[C++知识库]C语言之分支、跳转与循环总结

目录

前言

一、分支

1.if语句：

2.switch语句：

二、循环

1.while循环

2.for循环

3、do while循环

4.嵌套循环：

5.continue和break语句

（1）continue：

（2）break：

6.如何选择循环：

三、跳转?

goto语句：

前言

对于计算机科学而言，一门语言应该提供3种形式的程序流：执行语句系列；如果满足某些条件就重复执行语句序列（循环）；通过测试选择执行哪一个语句系列（分支）。本笔记是对分支、跳转与循环的总结。

一、分支

1.if语句：

（1）if语句被称为分支语句或选择语句。if语句的通用形式如下：if( expression)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? statement

statement语句可以是一条简单语句或复合语句。如果expression的值为真，则执行statement，否则，跳过statement。

（2）if? else语句：其通用形式如下：if( expression)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? statement1

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?else

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? statement2

statement1,statement2语句可以是一条简单语句或复合语句。如果expression的值为真，则执行statement1，否则，执行statement2。

（3）多重选择else if：其形式如下：if( expression1)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? statement1

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?else if( expression2)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? statement2

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?else

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? statement3

由于编译器的限制范围，编译器最少支持127层套嵌。

? ?（4）else 与 if的配对问题：看如下代码段：

if(num > 6)
   if(num < 12)
     printf("a");
else
   printf("b");

?什么时候打印'b'，答案是当num>=12时。换言之，else与第二个if配对。因此，我们可以知道，else与离它最近的、没有与别的else匹配过的if配对。? 如果想与第一个if配对，只需要把第二个if用花括号括起来或者增加一个空的else。即：

if(num > 6)
{
   if(num < 12)
     printf("a");
}
else
   printf("b");

if(num > 6)
{
   if(num < 12)
     printf("a");
   else
     ;
}
else
   printf("b");

这里也给我们一个提示：适当的使用{}可以使代码的逻辑更加清楚。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

2.switch语句：

（1）switch语句也是一种分支语句，常常用于多分支的情况。其构造如下：

?（2）switch在圆括号中的测试表达式的值应该是一个整数值（包括char类型）。case必须是整数类型（包括char类型）的常量或整型常量表达式（即，表达式中只包含整型常量），不能用变量作为case标签。

（3）switch和break:break语句在其中的作用：让程序离开switch语句，跳至switch语句后面的下一条语句。如果没有break语句，就会从匹配标签开始执行到switch的末尾。break语句的实际效果是把语句列表划分为不同的部分。

（4）default子句：如果表达的值与所有的case标签的值都不匹配，如果有default：标签行，就跳转至该行，否则，程序继续执行switch后面的语句。程序并不会终止，也不会报错。每个switch语句中只能出现一条default子句。在每个 switch 语句中都放一条default子句是个好习惯，甚至可以在后边再加一个 break 。理论上来说，最后一个 case 语句的后面的break语句并不需要，但是保留这条break语句可以防止以后在添加新的case时遗漏break语句，所以我们建议这条语句最好保留

（5）switch允许嵌套使用

二、循环

1.while循环

（1）while循环的通用形式：while ( expression )? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? statement? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

statement部分可以是以分号结尾的简单语句，也可以是用花括号括起来的复合语句。如果expression为真（非零），执行statement部分一次，然后再次判断expression。在expression为假之前，循环的判断和执行一直重复进行。每一次循环都被称为一次迭代。

注意：C语言中“真”的概念很宽，一般而言，所有非零值都视为真，只有0被视为假

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

?（2）何时终止循环：只有在对测试条件求值时，才决定是终止还是继续循环

（3）while循环又可分为不确定循环（在测试表达式为假之前，预先不知道要执行多少次循环）和计数循环（在测试表达式为假之前，预先就知道要执行多少次循环）。

（4）在创建一个重复执行固定次数的循环中涉及了3个行为：①必须初始化计算器②计算器与有限的值进行比较③每次循环时更新计算器。while的小缺点：由于风格问题，使得初始化、测试和更新三个部分很可能偏离较远，这样查找修改就不够集中和方便。我们很容易遗忘初始化或更新部分，看如下代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int num = 20;
    int count = 1;//初始化

    while(count <= num)//测试
    {
        printf("Be my wife!\n");//行为
        count++;//更新计数
    }

    return 0;
}

我们可以把测试部分和更新部分放在一起，这样就可以防止不小心漏掉更新部分，看一下代码段：

while(count++ <= num)
{
    printf("Be my wife!\n");
}

其实用for循环可以有效避免这些问题，下面我们来总结for循环

2.for循环

（1）for循环的形式：for( initialize;test;update)? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?statement? ? ?

statement部分可以是以分号结尾的简单语句，也可以是用花括号括起来的复合语句。initialize表达式在执行for语句之前只执行一次；然后对test表达式求值，如果表达式为真，执行循环一次，接着对update表达式求值，并在此检查test表达式。for循环圆括号中的表达式也叫作控制表达式，它们都是完整的表达式，所以每个表达式的副作用都发生在对下一个表达式求值之前。for循环把初始化、测试和更新组合在一起。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

（2）可以把for语句写成while语句：

initialize;
while(test)
{
    statement;
    update;
}

? （3）for的灵活性：

①可以使用递减运算符来递减计算器,如：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

for (sec = 5; sec > 0; sec++)
{
     printf("%d seconds!\n",second);
}

②可以让计数器递增某个数，如：

for (n = 2; n < 60; n += 13)
{
    printf("%d\n",n);
}

?③可以用字符代替数字计数，如：

for (ch = 'a'; ch <= 'z'; ch++)
{
    printf("The ASCII value for %c is %d.\n",ch, ch);
}

