一、循环结构
在生活中我们常常遇到需要重复处理的问题，我们在编程时解决需要重复处理的问题需要使用循环语句
循环语句主要有3种：while()循环；do-while()循环和for()循环
1、while()循环
用法：
while(循环条件)
{
循环体;
……
}
说明：
当程序遇到while()循环的时候，首先会判断while()的括号内的表达式，若为真（即满足循环条件）则执行循环，执行完循环体后再次返回到while()；若为假则结束循环
示例：
输入10个学生的成绩，输出这10个学生的成绩总和以及平均分
int main()
{
int i = 1,count = 0,input = 0;//i用来控制循环次数，count用于总和，input用于每次输入
float avg = 0;//avg用于平均分
while(i<=10)//循环条件
{
printf("请输入第%d个学生的成绩：\n",i);
scanf("%d",&input);
count += input;
i++;//不要忘了让i++
}
avg = (float)count/10;
printf("总成绩是%d\n平均成绩是%f\n",count,avg);
return 0;
}
思考：若在循环体中没有i++这一句将会发生什么结果？
答案：i++这一句的作用是改变循环的状态。若没有i++这句，则i的值会永远是1，则循环永远都不会结束，即程序会进入死循环
初学者在使用循环时一定要注意不要陷入死循环。当你的程序使用了循环结构，在编译阶段无语法错误，在执行时发现程序会无限期进行下去，则很可能你的程序进入了死循环。此时要检查循环条件设置是否正确，以及检查是否设置了改变循环状态的量。
若发生了死循环，按ctrl+c(或ctrl+z)组合键可强制终止当前程序
练习：求1+2+3+……+100=?
答案：
int main()
{
int i=0,sum=0;
while(i<=100)
{
sum += i;
i++;
}
printf("和是%d\n",sum);
return 0;
}
若while()后没有{}限制，则循环只执行到while()后第一个分号处（即只执行一条语句），这点与if()-else相同
2、do-while()循环
用法：
do
{
循环体;
……
}while(循环条件);
说明：
当程序遇到do，会首先执行do下面的语句（即循环体），之后执行到while()，判断while()的括号内的表达式是真/假，若为真（即满足循环条件）则返回do语句处再次执行循环体；若为假则结束循环。
示例：将上文示例改写成do-while()循环
int main()
{
int i = 1,count = 0,input = 0;//i用来控制循环次数，count用于总和，input用于每次输入
float avg = 0;//avg用于平均分
do//循环开始
{
printf("请输入第%d个学生的成绩：\n",i);
scanf("%d",&input);
count += input;
i++;//不要忘了让i++
}while(i<=10);//循环条件
avg = (float)count/10;
printf("总成绩是%d\n平均成绩是%f\n",count,avg);
return 0;
}
练习：将上文练习“1+2+3+……+100=?”改写成do-while()循环
答案：
int main()
{
int i=0,sum=0;
do
{
sum += i;
i++;
}while(i<=100);
printf("和是%d\n",sum);
return 0;
}
while()与do-while()的区别：
while()循环是先判断循环条件，再进入循环体。而do-while()循环是先进入循环体，再判断循环条件。
while()循环有可能不执行循环体，而do-while()循环一定会执行一次循环体
3、for()循环
用法：
for(表达式1;表达式2;表达式3)
{
循环体;
……
}
注意：for()括号内的3个表达式的分隔符是分号;不是逗号,
说明：
表达式1：循环的初始条件，只执行一次。可以为0个、1个或多个变量设置初值
表达式2：判断循环结束的条件。在每次执行循环体前判断此表达式，若表达式为真则进入循环，否则不执行循环
表达式3：作为循环的调整（即改变循环状态），在执行完循环体之后执行
for(表达式1;表达式2;表达式3)
{
循环体;
}
等价于：
表达式1;
while(表达式2)
{
循环体;
表达式3;
}
表达式1可以省略。若如此做，相当于没有给for()循环设定起始初值。因此，若要循环正常进行，需要在for()之前设置好循环起始初值
表达式2可以省略。若如此做，相当于for()循环没有结束条件，即死循环。等价于：
while(1)
{
循环体;
表达式3;
}
表达式3可以省略。若如此做，需要在循环体内设置循环调整语句，否则循环无法正常执行。
若将3个表达式都省略（即for(;;)），则相当于设置了一个无限循环
若for()后没有{}限制，则循环只执行到for()后第一个分号处（即只执行一条语句），这点与if()-else相同
示例：将上文示例改写成for()
答案：
int main()
{
int i,count=0,input=0;
float avg;
for(i=0;i<10;i++)
{
printf("请输入第%d个学生的成绩：\n",i+1);
scanf("%d",&input);
count += input;
}
avg = (float)count/10;
printf("总成绩是%d\n平均成绩是%f\n",count,avg);
return 0;
}
练习：将上文练习“1+2+……+100”改写成for()循环
答案：
int main()
{
int i,sum=0;
for(i=1;i<=100;i++)
sum += i;
printf("和是%d\n",sum);
}
三种循环的比较：
1）如果使用while()或do-while()，需要注意在循环体内设置改变循环状态的变量。而for()循环则是在表达式3中设置
2）一般来说，for()循环的表达式3的位置甚至可以将循环体都放入，所以for()循环更常用
3）在知道循环次数的情况下，推荐使用for()循环；在不知循环次数的情况下推荐使用while()或do-while()循环
4）从C99版本开始，C语言支持以下用法：
for(int i=0;i<10;i++)
{
循环体;
……
}
这样就可以不用事先特地定义一个用于循环的变量，随时使用随时定义即可。
注意1：这种使用方式循环变量i的生命周期仅仅是在for()循环中，当for()循环结束i即结束其生命周期。如果这样使用：
for(int i=0;i<10;i++)
{
循环体;
……
}
printf("%d",i);//此时i的生命周期已经结束，企图访问不存在的变量i，非法
