C語言基礎解析之分支與循環語句
– if語句:if(表達式)
// 括號裡面放一個表達式
//表達式的結果如果為非零,表達式為真
//表達式結果如果為零,表達式為假
if語句可以單支,雙支,多分支,還可以用大括號括起來之後執行多條語句,下圖為雙分支示例:
if(表達式) 語句;//每一個分號隔開的叫做一條語句 else 語句;//註意!無大括號直接寫隻能執行一條語句
下圖為多分支示例:
if(表達式)//第一條語句也沒有分號 語句; else if(表達式); 語句;//註意else if語句結束要有分號 else if(表達式); 語句: //此處省略若幹個else if else//此處便是最後一條語句瞭,無分號 語句;
下圖為執行多條語句的示例:
if(表達式) { 語句01; 語句02; //.... } //下面的可以單支,雙支也可以多分支
懸空else問題
示例:
#include <stdio.h> int main() { int a = 0; int b = 2; if(a == 1) if (b == 2) printf("hehe\n"); else printf("haha\n"); return 0; }
以上這段代碼的打印結果大多數人可能第一眼看到之後,就會說屏幕上會打印 :haha,因為他們會認為:第六行的表達式判斷之後,a是不等於1的,故表達式為假,執行else後面的語句。但是其實不然,else隻於離他最近的那個 if 匹配,因此以上的代碼的真實打印結果為:不打印。
所以好的代碼書寫風格可以大大減少不必要的誤會
//正確的書寫方式 if(a == 1) if(b == 2) printf("hehe\n"); else printf("haha\n");
– switch語句
switch語句也是一種分支語句,多用於多分支的情況
switch語句的語法格式:
switch(整形表達式)//後面無需再放分號 { case (整形常量表達式): 語句; break; //break是決定瞭程序走到該位置之後還要不要往下走 //有break直接跳出switch //無break繼續往下執行其他的case語句 //直至遇到break為止 }
要註意的細節:
(以代碼為例)
#include <stdio.h> int main() { int day = 0; scanf("%d",&day); switch (day) { case 1: //以下略 } return 0; }
要註意的細節
(對照上圖)
- 如果將第4行的代碼改成:float day,那麼改程序將無法繼續執行,因為這樣改完之後原來的day就被改為瞭浮點型,day傳到第6行之後還是一個浮點型,而使用switch的語法明確規定:switch(),括號中要寫整型常量表達式,必須為整型和常量
- 還有,如果在switch語句執行開頭提前定義好一個整形變量,並給它賦值,之後再把這個變量放入case 的後面,此程序也是無法執行的。下圖示例:
int n = 1; switch (/*此處略*/) { case n: //上面的操作一定會引起編譯器的報錯 //因為n本質上還是屬於是一個變量 //case後根據語法規范必須為整形且常量 }
- 另外,如果case後面跟的滿足整型,常量,並且是一個表達式的話,也是可以執行的下去的‘
//示例 case 1+0: //這樣寫也是可以編譯的
- 最後就是,如果case後面跟的是一個字符型也是能夠編譯過去的,因為字符也是屬於整形的一種,字符以ascii碼的形式儲存在計算機之中的。
switch中的的default子句:
此子句適用於處理那些所有分支情況之外的輸入
示例:
//多餘的代碼略寫 int day = 0; scanf("%d".&day); switch(day) { case 1: //case內的語句和break略寫 case 2: case 3: case 4: case 5: case 6: case 7: default: printf("輸入錯誤\n"); break; }
如上圖所示,case語句之中隻給出瞭七個分支來選擇,但是如果輸入者一不小心輸入錯誤,沒有輸入1至7中的數(比如輸入瞭一個9),那麼程序最後就會不編譯,為防止出現這種情況的發生,所以專門設計瞭一個default子句用來供那些別的錯誤情況進入,以給予輸入者一個錯誤提示。另外,default子句不管放在開頭還是結尾都沒問題,但是我們一般默認放置句尾。
循環語句:循環結構分為三種:while循環,for循環,do while循環
– while循環語法結構
while(//表達式,即判斷循環執行的條件) { 循環語句; }
上面的表達式結果如果為真,即非0,那麼循環執行
