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:

gmMIHg.jpg

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:

gmlxk4.jpg

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:

  • [

gm5KGF.jpg

第五课06

– 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:

guKsSI.jpg

– 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。

[

gk8ZdA.jpg

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