c语言分层理解(c语言分支和循环语句)

1.什么是语句?

c语句有五类:

1.表达式语句
2.函数调用语句
3.控制语句
4.复合语句
5.空语句

2+3;//表达式语句
Add();//函数调用语句
if(){
    
    };//控制语句
;//空语句

可以简单理解为:一段别分号;隔开的代码就是一条语句。


c语言是一个结构化的程序设计语言。那么这里结构化包括三类结构:顺序结构,选择结构,循环结构。
下面我们来看控制语句:
大体可分为三类:

1.条件判断语句(分支语句):if语句、switch语句
2.循环语句:do…while语句、while语句、for语句
3.转向语句:break语句、continue语句、goto语句、return语句


2.分支语句

2.1 if语句

2.1.1 if语句语法结构

if(表达式)
  语句;
  
if(表达式)
  语句1;
else
  语句2;
  
//多分支 
if(表达式1)
  语句1;
else if(表达式2)
  语句2;
else
  语句3;

//执行多条语句
int main()
{
    
    
  if(表达式)
 {
    
    
    语句列表1}
  else
 {
    
    
    语句列表2}
  return 0;
}//在书写时我们应该带上依据具体场景适当带上{}

这里需要解释到的就是表达式结果为真,语句执行。在c语言中,0为假,非0为真。

2.1.2 悬空else

通过一个实例很好解释悬空else是什么,为什么。

#include <stdio.h>
int main()
{
    
    
  int a = 0;
  int b = 2;
  if(a == 1)
    if(b == 2)
      printf("hehe\n");
  else
    printf("haha\n");
  return 0;
}

这段代码我们一眼上去,有可能很难辨别他的结果,可能不知道这个控制语句是怎么执行的,下面我们来看看结果,然后再对其进行合理解释。

我们首先要知道一个知识点,就是else的匹配原则:和最近的if进行匹配。
那么我们就知道了怎么去优化。

#include <stdio.h>
int main()
{
    
    
	int a = 0;
	int b = 2;
	if (a == 1)
	{
    
    
		if (b == 2)
			printf("hehe\n");
		else
			printf("haha\n");
	}
	return 0;
}

这样我们就可以很好的去理解这段代码的逻辑。

2.1.3 if书写形式优化

这里书写形式我们来谈一谈,想要成为一个好的程序员我们必须要把代码写的像诗一样有条理,有内容,有高光。感兴趣的可以看看小米CEO雷军,网评说是写代码像诗一样优雅! 我respect!
先来了解一下if书写形式,后面我们再来了解更多的排版格式问题。

2.1.3.1推荐第一种形式

//代码1
if (condition) {
    
    
  return x;
}
return y;
//代码2
if(condition)
{
    
    
  return x;
}
else
{
    
    
  return y;
}//建议使用代码2形式

这段内容怎么去理解呢?咱们还使用实例来谈谈。

#include <stdio.h>
//优化前
int test()
{
    
    
	if (0)
		return 1;
	
	return 0;
}
//优化后
int test()
{
    
    
    if(0)
    {
    
    
        return 1;
    }
    else
    {
    
    
        return 0;
    }
}

int main()
{
    
    
	int a = test();
	return 0;
}

这段代码就能很好的反映出上述结构中的问题。显然优化后的代码结构更加显眼,一眼就能看出执行流程,理解上来更加容易。

2.1.3.2推荐第二种形式

//代码1
int num = 1;
if(num == 5)
{
    
    
  printf("hehe\n");
}
//代码2
int num = 1;
if(5 == num)
{
    
    
  printf("hehe\n");
}

看上去不就是常量5和变量num换了个位置吗?有什么区别呢?下面我们来看看如果判断==变成赋值=的报错情况就知道了。

这种情况下,就出现了一个bug,而且我们初学者很不容易发现。怎么去解决呢?

把常量放在判断符号前,变量放在判断符号后,这样就可以很好的解决这个bug再次出现。(这种方法只适合用在变量上,表达式不必使用即可)。

2.1.4 相关练习

2.1.4.1 判断一个数是否为奇数

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

2.1.4.2 输出1-100之间的奇数

#include <stdio.h>
int main()
{
    
    
	int i = 0;
	for (i = 0; i <= 100; i++)
	{
    
    
		if (i % 2 == 1)
		{
    
    
			printf("%d是奇数\n", i);
		}
	}
	return 0;
}

2.2 switch语句

2.2.1 switch语句结构

switch(整型表达式)
{
    
    
  语句项;
}

那么语句项是什么呢?

