C言語でループ構造を実現する制御文とは何ですか?

C言語でループ構造を実装する制御文には、while文、do-while文、for文などがあります。一般的な形式は「while(式){文ブロック}」、「do{文ブロック}」です。 } while (式);", "for (式 1; 式 2; 式 3) {ステートメント ブロック}"。

同じコードを繰り返し実行することをループ(Loop)と呼びます。たとえば、1 2 3... の値を計算する場合です。 99 100、99 の加算演算を繰り返す必要があります。

while ループ

while ループの一般的な形式は次のとおりです:

while(表达式){
    语句块
}

これは、最初に「式」を計算することを意味します。値、値が true (0 ではない) の場合、「ステートメント ブロック」を実行します。「ステートメント ブロック」の実行後、式の値を再度計算し、それが true の場合、「ステートメント ブロック」の実行を続けます。このプロセスは式の値が false (0) になるまで繰り返され、ループを抜けてしばらくしてからコードを実行します。

通常、「式」をループ条件、「文ブロック」をループ本体と呼びますが、ループ処理全体は常にループ条件を判定し、ループ本体のコードを実行する処理です。

while ループを使用して、1 に 100 を加えた値を計算します:

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

実行結果:

5050

コード分析:

1) プログラムが while まで実行されると、i=1 および i<=100 が true であるため、ループ本体が実行されます。実行後、i の値は 2 に変わります。そしてsumの値は1に変わります。

2) 次に、i<=100 が true かどうかの判断を続けます。この時点では i=2、i<=100 が true であるため、ループ本体の実行を続けます。 、iの値は3になり、sumの値は3になります。

3) ステップ 2) を繰り返します。

4) ループが 100 回目に到達すると、i の値は 101 に変化し、sum の値は 5050 に変化します。この時点では i<=100 が true ではなくなったため、ループは終了します。ループは実行されなくなり、本体に戻り、while ループの後ろでコードを実行します。

while ループの全体的な考え方は次のとおりです: 変数を使用してループ条件、つまり変数を使用した式を設定します。ループ条件を変更できるようにループ本体に追加のステートメントを追加します。変数の値。このように、ループが実行され続けると、ループ条件内の変数の値が変化し続け、最終的にはループ条件が true でなくなり、ループ全体が終了する瞬間が来ます。

ループ条件に変数が含まれていない場合はどうなりますか?

1) ループ条件が true の場合、while ループは実行を継続し、終了することはなく、「無限ループ」になります。例:

#include <stdio.h>
int main(){
    while(1){
        printf("1");
    }
    return 0;
}

プログラムを実行すると、ユーザーがプログラムを強制的に終了するまで、「1」が出力され続けます。

2) ループ条件が true でない場合、while ループは 1 回も実行されません。例:

#include <stdio.h>
int main(){
    while(0){
        printf("1");
    }
    return 0;
}

プログラムを実行しても何も出力されません。

別の例を見て、キーボードから 1 行に入力された文字数を数えます:

#include <stdio.h>
int main(){
    int n=0;
    printf("Input a string:");
    while(getchar()!=&#39;\n&#39;) n++;
    printf("Number of characters: %d\n", n);
    return 0;
}

実行結果:

Input a string:c.biancheng.net↙
Number of characters: 15

このプログラム例のループ条件は#です。 ## getchar()!='\n', これは、キーボードから入力された文字がキャリッジ リターンでない限り、ループが継続することを意味します。ループ本体 ##n;入力文字数のカウントを完了します。

do-while ループC 言語には while ループの他に do-while ループもあります。

do-while ループの一般的な形式は次のとおりです:

do{
    语句块
}while(表达式);

do-while ループと while ループの違いは、最初に「ステートメント ブロック」を実行することです。 、式が true かどうかを判断します。true の場合はループを続行し、false の場合はループを終了します。したがって、do-while ループは「ブロック」を少なくとも 1 回実行する必要があります。

do-while を使用して、1 を 100 に加算した値を計算します。

#include <stdio.h>
int main(){
    int i=1, sum=0;
    do{
        sum+=i;
        i++;
    }while(i<=100);
    printf("%d\n", sum);
    return 0;
}

実行結果:

5050

Note

while(i< ;= 100);

最後のセミコロン;は必須です。

while ループと do-while にはそれぞれ特徴がありますが、適切に選択することができ、実際のプログラミングでは While ループがよく使われます。

while ループに加えて、C 言語には for ループもあります。これはより柔軟に使用でき、while ループを完全に置き換えることができます。

for ループ 上記では、while ループを使用して 1 に 100 を加算した値を計算しています。コードは次のとおりです。

#include <stdio.h>
int main(){
    int i, sum=0;
    i = 1;  //语句①
    while(i<=100 /*语句②*/ ){
        sum+=i;
        i++;  //语句③
    }
    printf("%d\n",sum);
    return 0;
}