如果表達式結果為假,即為0 ,那麼循環體不執行
註意事項:
如果在while循環中有break,那麼該break用於調出當前所在的循環體
就是說隻能跳一級,跳出它當前所在的循環。如果外面還有循環體,那照樣還要繼續執行下去
如果在while循環中有continue,那麼continue的作用就是用於跳過continue後面的代碼,直接到程序開頭的判斷部分,看要不要繼續往下執行代碼,示例如下:
//代碼多餘的部分略 while (i <= 10) { if(i == 5) continue; printf("%d ",i); i++; }
上面的代碼打印結果就是 1234,然後後面就不打瞭
因為當i變為5的時候經 if 語句的判斷為真,到continue處,又回到代碼while循環判斷的開頭,看是否執行下一次的循環,判斷之後可執行,又經if 來到continue處,又回到while處判斷,可執行…如此往復下去,沒有跳出這個死循環的可能。後面也不可能再去打印別的東西。
for循環的continue,是直接跳到for循環的表達式3之中,執行調整部分,由此可見while循環和for循環的continue是有一定區別的,while循環是完全有可能直接跳過調整部分的,因為調整部分有可能在他的下面的代碼
譬如上面的代碼塊就是這樣的。
– for循環語法結構
for(表達式1;表達式2;表達式3) { 循環語句; }
for循環其實是while循環的進一步改進,因為while循環的初始化部分(int i = 0),條件判斷部分(while(i>10)),調整部分(i ++),這幾個部分之間相隔有的時候會很遠,如果需要改動的話就會很容易改動。
for循環中,表達式1用於給循環變量一個初始值(表達式 1,隻會執行一次,往後就沒用瞭,每次循環開始前變量保留著上一次的值,除非這個循環本身就在另一個循環之中,這樣的話每次都會初始化一遍,所以一般情況下,再上來的時候循環變量隻會走 表達式 2 判斷一下和 表達式 3 自增一下,隨後繼續去執行下面的代碼),表達式2用於判斷,表達式3用於調整。
要註意的要點:盡量不要在循環體內改變循環變量,不然循環很容易失去控制,以下圖代碼塊為例:
#include <stdio.h> int main() { for(i=0; i<11; i++) { printf("%d",i); i = 5; } return 0; }
上述代碼是一個連續打印6的一個死循環,因為每次走到第七行時,i 都會被賦值成 5。再上去到調整語句自增。
所以說循環內部千萬不要改變循環變量。
其次要註意的要點:for循環的語句判斷部分采用開區間,因為使用開區間的話不等號旁邊表示的是循環的次數
代碼的可讀性更高。比如:i<11.
for循環的用法也是非常靈活的,三個表達式可以隨意省略,但是判斷表達式還是最好不要省略,因為極易造成死循環。下面再來看一個示例:
#include <stdio.h> int main() { int i = 0; int j = 0; for(; i<3;i++) for(; j<3; j++) { printf("hehe\n"); } return 0; }
此處按照正常的理解來說,第四五行應該已經對 i 和 j 進行瞭初始化,隨後再去執行的時候,循環出三個 i ,每個 i 再分出來三個 j,所以總共應該打印應該是九個hehe。但事實上並不是這樣,真正的執行的過程為:i 初始化為 0之後,i 加一,與 j 相關的循環執行三次,printf 也打印三次,但是之後 i 在加一次,在執行 j 循環時,j 的初始化是在循環之外的,因此 j 仍然是3,循環無法執行,在往後也一樣是這樣。所以最終隻打印三次hehe。
for循環還可以使用兩個變量循環變量來控制,例子如下:
int x ,y; for(x = 0&&y = 0;x<10&&y<10;x++&&y++)
– do while循環
do { 語句1; 語句2; ....... }while(判斷語句); //判斷語句旁邊的的分號千萬不能少,不然的話語法就過不去瞭
do while循環執行方式很簡單,就是什麼都不管直接先去執行括號內的語句,執行完瞭再去判斷還要不要繼續走下去,所以說do while 最少都能執行一次
do while 語句中的 continue 與 break 的用法
continue:直接跳過它下面的語句至最後的那個判斷語句,然後再從頭開始
break:直接就是調出所在的那個循環不執行瞭
示例:
do { if(i == 5) continue; printf("%d ",i); i++; }while(i<=10);
最終打印結果就是: 1234,因為當代碼中 i 走到 5 的時候,第5 行的continue 就會開始執行,使其跳轉到第8 行進行判斷,判斷為真,跳到開頭的第4行,繼續執行,再繼續跳轉…所以從 i 變成 5 開始,這段代碼就變成瞭死循環。