//是一些case语句:
//如下:
case 整形常量表达式:
  语句;

注意一个细节,那就是switch语句表达式必须是整型表达式,case后的表达式也必须是整型常量表达式。

举例子说明:


这就很明显的强调了表达式。

2.2.2 在switch中的break

还是通过实例来看:

#include <stdio.h>
int main()
{
    
    
  int day = 0;
  switch(day)
 {
    
    
    case 1printf("星期一\n");
      break;
    case 2:
      printf("星期二\n");
      break;
    case 3:
      printf("星期三\n");
      break;  
    case 4:
      printf("星期四\n");
      break;  
    case 5:
      printf("星期五\n");
      break;
    case 6:
      printf("星期六\n");
      break;
    case 7:
      printf("星期天\n");  
      break;
 }
  return 0;
}

这里的break的作用就是将case语句独立起来,如果没有break语句,那么我们想要的不是独立结果,switch语句中执行case语句时,是依次向下。break语句进行的分支操作。

有时候需求不同,我们还会把内容进行增删操作,如:

#include <stdio.h>
//switch代码演示
//1. 输入1-5,输出的是“weekday”
//2. 输入6-7,输出“weekend”
int main()
{
    
    
  int day = 0;
  switch(day)
 {
    
    
    case 1case 2:
    case 3:
    case 4:
    case 5:
      printf("weekday\n");
      break;
    case 6:
    case 7:
      printf("weekend\n");
      break;
 }
  return 0;
}

另外多句嘴:

在最后一个case语句的后面加上一条break语句。

2.2.3 default子句

当我们例举的case条件中没有我们的需求,就要用到default语句对其填充说明。

养成好习惯:在每个switch语句中放一条default子句是个好习惯,甚至可以在后面再加一个break,都是可以的。

2.2.4 练习

看下面代码我们回答打印出多少?

#include <stdio.h>
int main()
{
    
    
  int n = 1;
  int m = 2;
  switch (n)
 {
    
    
  case 1:
      m++;
  case 2:
      n++;
  case 3:
      switch (n)
     {
    
    //switch允许嵌套使用
      case 1:
          n++;
      case 2:
          m++;
          n++;
          break;
     }
  case 4:
      m++;
      break;
  default:
      break;
 }
  printf("m = %d, n = %d\n", m, n);
  return 0;
}

最终结果是:m=5,n=3
我们一来分析一下:


3.循环语句

3.1 while循环语句

3.1.1 while循环语句语法结构和执行流程

while(表达式)
循环语句;

执行流程:

3.1.2 while语句中的break和continue

3.1.2.1 break介绍

#include <stdio.h>
int main()
{
    
    
	int i = 1;
	while (i <= 10)
	{
    
    
		if (5 == i)
			break;
		printf("%d ", i);
		i++;
	}
	return 0;
}//输出结果是1234

总结break在while循环语句中的作用:

其实在循环中只要遇到break,就停止后期所有的循环,直接终止循环。所以,while循环中的break用于永久终止循环。

3.1.2.2 continue介绍

#include <stdio.h>
int main()
{
    
    
	int i = 1;
	while (i <= 10)
	{
    
    
		if (5 == i)
			continue;
		printf("%d ", i);
		i++;
	}
	return 0;
}//输出结果是1234死循环
#include <stdio.h>
int main()
{
    
    
	int i = 0;
	while (i < 10)
	{
    
    
		i++;
		if (5 == i)
			continue;
		printf("%d ", i);
	}//输出结果是:1 2 3 4 6 7 8 9 10
	return 0;
}

总结continue在while循环中的作用:

continue是用于终止本次循环的,也就是本次循环中continue后边的代码不再执行,而是直接跳转到while语句的判断部分,进行下一次循环的入口判断。

3.1.3 补充理解continue用法

还是通过例子来看:

#include <stdio.h>
int main()
{
    
    
int ch = 0;
while ((ch = getchar()) != EOF)
   putchar(ch);
  return 0;
}

首先对getchar和putchar以及EOF进行认识:

理解完了,我们带看看有关while ((ch = getchar()) != EOF)类似的例子:

#include <stdio.h>
int main()
{
    
    
	char password[20] = {
    
     0 };
	printf("请输入密码:>");
	scanf("%s", password);
	//清理\n
	while (getchar() != '\n')
	{
    
    
		;
	}

	printf("请确认密码(Y/N):");
	int ch = getchar();
	if (ch == 'Y')
	{
    
    
		printf("确认成功\n");
	}
	else
	{
    
    
		printf("确认失败\n");
	}

	return 0;
}

看看运行结果:

