【维生素C语言】第二章 - 分支和循环（重制版）

前言：

就在前几天，C语言入门到进阶部分的专栏 ——《维生素C语言》终于完成了。全文共计十八个章节并附带三张笔试练习篇，美中不足的是，第一章和第二章是以截图形式展现的。由于本人一开始是在有道云笔记上写的初稿，当时想方便省事（有道云排版个人感觉确实比较美观）就直接以截图的形式完成了第一章和第二章。本人考虑到因为是截图，不能复制文中出现的代码，不方便读者进行复制粘贴，所以我打算重新写一下第一章和第一章的内容，并且重新进行了排版。

一、语句

0x00 什么是语句

? C语言中，由一个分号（ ；）隔开的即为一条语句。

? 这些都是语句：

（ 一行里只有 ；的语句，我们称其为 "空语句" ）

int main(void) {    printf("hello world!/n"); // 语句；    3 + 5; // 语句；    ; // 空语句；}

0x01 真与假

? 定义： 0为假，非0即为真（比如：1是真，0是假）

二、分支语句

0x00 if 语句

? 单 if 语句演示：

int main(void) {    int age = 0;    scanf("%d", age);        if ( age >= 18 )        printf("成年/n");        return 0;}

? if...else 演示：

int main(void) {    int age = 0;    scanf("%d", age);        if ( age >= 18 )        printf("成年/n");    else        printf("未成年");        return 0;}

? 多分支演示：

int main(void) {    int age = 0;    scanf("%d", age);    if(age<18) {        printf("少年/n");    }       else if(age>=18 && age<30) {        printf("青年/n");    }    else if(age>=30 && age<50) {        printf("中年/n");    }     else if(age>=50 && age<120) {        printf("老年/n");    } else {        printf("请输入正确的年龄/n");    }        return 0;}

? 判断一个数是否为奇数：

int main(void) {    int n = 0;    scanf("%d", &n);    if(n % 2 == 0) {        printf("不是奇数/n");    } else {        printf("是奇数/n");    }    return 0;}

0x01 代码块

? 如果条件成立，需要执行多条语句，应该使用代码块，一对大括号，就是一个代码块。

? 建议：无论是一行语句还是多行语句，建议都加上大括号。

? 不加大括号的隐患：悬空 else

❓ 下列代码会打印 abc 吗？

int main(void) {    int a = 0;    int b = 2;    if ( a == 1 )        if ( b == 2 )            printf("123/n");    else        printf("abc/n");        return 0;}

? 运行结果：（什么都没打印出来）

? 解析：因为没有大括号，else 与离它最近的一个if相结合（ 即内部 if ），所以即使 else 与外部 if 相对应，也没用。

? 订正：加上大括号之后，可以使代码的逻辑更加清楚！

int main(void) {    int a = 0;    int b = 2;    if(a == 1) {        if(b == 2) {            printf("hehe/n");        }    } else {        printf("haha/n");    }   return 0;   }

? 运行结果： abc

0x02 代码风格

代码一：可读性不好，但是节省空间

代码二：可读性强

代码三：我们希望 hello 不被打印出来，但是事实上他打印出来了；

int main(){    int num = 0;    if ( num = 5 ) {        printf("hello/n");  // = 赋值   == 判断相等；    }             return 0;}

? 解析：为什么会这样呢？因为在 if 语句中 num = 5 相当于重新赋值了。

? 为了防止把一个等号写成两个等号，发生这样的BUG，我们可以这么写：

int main(){    int num = 0;    if (5 == num) {        printf("hehe/n");    }        return 0;}

这样写，如果不小心写成了 "="，运行都运行不了，可以让自己很容易地发现问题。这是种好的代码风格！未来如果涉及到常量和变量相比较，比较相等与否，我们不妨把变量放在双等号的右边，常量放在左边，以防不小心少打一个 "=" ，导致程序出错。

? 关于 return 0

int test() {    if (1) {        return 0; // 当return 0 执行了，下面的代码都不会执行了；    }    printf("hehe/n");    return 1;}int main(void) {    test();    return 0;}