此外,如果第 5 行的語句被改成瞭 break 就會直接跳出所在的循環,直接去執行第 9 行的語句
循環練習題
– 題目一(階乘)
//計算n的階乘 #include <stdio.h> int main() { int ret = 1; int i = 0; int n = 0; scanf("%d",&n); for(i = 1; i<=n; i++) { ret *= i; } printf("%d",ret); return 0; }
– 題目二(階乘和)
//計算 1!+2!+3!+.....+10! //隻寫出瞭核心步驟 int ret = 1; int i,sum = 0; int n = 1; for(n=1; n<11; n++) { ret = 1; //ret每次都必須要重新賦值 //不然裡面會保留上一次的階乘值 //致使我們無法形成階乘相加的效果 for(i = 1; i<=n; i++) //註意,這裡的 i ,每次都會初始化一次 //因為這個i的循環本身,就是在循環裡面 { ret *= i; } sum += ret; } return 0;
上面這段代碼寫出來,思路非常的加單粗暴,就是要有各個不同的階乘,那麼就用 n 來控制,要有階乘,那麼就用 i 來控制。但是這種思路用來解決階乘相加的問題其實效率過低,因為每次當代碼走到第14行的時候 ,每次要算階乘的時候總是會出現一個問題,就是每一次階乘前面總是會把上一次的階乘重算一遍,再乘上一個最新更新的 i ,這樣非常浪費時間
圖解上面這段代碼的缺陷:
所以說我們可以這樣想,可不可以更高效地利用數據,比如:1! 用完不要扔掉,再給他乘以一個 2,
變成 2!,同理 2!也不要扔掉,再給他乘以一個 3,最後把他們相加放到 sum 裡面就行瞭。
//計算 1!+2!+3!+......+10! //優化後的核心步驟 for(n=1; n<11; n++) { ret *= n; sum += ret; }
優化後的圖解:
可以對照其對應的代碼塊,不難發現,這個效果一個循環就搞定瞭,利用率還非常高
– 題目三(二分查找)
//在一個有序數組中查找具體的某個數 //有序,即排好序的,如果從前往後找的話效率過低 //此題使用二分查找法 #include <stdio.h> int main() { int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}; int k = 7;//此處為要查找的元素 int sz = size of(arr)/size of(arr[0]); //上面這行是用來計算出數組裡面的元素個數 int left = 0; int right = sz - 1; while(left <= right) { int mid = (left + right)/2; if(arr[mid] < k) { left = mid + 1; } else if(arr[mid] > k) { right = mid - 1; } else { printf("找到瞭,下標為:%d\n",mid); break; } } if(left > right) { printf("找不到\n"); } return 0; }
使用二分查找法去尋找數可以大大提高查找效率,其原理非常簡單:就是先算出數組中的元素個數,然後將查找時移動的右下標(right)初始值表示出來(即:數組元素個數減一),其次左下標(left)的初始值賦 0 (因為數組元素下標是從 0 開始的),然後表示出 mid ,就是左右下標的平均值,再用這個平均值去和要去查找的數 k 去比較,如果 mid 比 k 大,mid減一並將值賦給left,實現左值的更新,若 mid 比 k 小,mid 減一賦給 right,實現右值的更新,由此不斷循環往復左右值相距越來越近,若能實現左右值相等,則查找的數是存在的,若逼近到最後直至左右值交叉,則說明要查找的數不存在。圖示如下:
- [
– 題目四(兩邊往中間漸變)
//編寫多個字符從兩端向中間移動 //其實就是一串字符從兩端向中間移動 //每次露出左數第一個未知和右數第一個未知 #include <stdio.h> #include <string.h> #include <windows.h> int main() { char arr1[] = "welcome to world"; char arr2[] = "################"; int left = 0; int right = strlen (arr1)-1; printf("%s\n", arr2); while(left <= right) { arr2[left] = arr1[left]; arr2[right] = arr1[right]; Sleep(1000);//此處s必須大寫,這裡起到休眠1秒的作用 system("cls");//此處起到閃屏的動態作用 left++; right++; printf("%s",arr2); } return 0; }