④除了测试迭代次数外，还可以测试其他条件

⑤可以让递增的量不是固定的量，如：

for (debt = 100.0; num * num * num <= 216; num++)
{
    printf("Your debt is now $%.2f.\n",debt);
}

? ⑥第三个表达式update可以是任意合法表达式。无论是什么表达式，每次迭代都会更新该表达式的值，如：

for (x = 1; y <= 75; y = (++x * 5) + 50)
{
    printf("%10d %10d\n", x, y);
}

? ⑦可以省略一个或多个表达式（但是不能省略分号），只要在循环中包含可以结束循环的语句即可，如：

for (n = 3; ans <= 25; )
{
     ans *= n;
}

? 注意：省略第二个表达式被视为真，循环不会结束? ? ? ?

for(; ;)
{
   printf("apple\n");
}

? ⑧第一个表达式不一定是给变量赋值，也可以使用printf()，如：

for(printf("Keep entering numbers!\n");num != 6; )
{
     scanf("%d",&num);
}

? ⑨循环体中的行为可以改变循环头中的表达式，如：for (n = 1; n<10000; n = n + delta)，如果发现delta太小或太大，可以在循环体中改变delta的值

（3）for循环也可以有两个循环变量

#include <stdio.h>
int main()
{
    int x, y;

    for(x = 0,y = 0;x < 2 && y < 5; ++x, y++)
    {
        printf("hehe\n");
    }
  
    return 0;
}

?编译并运行程序，输出如下：

hehe

hehe? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??

?（4）一些建议：

①不建议在for 循环体内修改循环变量，防止 for 循环失去控制。如：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int i;

    for(i = 1; i <= 10; i++)
    {
        printf("%d",i);
        i = 5;
    }
 
    return 0;
}

编译并运行程序，输出如下：

6666666666666666666666...

//会发现出现6的无限循环。

//可以在i= 5的后面加上i++,这样就不会无限循环，答案应该为1 3 5 9。

?②建议for语句的循环控制变量的取值采用“前闭后开区间”写法，目的：增加代码的可读性。

（5）一道例题：问以下代码循环了多少次？

#include <stdio.h>
int main()
{
    int i, j;

    for(i = 0, j = 0; j = 0; i++, j++)
    {
        j++;
    }

    return 0;
}

答案：0次！j = 0,0为假，因此不会进入循环部分。

注意：while循环和for循环都是入口条件循环，即在循环的每一次迭代之前检查测试条件，所以有可能根本不执行循环。

3、do while循环

（1）do while是出口条件循环，即在循环的每一次迭代之后检查测试条件，这保证了至少执行循环体中的内容一次。

（2）do while循环的通用形式：do

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?statement

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? while(expression);

statement可以一条以分号结尾的简单语句或复合语句。

4.嵌套循环：

嵌套循环：一个循环内包含另一个循环。常用于按行按列显示数据。如：

#include <stdio.h>
int main()
{
    const int ROWS = 6;
    const int CHARS = 6;
    int row;
    char ch;

    for(row = 0; row <ROWS; row++)
    {
        for(ch = ('A' + row); ch < ('A' + ROWS); ch++)
        {
            printf("%c",ch);
        }
        printf("\n");
    }
 
    return 0;
}

编译并运行代码，输出如下：

ABCDEF

BCDEF

CDEF

DEF

EF

F

?第一个for循环被称为外层循环，第二个for循环被称为内层循环。

5.continue和break语句

（1）continue：

①执行该语句时，会跳过本次迭代的剩余部分，并开始下一轮迭代

②可以用作占位符，如第一个代码段比第二个代码段可读性高：

while ((ch = getchar()) != '\n')
     continue;

while ((ch = getchar()) != '\n')
     ;

③一个对比：（代码段）

count = 0;
while (count < 10)
{
     ch = getchar();
     if(ch == '\n')
     {
         continue;
     }
     putchar(ch);
     count++;
}

该循环读取了10个字符，不包括换行符，因为程序会跳过count++。?

for(count = 0; count < 10; count++)
{
    ch = getchar();
    if(ch == '\n')
    {
        continue;
    }
    putchar(ch);
}

该循环读取了10个字符，包括换行符。

（2）break：

①程序执行到break语句时，会终止包含它的循环，并继续执行下一阶段。break只跳过一层循环。

②break可用于循环和switch语句，而continue只能用于循环语句

6.如何选择循环：

（1）如果循环次数已知，首选for循环

（2）如果循环次数不明确，需要通过其它条件控制循环，通常选用while语句或do while语句

（3）如果必须先进入循环，经循环体运算得到循环控制条件后，再判断是否进入下一次循环，使用do while语句最合适。

三、跳转?

goto语句：

1.goto语句的作用：使程序控制跳转至相应标签语句。

2.goto语句由两部分组成：goto和标签名。其一般构成为：goto part;

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? part:

3.原则上，根本不用在C程序中中使用goto语句：

（1）C用复合语句或块来处理包含多条语句的if 语句

（2）C通过if else语句表达二选一更清楚

（3）C用while循环来代替goto创建不确定循环

（4）C用continue来代替goto跳转至循环末尾，并开始下一轮的迭代的功能

（5）胡乱跳转至循环的不同部分。（不要这样做！！！！）

但是，我们可以接受goto语句的一种用法，出现问题时从一组嵌套循环中跳出（break只能跳出一层循环），如：

while (funct > 0)
{
    for(i = 1; i <= 100; i++)
    {
        for(j = 1; j <= 50; j++)
        {
             其它语句
             if(问题)
             goto help;
             其它语句;
         }
     }
}
help:语句