还有一个例子:

#include <stdio.h>
int main()
{
    
    
	int ch = 0;
	while ((ch = getchar()) != EOF)
	{
    
    
		if (ch < '0' || ch > '9')
			continue;
		putchar(ch);
	}
	return 0;
}//这段代码的作用是:只打印数字字符,跳过其他字符

运行结果:

3.2 for循环语句

3.2.1 for循环语句语法结构

for(表达式1; 表达式2; 表达式3)//表达式1是初始化部分,表达式2是条件判断部分,表达式3是调整部分
    循环语句;

比较一下for循环和while循环,我们就会发现for循环的风格略胜一筹,使用频率最高。

3.2.2 for循环语句中的break和continue

//break语句的使用
#include <stdio.h>
int main()
{
    
    
    int i = 0;
    for(i=1; i<=10; i++)
    {
    
    
        if(i == 5)
            break;
        printf("%d ",i);
    }
    return 0;
}//输出结果:1 2 3 4 
//continue语句的使用
#include <stdio.h>
int main()
{
    
    
	int i = 0;
	for (i = 1; i <= 10; i++)
	{
    
    
		if (i == 5)
			continue;
		printf("%d ", i);
	}
	return 0;
}//输出结果:1 2 3 4 6 7 8 9 10

3.2.3 for语句循环控制变量

建议:

1.不可在for循环体内修改循环变量,防止for循环失去控制
2.建议for语句的循环控制变量采用“前闭后开区间”写法

3.2.4 for循环的变种

3.2.4.1 变种一

#include <stdio.h>
int main()
{
    
    
    for(;;)
    {
    
    
        printf("hehe\n");
    }
    return 0;
}//死循环了

3.2.4.2 变种二

#include <stdio.h>
int main() 
{
    
    
	int i = 0;
	int j = 0;
	//这里打印多少个hehe?
	//for循环嵌套
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
    
    
		for (j = 0; j < 10; j++)
		{
    
    
			printf("hehe\n");
		}
	}
	return 0;
}//打印100个hehe

3.2.4.3 变种三

#include <stdio.h>
int main()
{
    
    
	int i = 0;
	int j = 0;
	//如果省略掉初始化部分,这里打印多少个hehe?
	for (; i < 10; i++)
	{
    
    
		for (; j < 10; j++)
		{
    
    
			printf("hehe\n");
		}
	}
}//打印十个hehe

这个怎么去理解呢?

3.2.5 相关笔试题

//请问循环要循环多少次?
#include <stdio.h>
int main()
{
    
    
	int i = 0;
	int k = 0;
	for (i = 0, k = 0; k = 0; i++, k++)
		k++;
	return 0;
}//循环0次,因为判断条件是赋值操作符,并不是判断操作符。

3.3 do…while循环语句

3.3.1 do…while循环语句语法结构

do
    循环语句;
while(表达式);

3.3.2 do语句的特点

循环至少执行一次,依据场景使用。

3.3.3 do…while循环语句中的break和continue

//break的使用
#include <stdio.h>
int main()
{
    
    
	int i = 1;
	do
	{
    
    
		if (5 == i)
			break;
		printf("%d ", i);
		i++;
	} while (i < 10);

	return 0;
}//输出结果是1 2 3 4
#include <stdio.h>
int main()
{
    
    
	int i = 1;
	do
	{
    
    
		if (5 == i)
			continue;
		printf("%d ", i);
		i++;
	} while (i < 10);

	return 0;
}//输出结果:1 2 3 4死循环

3.4 练习

3.4.1 计算n的阶乘

思路,假设计算3的阶乘,3!=1 *2 *3。

#include <stdio.h>
int main()
{
    
    
	int n = 0;
	int ret = 1;
	int input = 0;
	scanf("%d",&input);
	for (n = 1; n <= input; n++)
	{
    
    
		ret = n * ret;
	}
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}

3.4.2 计算1!+2!+3!..+10!