這道題目的原理和二分查找法類似,不再贅述。
此外還要註意的是:strlen()用於求字符串的長度,即裡面含有幾個字符
sizeof()用於求數組所占的內存空間的大小
– 題目五(密碼登錄)
//模擬密碼登錄的情景,隻允許登錄三次 //三次都不對,則退出程序 #include <stdio.h> #include <string.h> int main() { int i = 0; char password[20] = { 0 }; for (i = 0; i < 3; i++) { printf("請輸入密碼:> "); scanf("%s", password);//數組名本身就是地址,不是需要再用取地址符 if (strcmp(password, "123456") == 0)//if後別加分號!!(淦,找瞭一個下午的bug) { printf("登陸成功\n"); break; } else { printf("登陸失敗,請重新輸入!\n"); } } if (i == 3) { printf("三次錯誤,退出程序\n"); } return 0; }
此處的 strcmp(字符串 1,字符串 2)是用於對比字符串的內容是否一致,如果一致,strcmp 返回一個 0 ,這也是為什麼 if 裡面判斷其是否等於 0。如果不一致,有兩種情況:字符串 1 大於字符串 2 ,返回值大於 0 ;字符串 1 小於字符串 2,返回值小於 0 。此外,strcmp 的比較方法是:字符串上的每一位逐個比較,比較對應位置上字符的 ASCII 碼值,不是比較字符串的長度,一旦對應位置上的字符大小分出高下,那麼兩個字符也立刻分出高下,不管後面的字符或大或小或長或短。下面用圖示來解釋:
– 題目六(猜數字遊戲)
//寫一個猜數字遊戲 //遊戲要求如下: //1.自動產生一個 1-100 之間的隨機數 //2.猜數字 // a.猜對瞭,就恭喜你遊戲結束 // b.你猜錯瞭,會告訴你猜大瞭,還是猜小瞭 //3.遊戲會一直玩,除非退出遊戲 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> void menu()//menu函數的功能就是去實現一個菜單界面 { printf("-------------------\n"); printf("-----1.玩遊戲------\n"); printf("-----2,退出遊戲----\n"); printf("-------------------\n"); } void game()//game函數的功能就是去實現遊戲的基本操作和隨機數的產生 { int ret = 0; int guess = 0; ret = rand() % 100 + 1;//此處就是生成隨機數的關鍵,rand的用法可以去MSDN去查 //還有題目要求是1-100的隨機數所以rand返回值必須模上100.隨機數就可以被限定在0-99再加1,就是1-100 while (1)//這個while實現的就是猜數字的的過程 { printf("請猜一個數:> \n"); scanf("%d", &guess); if (guess < ret)//這裡就是要讓guess這個猜的值和我們隨機生成的數來做比較 { printf("猜小瞭\n"); } else if(guess > ret ) { printf("猜大瞭\n"); } else { printf("恭喜你,猜對瞭\n"); break; } } } int main() { srand((unsigned int)time(NULL));//這裡和上面的rand相聯系,是rand語法規定的一部分,這裡的作用來給生成的隨機數一個起點 //裡面的那個time()是個時間戳,就是用現在的時間和計算機的起始時間換算出一個隨機數 //因為srand裡面必須要填上一個隨機數所以用時間就是再好不過的瞭 //還有就是srand的語法規定裡面的數必須是無符號整形所以(unsigned int)用來強制改變數的類型 int input = 0; do //此處使用do while循環就是要保證不管玩不玩先進去選擇 { menu(); printf("請按菜單要求輸入一個數:> "); scanf("%d", &input); switch (input) { case 1: game(); break; case 0: printf("退出遊戲\n"); break; defult ://此處的的defult 的作用也很關鍵。它可以防止玩傢輸入其他數字進入到while()的判斷之中被誤判為真 printf("輸入錯誤,請重輸\n"); } } while (input);//此處用input來判斷是很巧妙的,因為選擇上input的隻有0和1去供你選擇,若為0便是假 跳出循環 system("pause"); //若為 1便是真,繼續循環 //選擇 0 的時候程序便會跳到67行終止 return 0; }