0x04 switch 语句

? 介绍：switch 语句是一种多分支语句，常常用于多分支的情况。一个标准 switch 语句的组成：

① case 语句项：后面接常量表达式（类型只能是整型和枚举类型）。

② break 语句：用来跳出 switch 语句，实际效果是把语句列表划分为不同的部分。

③ default 子句：默认执行的语句，当所有 case 都无法与 switch 的值相匹配时执行。

? 注意事项：

1. case 和 default 后面记得加 ：（冒号），而不是分号。

2. 在 switch 语句中可以出现if语句。

3. switch 后面必须是整型常量表达式。

4. 每个 switch 语句后面只能有一个 default。

5. 不一定非要加 default，也可以不加。

? 建议：

1. 在最后一个 case 语句的后面也加上一条 break 语句，以防未来增添语句项时遗漏。

2. 建议在每个 switch 中都加入 default 子句，甚至在后边再加一个 break 都不过分。

? switch 用法演示：用户输入一个数字x，返回星期（eg. 1 >>> 星期一）

int main(void) {    int day = 0;    scanf("%d", &day);        switch (day) {        case 1:            printf("星期一/n");            break; // 跳出switch        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("星期日/n");            break;        default: // 默认执行的语句；            break;    }    return 0;}

? 多 case 同一个结果情况演示：输入1-5，输出 工作日；输入6-7，输出休息日；其他数字返回error

int main(void) {    int day = 0;    scanf("%d", &day);        switch (day) {        case 1:        case 2:        case 3:        case 4:        case 5:            printf("工作日/n");            break;        case 6:        case 7:            printf("休息日/n");            break; // 末尾加上break是个好习惯；        default:            printf("输入错误/n");            break; // 这里可以不加break，但是加上是个好习惯；            return 0;}

❓ 下列代码输出值是多少？

int main(void) {    int n = 1;    int m = 2;    switch(n) {        case 1:             m++;        case 2:             n++;        case 3:            switch(n) {                case 1:                     n++;                case 2:                     m++;                    n++;                    break;            }        case 4:             m++;            break;        default:            break;    }    printf("m = %d, n = %d/n", m, n);    return 0;}

? 答案：m = 5, n = 3

? 解析：因为n=1，所以进入switch后执行case1的语句m++，此时m=3，由于该语句项末尾没有break，继续向下流到case2的语句n++，此时n=2，又没有break，流向case3，case3中又嵌了一个switch(n)，此时因n=2，执行内部switch的case2的语句m++和n++，此时m=4，n=3，后面有break，跳出内部switch，但是外部switch的case3后面依然没有break，所以流向case4，m++，此时m=5，后面终于有break了。运行下来后的结果为 m=5，n=3。

三、循环语句

0x00 while 循环

? 定义：当满足条件时进入循环，进入循环后，当条件不满足时，跳出循环。

? 注意事项：while 循环条件将会比循环体多执行一次。

while 循环中，当条件表达式成立时，才会执行循环体中语句，每次执行期间，都会对循环因子进行修改（否则就成为死循环），修改完成后如果 while 条件表达式成立，继续循环，如果不成立，循环结束。

? while死循环：表达式结果如果为非0，为真，循环就执行

int main(void) {    while(1)        printf("hehe/n");    return 0;}

? 运行结果如下：

? while 循环打印 1~10 的数字：

int main(void) {    int i = 1;    while(i<=10) {        printf("%d ", i);        i++;    }    return 0;}

? 运行结果： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0x01 break 语句

? break 语句在 while 循环中的效果：

在 while 循环中，break 用于永久地终止循环。

int main(void) {    int i = 1;    while(i <= 10) {        if(5 == i) // i=5时停止循环；            break;        printf("%d ", i);        i++;    }    return 0;}

?  运行结果：1 2 3 4

0x02 continue 语句

? continue 语句：

int main(){    int i = 1;    while(i<=10) {        if(i==5) {            continue;  // 跳至判断部分；        }         printf("%d ", i);        i++;    }        return 0;}

? 运行结果： 1 2 3 4（程序会一直判断）

0x03 getchar 和 putchar

? getchar：

从流（stream）或键盘上，读取一个字符。

返回值：如果正确，返回ASCII值；如果读取错误吗，返回 EOF（文件结束标志）。

? putchar：单纯的输出一个字符。

? getchar 使用方法演示： "输入什么就返回什么"

int main(void) {    int ch = getchar();    putchar(ch); // 输出一个字符；    return 0;}

? 运行结果：（假设输入a）  a

? getchar 与 while 的结合： "一直从键盘上读取字符的程序"

int main(void) {    int ch = 0;    // ctrl+z - getchar 就读取结束；    while ( (ch = getchar()) != EOF ) {        putchar(ch);    }    return 0;}

❓ 如果想停止输入，怎么办？

? 解决方法： 输入 ctrl + z 可以使 getchar 结束读取。

? getchar 只打印数字：

int main(void) {    int ch = 0;    while( (ch=getchar()) != EOF ) {        if(ch<"0" || ch>"9") {            continue; // 发现不是数字，跳回判断部分，重新getchar；        }        putchar(ch);    }    return 0;}

