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请回答c语言-分支和循环结构【入门】

请回答c语言-分支和循环结构【入门】

目录

分支语句

  • if
  • switch

循环语句

  • while
  • for
  • do while

goto语句

1.五种语句

一般C语句可分为以下五类：

  1. 表达式语句
  2. 函数调用语句
  3. 控制语句
  4. 复合语句
  5. 空语句

本章主要展开的是控制语句
控制语句用于控制程序的执行流程，以实现程序的各种结构方式，它们由特定的语句定义符组成
C语言有九种控制语句，可分成以下三类：

  1. 条件判断语句也叫分支语句：if语句、switch语句；
  2. 循环执行语句：do while语句、while语句、for语句；
  3. 转向语句：break语句、goto语句、continue语句、return语句。

2. 分支语句（选择结构）

2.1 if 语句

2.1.1 if 语句语法结构

那if语句的语法结构是怎么样的呢？

//语法结构：
//单
if(表达式)
	语句;
//双
if(表达式)
	语句1;
else
	语句2;
//多分支
if(表达式1)
	语句1;
else if(表达式2)
	语句2;
else
	语句3;

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image-20211027200912173

if为真则执行语句，否则不执行该语句

回忆一下，上次说过在C语言中如何表示真假？

0表示假，非0表示真

2.1.1 if语句书写

for example:

#include <stdio.h>

int main()
{
	int level = 0;
	scanf("%%d", &level);
	if (level < 16)
	{
		printf("小火龙
");
	}
	else if (level >= 16 && level < 36)
	{
		printf("火恐龙
");
	}
	else if(level>=36&&level<=100)
	{
		printf("喷火龙
");
	}	
    else//悬垂else，最后一个else可以不用写条件
    {
        printf("不可能");
    }

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切记不可以在选择语句打印火恐龙中这么写，没有这样的语法

if(16<=level<36)

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注1：适当的使用{}可以使代码的逻辑更加清楚。
注2：else是和它离的最近的if匹配的。

2.1.2 if 语句代码风格

代码风格决定了可读性高低，也决定了他人对你代码的看法，如果要更好地提高优化代码风格

推荐食用《高质量c++/c编程指南》。

这里我们来看四种代码风格

代码2看上去明显比代码1更加规范，可读性更高

//代码1
if (condition) {
	return x;
}
return y;
//代码2
if (condition)
{
	return x;
}
else
{
	return y;
}
//代码3
int num = 1;
if (num == 5)
{
	printf("hehe
");
}
//代码4
int num = 1;
if (5 == num)
{
	printf("hehe
");
}

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要点：对于3，4我们其实可以学到，当我们要比较一个常量和一个变量的if表达式时：

如果有一天我们在判断语句中只写了一个=，那么就会导致if语句中始终为真了，那这句语句就可以直接执行，这就产生了一个bug，为了避免这个bug，有时候我们可以可以写成常量在前。因为当我们写错时，系统会主动报错，提示我们常量是不能赋值的，这就避免运行时出错再回去找问题在哪里。

小结：来一个练习

//打印1-100之间的奇数
int main()
{
	int i = 0;
	for(i=1;i<100;i++)
	{
		if (i %% 2 != 0)
			printf("%%d ", i);
	}
	return 0;
}

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2.2 switch语句

switch语句也是一种分支语句。

为了方便if语句某些状况，常常用于多分支的情况。
比如：
输入1，输出LEBRON
输入2，输出CURRY
输入3，输出KD
输入4，输出HARDEN
输入5，输出PG
输入6，输出GIANNIS
输入7，输出077
那我没写成if…else if …else if 的形式太复杂，那我们就得有不一样的语法形式。
这就是switch 语句。

一般我们在写菜单的时候都会用到switch语句
image-20211027201051677

2.2.1 switch的语句结构

这就是switch 语句。

当然我们之前说过switch是不能使用浮点型表达式的

switch(整型表达式)
{
	语句项；
}
> 而语句项是什么呢？
//是一些case语句：
//如下：
case 整形常量表达式:
	语句;

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2.2.2 break in the switch

在switch语句中，我们没办法直接实现分支，没有break就不是真正的分支。每个语句加了break就会跳出这个switch循环语句

如果不加break语句就会一直往下顺序执行

int main()
{
	int input = 0;
	scanf("%%d", &input);
	switch (input)
	{
		case 1:
			printf("LEBRON
");
			break;
		case 2:
			printf("CURRY
");
			break;
		case 3:
			printf("KD
");
			break;
		case 4:
			printf("HARDON
");
			break;
		case 5:
			printf("PG
");
			break;
		case 6:
			printf("GIANNIS
");
			break;
		case 7:
			printf("077
");
			break;
	}
}

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有时候我们的需求变了：

不加break可以实现多个整形常量表达式到一个语句，如下

int main()
{
	int input = 0;
	scanf("%%d", &input);
	switch (input)
	{
		case 1:
		case 2:
		case 3:
		case 4:
		case 5:
			printf("LEBRON
");
			break;
		case 6:
			printf("GIANNIS
");
			break;
		case 7:
			printf("077
");
			break;
	}
}

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小结：

break语句 的实际效果是把语句列表划分为不同的分支部分

好习惯
在最后一个 case 语句的后面加上一条 break语句（之所以这么写是可以避免出现在以前的最后一个 case 语句后面忘了添加 break语句）

2.2.3 default

如果前面的case均不能匹配，就可以用到default，习惯上一般放在最后

如果没有default的情况下输入了不匹配的值，会发生什么，结果就是所有的语句都被跳过。程序并不会终止，也不会报错

但是，如果你并不想忽略不匹配所有标签的表达式的值时该怎么办呢？你可以增加一条default子句
当 switch 表达式的值并不匹配所有case 标签的值时，这个default 子句后面的语句就会执行
所以，每个switch语句中只能出现一条default子句,且可以出现在任何位置