– goto語句
goto語句在C語言可以改變程序的進程順序,隻要在想跳轉的地方做個標記,然後程序走到對應的goto語句處就會跳轉到標記處重新開始執行。(感覺有點像《火影忍者》裡面波風水門的飛雷神)但是寫程序的時候要小心,goto語句有可能導致程序混亂產生bug。另外,goto語句不可以跨函數跳躍。
#include <stdio.h> int main() { flag://這裡就是標記的地方,一開始程序進去忽略這個東西 printf("hehe\n"); printf("haha\n"); goto flag;//這裡就是讓程序跳轉到標記處的語句 return 0; }
– getchar與putchar用法
下圖為示例:
#include<stdio.h> int main() { int ch = getchar(); //getchar是用來接收鍵盤上輸入的字符 //之後將接受的字符轉化為ASCII碼值存放起來 //由前面的存儲類型是int也是可以看出來的 //總之,用法是和scanf是差不多的 putchar(ch); //putchar把接收到的字符打印出來 //原理和printf差不多 return 0; }
此外還要註意的是:getchar獲取一個字符如果失敗瞭,那麼他就會返回一個EOF
EOF 翻譯過來就是:文件終止(end of file)
#include <stdio.h> int main() { int ch = 0; while((ch = getchar())!=EOF) //上面條代碼就是讓getchar讀取一個數 //判斷它有沒有讀取錯誤,若對的話則循環 { putchr(ch); } return 0; }
上面的這段代碼的效果即輸入什麼就打印什麼,可以不停地輸,不停地打
例:輸 a 則打 a,輸 b 則打 b。
如果想要循環停止的話,那麼就可以輸入一個:ctrl 加 z ,其原理其實就是給 getchar 輸入一個錯誤字符
讓他終止,返回一個 EOF。
getchar 接收字符的原理:getchar 和 電腦鍵盤之間有一個緩沖區,該緩沖區用於存放鍵盤上輸入的東西,此外getchar 隻要是緩沖區裡面的東西一律照收不誤,包括回車,回車如果輸入進去就會被緩沖區理解為一個 \n ,所以上述代碼的輸入和打印形式為:
a //這裡先給他一個a ,再打瞭一個回車
a
b
b
就是說,getchar 先讀取瞭 a ,隨後 a被打印,之後又讀取一個 \n 由此 b 隻能在第三行開始輸入,以此類推…
getchar 與putchar的實際應用:
實例如下圖:
#include <stdio.h> int main() { int password[20] = {}; printf("請輸入密碼:> "); scanf("%s", password); printf("請確認密碼:> "); int tmp = 0; while ((tmp = getchar()) != '\n') { ; } int ch = getchar(); if (ch == 'Y') { printf("確認成功\n"); } else { printf("確認失敗\n"); } return 0; }
上面的一段的代碼寫的是一個輸入密碼並確認的函數,具體分析:
首先我們創建一個數組,用於存放輸入的字符串,之後創建一個 tmp ,用循環來消耗 scanf 拿不走的字符串,就是讓while裡面的getchar在讀到 \n 之前,一直用上面代碼塊中的第11行的空語句來來消耗那些沒用的(就是說getchar讀入,但不會進行操作),即空格剩下的 (空格)abcdef \n,因為如果不去消耗的話,第13行的getchar將直接讀取 6 後面的那個空格,然後自動默認走else 後面的分支,隨後在屏幕上直接打印 :確認失敗。由此可見,getchar 的作用非常直白,隻是在讀取的時候看到緩沖區有什麼就讀什麼。
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