? 清理缓冲区：用户输入密码后，让用户确认（Y/N）

int main(void) {    char password[20] = {0};    printf("请输入密码:>");    scanf("%s", password);    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; }

? 运行结果：（假设用户输入了123456；Y）确认失败

❓  为什么还没有让用户确认（Y/N）就显示确认失败了？

? 解析：输入函数并不是从键盘上读取，而是从缓冲区中读取内容的；键盘输入123456时敲下回车键，此时为 “123456/n”，这时scanf将123456取走，getchar读取到的就是“/n”了，因为“/n”不是Y，执行了else的结果，所以显示确认失败。

? 解决方案：在 scanf 后加上一个“读取 /n ”的 getchar()

int main(void) {    char password[20] = {0};    printf("请输入密码:>");    scanf("%s", password);    printf("请确认密码(Y/N) :>");    // 清刷缓冲区；    getchar()        int ch = getchar();    if(ch == "Y") {        printf("确认成功/n");    } else {        printf("确认失败/n");    }    return 0; }

? （假设用户输入了123456；Y）确认成功

? （假设用户输入了123 456；Y）确认失败

❓“用户输入了空格，确认Y，为什么显示确认失败？”

? 解析：刚才加入的一个getchar()处理掉了空格，导致后面“/n”没人管了；

? 解决方案：加入循环

int main(void) {    char password[20] = {0};    printf("请输入密码:>");    scanf("%s", password);    printf("请确认密码(Y/N) :>");    // 清理缓冲区的多个字符；    int tmp = 0;    while( (tmp = getchar()) != "/n" ) {        ;    }    int ch = getchar();    if(ch == "Y") {        printf("确认成功/n");    } else {        printf("确认失败/n");    }    return 0; }

? （假设用户输入了123 456；Y）确认成功

0x04 for 循环

? 定义：

① 表达式1：初始化部分，用于初始化循环变量。

② 表达式2：条件判断部分，用于判断循环终止。

③ 表达式3：调整部分，用于循环条件的调整。

? 注意事项：

① 为了防止for循环失去控制，禁止在for循环体内修改循环变量。

② for循环内的表达式可以省略，但是得注意。

? 建议：

① 建议使用“左闭区间，右开区间”的写法：

for( i=0; i<10; i++ ) 左闭，右开区间 ✅for( i=0; i<=9; i++ ) 左右都是闭区间 ❎

② 不要在for循环体内修改循环变量，防止for循环失去控制。

? for 的使用方法演示

① 利用 while 循环打印1~10数字：

int main(void) {    int i = 1; // 初始化    while(i<=10) { //判断部分        printf("%d ", i);        i++; // 调整部分    }    return 0;} 

? 运行结果：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

② 利用 for 循环打印1~10数字：

int main(void) {    int i = 0;    for(i=1; i<=10; i++) {        printf("%d ", i);    }    return 0;}

? 运行结果：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

? break 语句在 for 循环中的效果：

int main(void) {    int i = 0;    for(i=1; i<=10; i++) {        if(i==5) {    // 当i==5时；            break;    // 直接跳出循环；        }        printf("%d ", i);    }}

? 运行结果：1 2 3 4

❓  什么没有打印5？

? 解析：因为当 i==5 时，break 跳出了循环，循环中 break 之后的语句全都不再执行，printf 位于 break 之后，所以5自然不会被打印出来；

? continue 在 for 循环中的效果

if 中的 continue 会陷入死循环，但是在 for 中并不会：

int main(void) {    int i = 0;    for(i=1; i<=10; i++) {        if(i == 5)            continue; // 跳至调整部分（i++）；        printf("%d ", i);    }}

? 运行结果：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

❓  这里为什么又没打印 5？

? 解析：因为当 i==5 时，continue 跳至调整部分，此时 i++，i 为6。同上，所以5自然不会被打印。i 为6时，if 不成立，继续打印，最终结果为 1 2 3 4 6 7 8 9 10（跳过了5的打印）；

? for 循环体内修改循环变量的后果：

int main(void) {    int i = 0;    for (i=0; i<10; i++) {        if (i = 5) {            printf("haha/n");        }        printf("hehe/n");    }    return 0;}

?   hehehahahehehaha…… ?死循环

0x05 for 循环的嵌套

? 定义：

① for 循环是允许嵌套的；

② 外部的 for 循环称为外部循环，内部的 for 循环称为内部循环；

? for 嵌套的演示：

int main(void) {    int i = 0;    int j = 0;    for (i=0; i<10; i++) {        for (j=0; j<10; j++) {            printf("hehe/n");        }    }    // 10x10 == 100    return 0;}