则编译会显示语法错误。
注意2：这种用法仅支持C99及以后C语言版本的编译器，如果这样使用出现语法错误则证明其编译器版本不支持这种语法，请不要使用这种语法而是在for()循环开始前就定义循环变量。
练习：打印斐波那契数列的前n项，其中n由键盘输入。斐波那契数列的特点如下：
F1=1 (n=1)
F2=1 (n=2)
Fn=Fn-1 + Fn-2 (n>=3)
答案：
int main()
{
int f1=1,f2=1,i,n;
printf("请输入循环次数：");
scanf("%d",&n);
for(i=1;i<=n/2;i++)//因为每次打印2个数，所以循环次数是n/2次
{
printf("%d\n%d\n",f1,f2);
f1=f1+f2;
f2=f2+f1;
}
return 0;
}
4、循环的嵌套使用
一个循环体内又包含一个循环体的结构称之为循环的嵌套。内嵌循环还可以再嵌套循环。3种循环都是可以互相嵌套使用的。例如下面的例子都是合法的：
1）
while()
{
do
{
}while();
}
2）
for(;;)
{
while()
{
}
}
3）
do
{
for()
{
}
}while();
使用循环嵌套时，需要注意内层循环与外层循环之间的关系，避免出现死循环。
练习1：输出如下图形：
*
***
*****
*******
*********
***********
其中需要输出几行由键盘输入。
答案：
#include<stdio.h>
int main()
{
int len,i,j;
printf("please input line:");
scanf("%d",&len);
for(i=0;i<len;i++)
{
for(j=0;j<len-i-1;j++)
printf(" ");
for(j=0;j<2*i+1;j++)
printf("*");
printf("\n");
}
return 0;
}
练习2：现有100元钱要买以下3种文具。其中一个笔记本20元，一套尺6元，一个笔4元，每样文具至少买1个。列举出所有的购买方案，以及列举出所有正好花光100元的购买方案
答案：
int main()
{
int i,j,k,count=0;
//计算总共多少方案
for(i=1;i<=5;i++)
{
for(j=1;j<=16;j++)
{
for(k=1;k<=25;k++)
{
if(i*20+j*6+k*4<=100)
{
printf("买%d个笔记本，%d套尺，%d个笔，共%d元\n",i,j,k,i*20+j*6+k*4);
count++;
}
}
}
}
printf("共%d种\n",count);
count=0;
//计算花光100元总共多少种方案
printf("花光100元的方案有：\n");
for(i=1;i<=5;i++)
{
for(j=1;j<=16;j++)
{
for(k=1;k<=25;k++)
{
if(i*20+j*6+k*4==100)
{
printf("买%d个笔记本，%d套尺，%d个笔\n",i,j,k);
count++;
}
}
}
}
printf("花光100元共%d种\n",count);
return 0;
}
5、提前结束循环的语句：continue、break、return、exit()
1）continue
continue语句的用法是：
continue;
其作用是结束本次循环，即跳过所有continue下的语句，进入下次循环。
示例：输出100~200之间不能被3整除的整数
int main()
{
int n;
for(n=100;n<=200;n++)
{
if(n%3==0)
continue;//结束本次循环，进入下次循环
printf("%d ",n);
}
printf("\n");
return 0;
}
2）break
break语句的用法是：
break;
其作用是结束循环，执行循环体外的下一个语句
回顾：break在switch()语句中的作用
break在switch()语句中的作用是跳出switch()语句，执行switch()语句下一条语句。
示例：从r=1开始，输出所有半径是正整数的圆的面积，直至出现面积大于100为止
#include<stdio.h>
#define PI 3.141592
int main()
{
int r=1;
float area;
while(1)//死循环
{
area = r*r*PI;
printf("半径%d的圆面积是%f\n",r,area);
r++;
if(area>=100)
break;
}
return 0;
}
可以看到，尽管在示例程序中while()循环使用了死循环，当出现break语句后，依然会跳出循环。
3）return
return语句的用法是：
return 需要的返回值;
其中需要的返回值由函数类型决定。如main()函数是int类型，则需要返回一个整数。如果函数是void类型则无需写返回值。
return语句的作用是结束当前函数，并将返回值返回给函数调用的位置。
有关return语句的用法我们将在函数的课程中详细讲解。
需要注意的是return不仅仅是结束了循环，更是结束了当前的函数。因此要慎用。
4）exit
exit语句的用法是：
exit(x);//x为0或正整数
当x为0时表示正常结束，不为0时表示异常结束（异常号）
exit()在头文件 stdlib.h 中
exit()不仅仅是结束循环，它的真正意义是退出当前程序。因此非常不推荐使用exit()结束循环
从效果来看，4个语句的效果如下：
exit() > return > break > continue
强<---------------------------->弱
练习：输出100~200间的所有素数
答案：
int main()
{
int i,j;
for(i=100;i<=200;i++)//外层循环，表示当前数字
{
for(j=2;j<=i/2;j++)//内层循环，表示除数
{
if(i%j==0)
{
break;
}
}
if(j>i/2)
{
printf("%d是质数\n",i);
}
}
return 0;
}
/***************goto语句**************/
6、goto语句
用法：
goto 语句标号;
说明：
goto语句是无条件跳转语句，当执行到goto语句时，程序会跳转到goto语句所指向的标号处。语句标号的命名规则与C语言标识符的命名规则相同。
示例：
int main()
{
label_1:
……
……
goto label_1;
}
滥用goto语句会使程序无规律、可读性差。goto语句违背了C语言的模块化编程的基本思想，因此goto语句不推荐使用。
/***************goto语句end***********/