c語言中實作循環結構的控制語句有哪些?

青灯夜游
發布: 2020-07-21 10:24:34
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c語言中實作循環結構的控制語句有:while語句、do-while語句和for語句,一般形式為“while(表達式){語句區塊}”,“do{語句區塊}while (表達式);”,“for(表達式1; 表達式2; 表達式3){語句塊}”。

c語言中實作循環結構的控制語句有哪些?

所謂迴圈(Loop),就是重複地執行同一段程式碼,例如要計算1 2 3 …… 99 100 的值,就要重複進行99次加法運算。

while循環

while迴圈的一般形式為:

while(表达式){
    语句块
}
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意思是,先計算「表達式」的值,當值為真(非0)時, 執行“語句區塊”;執行完“語句區塊”,再次計算表達式的值,如果為真,繼續執行“語句區塊”…這個過程會一直重複,直到表達式的值為假(0),就退出循環,執行while 後面的程式碼。

我們通常將「表達式」稱為迴圈條件,把「語句塊」稱為循環體,整個迴圈的過程就是不停判斷迴圈條件、並執行迴圈體程式碼的過程。

用while 迴圈計算1加到100的值:

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

5050
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程式碼分析:

1) 程式執行到while 時,因為i=1,i<=100 成立,所以會執行迴圈體;執行結束後i 的值變成2,sum 的值變成1。

2) 接下來會繼續判斷i<=100是否成立,因為此時i=2,i<=100 成立,所以繼續執行循環體;執行結束後i 的值變為3,sum的值變為3。

3) 重複執行步驟 2)。

4) 當循環進行到第100次,i 的值變成101,sum 的值變成5050;因為此時i<=100 不再成立,所以就退出循環,不再執行循環體,轉而執行while迴圈後面的程式碼。

while 迴圈的整體思路是這樣的:設定一個有變數的迴圈條件,也即一個有變數的表達式;在迴圈體中額外加入一條語句,讓它能夠改變迴圈條件中變數的值。這樣,隨著迴圈的持續執行,循環條件中變數的值也會不斷變化,終有一個時刻,循環條件不再成立,整個循環就結束了。

如果循環條件中不包含變量,會發生什麼情況?

1) 迴圈條件成立時的話,while 迴圈會一直執行下去,永不結束,成為「死迴圈」。例如:

#include <stdio.h>
int main(){
    while(1){
        printf("1");
    }
    return 0;
}
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運行程序,會不停地輸出“1”,直到使用者強制關閉。

2) 迴圈條件不成立的話,while 迴圈就一次也不會執行。例如:

#include <stdio.h>
int main(){
    while(0){
        printf("1");
    }
    return 0;
}
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運行程序,什麼也不會輸出。

再看一個例子,統計從鍵盤輸入的一行字元的個數:

#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;
}
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執行結果:

Input a string:c.biancheng.net↙
Number of characters: 15
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本例程式中的迴圈條件為 getchar()!='\n',其意義是,只要從鍵盤輸入的字元不是回車就繼續循環。迴圈體n ;完成對輸入字元數計數。

do-while循環

除了while循環,在C語言中還有一個 do-while 迴圈。

do-while迴圈的一般形式為:

do{
    语句块
}while(表达式);
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do-while迴圈與while迴圈的不同在於:它會先執行“語句塊”,然後再判斷表達式是否為真,如果為真則繼續循環;如果為假,則終止循環。因此,do-while 迴圈至少要執行一次「語句塊」。

用do-while計算1加到100的值:

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

5050
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注意while(i<= 100);最後的分號;,這個必須要有。

while循環和do-while各有特點,大家可以適當選擇,實際編程中使用while循環較多。

除了while循環,C語言中還有 for 循環,它的使用更靈活,完全可以取代 while 循環。

for迴圈

上面我們使用while 迴圈來計算1加到100的值,程式碼如下:

#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;
}
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#可以看到,語句①②③被放到了不同的地方,程式碼結構較為鬆散。為了讓程式更緊湊,可以使用 for 迴圈來代替,如下所示:

#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;
}
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在 for 迴圈中,語句①②③被集中到了一起,程式碼結構一目了然。

for 迴圈的一般形式為:

for(表达式1; 表达式2; 表达式3){
    语句块
}
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它的運行過程為:

1) 先執行「表達式1」。

2) 再執行“表達式2”,如果它的值為真(非0),則執行循環體,否則結束循環。

3) 執行完循環體後再執行「表達式3」。

4) 重複執行步驟 2) 和 3),直到「表達式2」的值為假,就結束循環。

在上面的步驟中,2) 和 3) 是一次循環,會重複執行,for 語句的主要作用就是不斷執行步驟 2) 和 3)。

“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:

c語言中實作循環結構的控制語句有哪些?

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;
}
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运行结果:

5050
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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
}
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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;
}
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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;
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相当于:

i=1;
while(1){
    sum=sum+i;
    i++;
}
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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++;
}
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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++;
}
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相当于:

while(i<=100){
    sum=sum+i;
    i++;
}
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5) 3个表达式可以同时省略。例如:

for( ; ; )  语句
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相当于:

while(1)  语句
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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;
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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;
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或:

for( i=0,j=100; i<=100; i++,j-- )  k=i+j;
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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())!=&#39;\n&#39;; i+=c );
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又如:

for( ; (c=getchar())!=&#39;\n&#39; ; )
    printf("%c",c);
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