? （打印了100个hehe）

0x06 for 循环的省略

? for 循环的省略：

① for 循环的 "初始化、判断部分、调整部分" 都可以省略。

② 判断部分的省略 - 判断部分恒为真 - 死循环 ?。

③ 如果不是非常熟练，建议不要省略。

? 判断部分的省略：

int main(void) {    // 判断部分恒为真 - 死循环    for(;;) {        printf("hehe/n");    }    return 0;}

? hehehehehehe…… ?死循环

? 省略带来的弊端

假设我们希望下列代码能打印 9 个呵呵：

int main(void) {    int i = 0;    int j = 0;    for(; i<3; i++) {        for(; j<3; j++) {            printf("hehe/n");        }    }    return 0;}

?  运行结果：hehe hehe hehe （只打印了3个）

? 解析：因为 i=0，内部 for 打印了3次 hehe，此时 j=3，这时 i++，j因为没有初始化，所以此时 j仍然是3，而判断部分要求 j<3，自然就不再打印了，程序结束。

❓ 请问要循环多少次？

int main(void) {    int i = 0;    int k = 0;    int count = 0;    for(i=0,k=0; k=0; i++,k++) {        k++;        count++;    }    printf("count：%d", count);        return 0;}

? 答案：count = 0，一共循环0次。

? 解析：判断部分 k=0，赋值为 0 时为假，所以一次都不会循环。

0x07 do...while 循环

? 定义：在检查 while() 条件是否为真之前，该循环首先会执行一次 do{} 之内的语句，然后在 while() 内检查条件是否为真，如果条件为真，就会重复 do...while 这个循环，直至 while() 为假。

? 注意事项：

① do...while 循环的特点：循环体至少执行一次。

② do...while 的使用场景有限，所以不是经常使用。

③ 简单地说就是：不管条件成立与否，先执行一次循环，再判断条件是否正确。

? do...while 使用方法演示：

int main(void) {    int i = 1;    do {        printf("%d ", i);        i++;    } while(i<=10);        return 0;}

? 运行结果： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

? break 语句在 do...while 循环中的效果：

int main(void) {    int i = 1;    do {        if(i==5) {            break;        }        printf("%d ", i);        i++;    } while(i<10);        return 0;}

? 运行结果：1 2 3 4

? continue 语句在 do...while 循环中的效果：

int main(void) {    int i = 1;    do {           if(i == 5)            continue;        printf("%d ", i);        i++;    }    while(i<=10);        return 0;}

0x08 goto 语句

? C语言中提供了可以随意滥用的 goto 语句和标记跳转的标号。最常见的用法就是终止程序在某些深度嵌套的结构的处理过程。

“ goto 语句存在着争议”

1. goto 语句确实有害，应当尽量避免。

2. 理论上讲goto语句是没有必要的，实践中没有goto语句也可以很容易的写出代码。

3. 完全避免使用 goto 语句也并非是个明智的方法，有些地方使用 goto 语句，会使程序流程 更清楚、效率更高。

? 注意事项：goto 语句只能在一个函数内跳转。

? 可以考虑使用 goto 的情形：

for(...) {    for(...) {        for(...) {            // HOW TO ESCAPE?        }    }}

? 体会 goto 语句的特点：

int main(void) {flag:    printf("hehe/n");    printf("haha/n");    goto flag;    return 0;}

 ? hehehahahehehaha （? 死循环）

? goto实战：一个关机程序

C语言提供的用于执行系统命令的函数：system()

关机指令：shutdown -s -t 60 （60秒后关机）

取消关机：shutdown -a

#include #include #include int main(void) {    char input[20] = {0}; // 存放输入的信息；    system("shutdown -s -t 60"); // 关机指令；    printf("[系统提示] 计算机将在一分钟后关机 （取消指令：/cancel） /n");    again:    printf("C://Users//Admin> ");    scanf("%s", &input);    if(strcmp(input, "/cancel") == 0) {        system("shutdown -a"); // 取消关机；        printf("[系统提示] 已取消。/n");    } else {        printf(""%s" 不是内部或外部命令，未知指令。/n", input);        printf("/n");        goto again;    }     return 0;}

练习题：

参考文献 / 资料

Microsoft. MSDN(Microsoft Developer Network)[EB/OL]. []. .

百度百科[EB/OL]. []. https://baike.baidu.com/.

比特科技. C语言基础[EB/OL]. 2021[2021.8.31]. .

本章完。