#include <stdio.h>
int main()
{
    
    
	int i = 0;
	int j = 0;
	int ret = 1;
	int sum = 0;
	for (j = 1; j <= 10; j++)
	{
    
    
		ret = 1;//防止ret累乘
		for (i = 1; i <= j; i++)
		{
    
    
			ret = ret * i;
		}
		sum = sum + ret;
	}
	printf("%d", sum);
	return 0;
}

3.4.3 在一个有序数组中查找具体的某个数字(二分查找法)

思路:

run代码:

#include <stdio.h>
int main()
{
    
    
	const arr[] = {
    
     1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	int LeftSub = 0;
	int RightSub = sz - 1;
	int k = 0;
	scanf("%d", &k);
    
	while (LeftSub <= RightSub)
	{
    
    
		int MidSub = LeftSub + (RightSub - LeftSub) / 2;
		if (arr[MidSub] > k)
		{
    
    
			RightSub = MidSub - 1;
		}
		else if (arr[MidSub] < k)
		{
    
    
			LeftSub = MidSub + 1;
		}
		else
		{
    
    
			printf("找到了,它的下标是:%d\n", MidSub);
			break;
		}
	}
	if (LeftSub > RightSub)//当你要找的数字不在数组中时,会执行LeftSub = MidSub + 1,导致LeftSub会大于RightSub
	{
    
    
		printf("没有找到\n");
	}
	return 0;
}

需要注意的问题:

3.4.4 编写代码,演示多个字符从两端移动,向中间汇聚

思路:

run代码:

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <Windows.h>
int main()
{
    
    
	char arr1[] = "welcome to home!!!!";
	char arr2[] = "###################";
	int LeftSub = 0;
	int RightSub = strlen(arr1) - 1;

	while (LeftSub <= RightSub)
	{
    
    
		arr2[LeftSub] = arr1[LeftSub];
		arr2[RightSub] = arr1[RightSub];
		printf("%s\n", arr2);
		Sleep(1000);//缓冲一秒时间
		//system("cls");//清除作用
		LeftSub++;
		RightSub--;
	}
	return 0;
}

3.4.5 编写代码实现,模拟用户登录情景,并且只能登录三次

run代码:

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
    
    
	//设置一个密码
	char arr[] = "123456";
	//用户登录
	int i = 0;
	int InputPassword[20] = {
    
     0 };
	for (i = 0; i < 3; i++)
	{
    
    
		scanf("%s", InputPassword);
		if ((strcmp(arr, InputPassword)) == 0)
		{
    
    
			printf("输入正确,成功登录\n");
			break;
		}
		else
		{
    
    
			printf("输入错误,请重新输入:>\n");
		}
	}
	if (i == 3)
	{
    
    
		printf("退出登录\n");
	}
	return 0;
}

解析strcmp函数:

3.4.6 猜数字1~100的游戏实现

run代码:

#include <stdio.h>
void menu()
{
    
    
	printf("#####################\n");
	printf("## 1.play   0.exit ##\n");
	printf("#####################\n");
}

void game()
{
    
    
	//电脑随机生成1~100的数字
	int KnowedNumber = rand()%100 + 1;
	int guess = 0;

	while (1)
	{
    
    
		scanf("%d", &guess);
		if (guess > KnowedNumber)
		{
    
    
			printf("猜大了,请再猜\n");
		}
		else if (guess < KnowedNumber)
		{
    
    
			printf("猜小了,请再猜\n");
		}
		else
		{
    
    
			printf("恭喜你猜对了\n");
			break;
		}
	}
}

int main()
{
    
    
	int intput = 0;
	//设置随机生成器
	srand((unsigned int)time(NULL));
	do
	{
    
    
		//创建一个菜单
		menu();
		printf("请选择:>");
		scanf("%d", &intput);
		switch (intput)
		{
    
    
		case 1:
			//玩游戏
			game();
			break;
		case 0:
		{
    
    
			printf("不玩了,退出程序\n");
			break;
		}
		default:
		{
    
    
			printf("选择错误,重新选择\n");
			break;
		}
		}
	} while (intput);
	
	return 0;
}

对rand函数及srand和时间戳解析;

4.goto语句

goto语句适合在多层循环中使用,一次跳出多层循环。
应用场景:

for(...)
  for(...)
 {
    
    
    for(...)
   {
    
    
      if(disaster)
        goto error;
   }
 }
  …
error:
if(disaster)
    // 处理错误情况

在多层循环中,break难免会更加繁琐,goto更好,但是很少使用goto,用的好效果出奇,用的不好那就是bug怪了,哈哈哈。

4.1 练习:关机程序的实现

#include <string.h>
int main()
{
    
    
	char input[20] = {
    
     0 };
	system("shutdown -s -t 60");

	while (1)
	{
    
    
		printf("请注意,你的电脑在1分钟内关机,如果输入:我是猪,就取消关机\n");
		scanf("%s", input);
		if (strcmp(input, "我是猪") == 0)
		{
    
    
			system("shutdown -a");
			printf("关机取消\n");
			break;
		}
	}
	return 0;
}

本章c语言分支和循环到此结束,谢谢你们的陪伴!我会更加努力!

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