

1）语法规则

• while 语句的一般形式为：

while(表达式){
    语句块
}

它的含义是：
  1）首先，计算 表达式 的值，当值为真时， 执行 语句块 的内容；
  2）然后，再次计算 表达式 的值，如果为真，继续执行 语句块……
  这个过程会一直重复，直到表达式的值为假，则退出循环，执行 while 后面的代码。

• 我们通常将上述的 表达式 称为循环条件，把 语句块 称为循环体，整个循环的过程就是不停判断 循环条件、并执行 循环体代码 的过程。
• 例如，我们可以把输出 100 条 “I love you!” ，写成如下代码：

#include <stdio.h>
int main() {
    int iCount = 0;                // (1)
    while(iCount < 100) {          // (2)
        printf("I love you!\\n");   // (3)
        ++iCount;                  // (4)
    }
    return 0;
} 

• $(1)$ 初始化一个计数器iCount为 0；
• $(2)$ 由于计数器小于 100，所以循环条件为真，则执行循环体；
• $(3)$ 输出一句话；
• $(4)$ 计数器自增；
• 目前为止，已经输出了一句话，并且计数器iCount为 1，继续回到 while 部分判断计数器是否小于 100，成立则继续执行，当循环体执行了 100 次以后，iCount的值为 100，此时条件不满足，遂跳出循环。
• while 循环可以这么设计：设置一个带有变量的循环条件；在循环体中额外添加一条语句，让它能够改变循环条件中变量的值。这样，随着循环的不断执行，循环条件中变量的值也会不断变化，终有一个时刻，循环条件不再成立，循环就结束了。

2）死循环

• 当循环条件永远成立的时候，while 循环会一直执行下去，这就是我们通常所说的 死循环 。如下代码所示：

#include <stdio.h>
int main(){
    while(1) {
        printf("I love you!\\n");
    }
    return 0;
}

• 它会不停地输出“1”，直到用户强制关闭进程。

3）简单应用

• 输入输出是我们常用的一种来测试算法实现正确性的方式。例如，当我们需要进行循环输入 a 和 b，并且输出 a + b 的值的时候，我们就可以这么写：

#include <stdio.h>
int main() {
    int a, b;
    while(scanf("%d %d", &a, &b) != EOF) {
        printf("%d\\n", a + b);
    }
    return 0;
} 

• 这里，我们先考虑scanf("%d %d", &a, &b)这个函数的返回值，当你从控制台输入两个数时，它会根据输入的格式正确与否，返回输入成功的数的个数，所以正常情况是返回 2 。
• 当没有任何输入时，它会返回 EOF，所以导致 循环条件 变成假，从而退出循环，退出循环以后就顺理成章的结束循环体，我们也就不能再进行输入了。

  其中EOF是一个宏定义，代表文件结尾，它的值是 -1，也就是说：scanf(...)函数，在没有任何输入以后会返回 -1。

【例题1】请利用 while 循环来计算 斐波那契数列 第 $n$ 项，斐波那契数列的定义如下：$$f(n)=\{\begin{array}{ll}1& n=0\\ 1& n=1\\ f(n-1)+f(n-2)& n>1\end{array}$$

• 实现过程参见课后习题。

2、do-while 语句

1）语法规则

• 除了 while 循环，在 C语言 中还有一种 do-while 循环。
• do-while 的一般形式为：

do{
    语句块
}while(表达式);

  do-while 循环与 while 循环的区别在于：它会先执行 语句块，然后再判断 表达式 是否为真，如果为真则继续循环；如果为假，则终止循环。因此，do-while 循环至少要执行一次 语句块。

• 关于循环结构的内容，今天就先讲到这里了，后面还会提到 另一种循环结构 —— for 循环。循环结构可以帮助我们干很多事情，这个就需要大家自己去体会和摸索了，当然，课后习题也能够帮助大家更好的理解循环结构。

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通过这一章，我们学会了：
  while 语句的用法；
  do while 语句的用法；

• 希望对你有帮助哦 ~ 祝大家早日成为 C 语言大神！

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课后习题

• 【第01题】A + B | 四种输入方式，开启刷题的序章
• 【第02题】给定 n，求 1 + 2 + 3 + … + n 的和 | 四种解法
• 【第47题】超级楼梯 | 迭代问题的鼻祖，斐波那契数列

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