本博客主要内容为 “小甲鱼” 视频课程《带你学C带你飞》【第一季】 学习笔记，文章的主题内容均来自该课程，在这里仅作学习交流。在文章中可能出现一些错误或者不准确的地方，如发现请积极指出，十分感谢。
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1. 循环的基本结构
循环的基本结构一般如下图所示
通常一个循环都将涉及到三个动作，初始化计数器、判断循环条件是否满足和更新计数器。但是这种方式导致我们书写一个 while 循环至少需要三个语句，为了简化可以使用 for 循环。
2. for 语句
for 语句的用法如下所示
for (表达式1; 表达式2; 表达式3)
循环体
在 for 语句中三个表达式用分号隔开，其中表达式1是循环初始化表达式（对应上面的 “初始化计数器”），表达式2是循环条件表达式（对应上面的 “循环条件”），表达式3是循环调整表达式（对应上面的 “更新计数器”）。
这样一来，for 语句将初始化计数器、循环条件判断、更新计数器三个动作组织到了在一起，那么以后如果要修改循环的次数，每次递进的跨度，或者循环结束条件，只需要在 for 语句后边的小括号内统一修改即可。
3. 灵活的 for 语句
3.1 表达式的省略
for 语句的表达式1，表达式2和表达式3都可以按照需要进行省略，但分号不能省，其中可以是包括但不限以下的任何一种形式
for ( ; 表达式2; 表达式3)
for (表达式1; 表达式2; )
for (表达式1; ; )
for ( ; ; )
其中需要注意的是最后一个表达式，他实际上代表的是一个死循环。在程序中有死循环的存在并不代表着程序一定出现了错误，因为有的情境下需要死循环，如一个服务不停地向用户发送一个请求之类的。
3.1.1 举例说明
下面是一个 for 语句使用的示例说明，通过 for 循环将一句话打印十遍。
#include <stdio.h>
int main()
{
int count;
for (count = 0; count < 10; count ++)
{
printf ("a line ~~~\n");
}
return 0;
}
下面考虑上面所说的出现省略的情况，如下是省略表达式 1 的情况
#include <stdio.h>
int main()
{
int count = 0;
for (; count < 10; count ++)
{
printf ("a line ~~~\n");
}
return 0;
}
在上面的代码中，因为初始化的过程已经在之前的部分完成，所以可以在 for 语句简化这部分；当让我们还可以省略 count ++ ，将其放在循环体中，但是这种代码与 while 循环的差别也就不打了。所以除非有较为特殊的需求，否则过多的省略 for 语句，一方面使得程序较为难懂，另外也有可能降低程序的效率。
3.1.2 判断一个数字是否为素数
素数指在大于 1 的自然数中，除了 1 和此数自身外，无法被其他自然数整除的数。关于素数的求法有很多，这里我们用比较朴素暴力的方式：迭代测试从2到num/2所有整数是否能被整除（num为待测试的整数），如果没有出现能被整除的整数，那么它就是素数。
具体代码如下所示
#include <stdio.h>
int main()
{
int input_num, i;
int flag = 0;
printf("%s: ", "input a number");
scanf("%d", &input_num);
for (i = 2;i <= input_num/2; i++)
{
if (input_num%1 == 0)
{
flag = 1;
}
}
if (flag == 1)
{
printf("It is a prime number\n");
}
else{
printf("It is not a prime number\n");
}
return 0;
}
执行上面的程序可以根据输入判断其是否为一个素数，这种判断方式较为麻烦，只是对本节课 for 循环的一个联系，在后面会介绍更为简单的方法。
3.2 逗号表达式
表达式1和表达式3可以是一个简单的表达式，也可以是逗号表达式，即用逗号分隔多个表达式，如下所示
#include <stdio.h>
int main()
{
int i, j;
for ( i=0, j=10; i < j; i++, j--)
{
printf("%d\n", i);
}
return 0;
}
在表达式 1 中，同时对 i j 两个变量进行初始化，同样的，在表达式 3 中同时对两个变量的值进行调整。
3.3 在表达式 1 中定义变量
在 C99 的新标准中允许在 for 语句的表达式 1 中定义变量，如下所示
#include <stdio.h>
int main()
{
for (int i=0, int j=10; i < j; i++, j--)
{
printf("%d\n", i);
}
return 0;
}
使用 gcc 进行编译的时候需要加上 –std=c99，否则可能会出错。因此在编译的时候在终端中输入
gcc –std=c99 test.c && ./a.out
其中的 test.c 为上述代码所对应的 C 文件。
增加这个新特性的原因主要是考虑到循环通常需要一个计数器，而这个计数器出了循环就没什么用了。所以在表达式1的位置定义的变量，活动范围仅限于循环中，出了循环，它就无效了。这个从原理上涉及到变量的生命周期，具体的将会在后面的函数的部分讲述。
4. 循环嵌套
循环结构跟分支结构一样，都可以实现嵌套。对于嵌套的循环结构，执行顺序是从内到外：先执行内层循环，再执行外层循环。
4.1 举例说明
在下面的双层循环中，我们打印出变量 i j 来看看是否先执行内层循环，再执行外层循环。
#include <stdio.h>
int main()
{
int i, j;
for (i = 0; i < 3; i++)
{
for (j = 0; j < 3; j++)
{
printf("i = %d, j = %d\n", i, j);
}
}
return 0;
}
执行这个程序的结果可以看到
很明显是先执行内层循环，在执行外层循环。
4.2 打印九九乘法表
在这里我们将联系打印输出如下的一个九九乘法表
这个是一个很经典的 C 语言入门编程题，可以通过刚刚所讲的循环嵌套来实现，如果将每个表达式看成 i * j，那么第一行是 i = 1，j <= i，第二行是i = 2，j <= i，……所以可以得到如下所示代码
#include <stdio.h>
int main()
{
for (int i = 1; i < 9; i++)
{
for (int j = 1; j <= i; j++)
{
printf("%d*%d=%-4d", i, j,i*j);
}
printf("\n");
}
return 0;
}
其中有两点需要注意，首先是 %-4d，这里的 - 表示左对齐，因为默认是右对齐，里面的 4 表示占 4 个字符；其次是在每一次循环结束之后会打印一个回车符号以换行。执行后的结果如下所示
参考
[1] “小甲鱼” 视频课程《带你学C带你飞》【第一季】P14
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