C语言基础：循环结构（循环类型（while，do...while，for，嵌套循环），循环控制语句（break，continue，goto），无线循环（死循环））

Posted 2022-01-07 CodeJiao

1. 循环结构

循环结构可以多次执行相同的代码块。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。

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1.1 循环类型

C 语言提供了以下几种循环类型。

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。

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1.1.1 while 循环

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。

在这里，while 循环的关键点是循环可能一次都不会执行。当条件为 false 时，会跳过循环主体，直接执行紧接着 while 循环的下一条语句。

示例：

#include <stdio.h>
 
int main ()

   /* 局部变量定义 */
   int a = 0;

   /* while 循环执行 */
   while( a < 21 )
   
      printf("a 的值： %d\\n", a);
      a++;
   
 
   return 0;

运行结果：

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1.1.2 for 循环

语法:

for ( init; condition; increment )

   statement(s);

下面是 for 循环的控制流：

1. init 会首先被执行，且只会执行一次。这一步允许您声明并初始化任何循环控制变量。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。

示例：

#include <stdio.h>
 
int main ()

   int a;
    /* for 循环执行 */
   for( a = 1; a < 21; a = a + 1 )
   
      printf("a 的值： %d\\n", a);
   
 
   return 0;

运行结果：

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1.1.3 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。

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。

示例代码：

#include <stdio.h>
 
int main ()

   /* 局部变量定义 */
   int a = 0;

   /* 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;
       // 即使不满足条件也会执行一次
   while( a < -1 );
 
   return 0;

运行结果：

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1.1.4 嵌套循环

C 语言允许在一个循环内使用另一个循环。

示例：下面的程序使用了一个嵌套的 for 循环来查找 2 到 100 中的质数。

#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;

运行结果：

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1.2 循环控制语句

循环控制语句改变你代码的执行顺序。通过它你可以实现代码的跳转。

C 提供了下列的循环控制语句。

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。

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1.2.1 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。

示例:

#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;

运行结果:

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1.2.2 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。

示例：

#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;

运行结果：

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1.2.3 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。

语法:

goto label;
..
.
label: statement;

示例：

#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;

运行结果：

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1.3 无限循环（死循环）

如果条件永远不为假，则循环将变成无限循环（死循环）。

示例：

#include <stdio.h>
 
int main ()

   for( ; ; )
   
      printf("该循环会永远执行下去！\\n");
   
   return 0;

注意：您可以按 Ctrl + C 键终止一个无限循环。

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