ステートメント①②③が別の場所に配置されており、コード構造が比較的緩やかであることがわかります。プログラムをよりコンパクトにするために、以下に示すように、代わりに for ループを使用できます。

#include <stdio.h>
int main(){
    int i, sum=0;
    for(i=1/*语句①*/; i<=100/*语句②*/; i++/*语句③*/){
        sum+=i;
    }
    printf("%d\n",sum);
    return 0;
}

for ループでは、ステートメント①②③がまとめられており、コード構造が一目瞭然です。

for ループの一般的な形式は次のとおりです:

for(表达式1; 表达式2; 表达式3){
    语句块
}

その実行プロセスは次のとおりです:

1) 最初に「式 1」を実行します。

2) 「式 2」を再度実行し、値が true (0 以外) の場合はループ本体を実行し、それ以外の場合はループを終了します。

3) ループ本体の実行後、「式3」を実行します。

4) 「式 2」の値が false になるまで手順 2) と 3) を繰り返し、ループを終了します。

上記の手順の 2) と 3) はループになっており、繰り返し実行されますが、for ステートメントの主な機能は、手順 2) と 3) を継続的に実行することです。

“表达式1”仅在第一次循环时执行，以后都不会再执行，可以认为这是一个初始化语句。“表达式2”一般是一个关系表达式，决定了是否还要继续下次循环，称为“循环条件”。“表达式3”很多情况下是一个带有自增或自减操作的表达式，以使循环条件逐渐变得“不成立”。

for循环的执行过程可用下图表示：

我们再来分析一下“计算从1加到100的和”的代码：

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

运行结果：

5050

代码分析：

1) 执行到 for 语句时，先给 i 赋初值1，判断 i<=100 是否成立；因为此时 i=1，i<=100 成立，所以执行循环体。循环体执行结束后（sum的值为1），再计算 i++。

2) 第二次循环时，i 的值为2，i<=100 成立，继续执行循环体。循环体执行结束后（sum的值为3），再计算 i++。

3) 重复执行步骤 2)，直到第101次循环，此时 i 的值为101，i<=100 不成立，所以结束循环。

由此我们可以总结出for循环的一般形式：

for(初始化语句; 循环条件; 自增或自减){
    语句块
}

for循环中的三个表达式

for 循环中的“表达式1（初始化条件）”、“表达式2(循环条件)”和“表达式3（自增或自减）”都是可选项，都可以省略（但分号;必须保留）。

1) 修改“从1加到100的和”的代码，省略“表达式1（初始化条件）”：

int i = 1, sum = 0;
for( ; i<=100; i++){
    sum+=i;
}

可以看到，将i=1移到了 for 循环的外面。

2) 省略了“表达式2(循环条件)”，如果不做其它处理就会成为死循环。例如：

for(i=1; ; i++) sum=sum+i;

相当于：

i=1;
while(1){
    sum=sum+i;
    i++;
}

所谓死循环，就是循环条件永远成立，循环会一直进行下去，永不结束。死循环对程序的危害很大，一定要避免。

3) 省略了“表达式3(自增或自减)”，就不会修改“表达式2(循环条件)”中的变量，这时可在循环体中加入修改变量的语句。例如：

for( i=1; i<=100; ){
    sum=sum+i;
    i++;
}

4) 省略了“表达式1(初始化语句)”和“表达式3(自增或自减)”。例如：

for( ; i<=100 ; ){
    sum=sum+i;
    i++;
}

相当于：

while(i<=100){
    sum=sum+i;
    i++;
}

5) 3个表达式可以同时省略。例如：

for( ; ; )  语句

相当于：

while(1)  语句

6) “表达式1”可以是初始化语句，也可以是其他语句。例如：

for( sum=0; i<=100; i++ )  sum=sum+i;

7) “表达式1”和“表达式3”可以是一个简单表达式也可以是逗号表达式。

for( sum=0,i=1; i<=100; i++ )  sum=sum+i;

或：

for( i=0,j=100; i<=100; i++,j-- )  k=i+j;

8) “表达式2”一般是关系表达式或逻辑表达式，但也可是数值或字符，只要其值非零，就执行循环体。例如：

for( i=0; (c=getchar())!='\n'; i+=c );

又如：

for( ; (c=getchar())!='\n' ; )
    printf("%c",c);

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