小结:

好习惯：
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 。

3. 循环语句

  • while
  • for
  • do while

3.1 while循环

我们已经掌握了，if语句：
当条件满足的情况下，if语句后的语句执行，否则不执行。
但是这个语句只会执行一次。

那么当同一件事情我们需要完成很多次那我们怎么做呢？
C语言中给我们引入了： while 语句，可以实现循环。

对于while语句还是表达式为真就执行循环语句，为假就不执行

//while 语法结构
while(表达式)
循环语句;

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在这里插入图片描述

3.1.1 while语句书写

比如我们实现：
还是打印1-100的奇数。

int main()
{
	int i = 1;
	while (i <= 100)
	{
		printf("%%d ", i);
		i += 2;
	}
	return 0;
}

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3.1.2 break and continue in while

3.1.2.1 break

以下给出一段有break的实例

#include <stdio.h>
int main()
{
	int i = 1;
	while(i<=10)
	{
		if(i == 5)
		break;
   		printf("%%d ", i);
		i = i+1;
	}
		return 0;
}

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这里代码输出的结果是 :
是 1 2 3 4 not 1 2 3 4 5

小结：
break在while循环中的作用：
在循环中只要遇到break，就停止后期的所有的循环，直接终止循环。

3.1.2.2 continue

以下还是一段类似的代码用到了continue

continue的作用是跳过本次循环continue后面的代码

#include <stdio.h>
int main()
{
	int i = 1;
	while (i <= 10)
	{
		if (i == 5)
			continue;
		printf("%%d ", i);
		i = i + 1;
	}
	return 0;
}

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这里代码输出的结果是什么？

image-20211027162712260

打出1 2 3 4之后就停不下来

小结:

continue在while循环中的作用就是：
continue是用于终止本次循环的，也就是本次循环中continue后边的代码不会再执行，而是直接跳转到while语句的判断部分。进行下一次循环的入口判断。

3.1.3 while循环例子

我们来看一些while例子

这段代码我们在之前的文章中有提到过

可以实现输入一段代码打印一段代码，最后想停下来就按CTRL+c

#include <stdio.h>

int main()
{
	int ch = 0;
	while ((ch = getchar()) != EOF)
		putchar(ch);
	return 0;
}

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这里涉及到了多组输入的写法，在在线OJ题中也常常能见到

现在来解决一下什么是EOF？什么是getchar和putchar？

getchar函数是接受输入流的标准输入函数，当读取失败后会返回EOF

image-20211027165516242

getchar和scanf类似，不同的是getchar只能用来打印标准输入（stdin）中的字符，而scanf可以打印浮点型和整型

putchar函数类似于printf，用来向标准输出（stdout）打印字符数据

image-20211027165734242

具体了解getchar和putchar以及scanf缓冲区问题可以参考这位老铁的文章

3.2 for 循环

既然我们有了while循环，为什么我们还要有for循环呢？

3.2.1 语法

for(表达式1; 表达式2; 表达式3)
循环语句;

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表达式1为初始化部分，用于初始化循环变量的。

表达式2为条件判断部分，用于判断循环时候终止。

表达式3为调整部分，用于循环条件的调整。
image-20211027224714925

3.2.2 for语言的书写

下面来举一个实际例子：

使用for循环 在屏幕上打印1-100的奇数

int main()
{
	for (int i = 1; i < 100; i+=2)
	{
		printf("%%d ", i);
	}
	return 0;
}

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3.2.3 break and continue

3.2.3.1 break in the for

看一个代码

break是直接结束该循环的

所以这里只打印了1 2 3 4
在这里插入图片描述

3.2.3.2 continue in the for

还是一样的代码

continue只会跳过这次循环剩下的过程在

这里只是跳过5

在这里插入图片描述

3.2.4 for语句的循环控制变量

好习惯：

  1. 最好不要在for 循环体内修改循环变量，防止 for 循环失去控制。
  2. for语句的循环控制变量的取值建议采用“前闭后开区间”写法。
//前闭后开的写法
int i = 0;
for(i=0; i<10; i++)
{
  ...;  
}

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3.2.5 for循环的其他写法

1.for循环中的初始化部分，判断部分，调整部分是可以省略的

中间判断部分如果省略，则会构成死循环

for(;;)
{
	printf("我是for循环
");
}

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这种情况会导致另外一个问题

int i = 0;
int j = 0;
//这里打印多少个9012?
for (int i=0; i < 10; i++)
{
	for (; j < 10; j++)
	{
		printf("9012
");
	}
}

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应该是只有10次因为这里从i循环第二次开始，j循环始终不进入，最后只走i循环的次数，有10次，但是如果从一开始就写成for (j=0; j < 10; j++)，就会打出100次，原因显然

image-20211027211539291

小结：

for循环是平时使用很多的循环

3.3 do while 循环

do while循环至少执行一次，可是这个语句使用的场景有限，所以不是经常使用。

3.3.1 do while语句的语法

do
	循环语句;
while(表达式);

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3.3.2 do while 语句的书写

只执行一次的情况

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

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3.3.3 do while循环中的break和continue

3.3.3.1 break in the do while

还是一样跳出循环打印一个10

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

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3.3.3.2 continue in the do while

死循环 ，i无法变成其他数字于是一直在循环

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

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4.练习提高

  1. 计算 n的阶乘
int main()
{
	int n = 0;
	scanf("%%d", &n);//5
	int i = 0;
	int ret = 1;
		for (i = 1; i <= n; i++)
		{
			ret = ret * i;
		}
	printf("%%d
", ret);
	return 0;
}

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  1. 计算 1!+2!+3!+……+10!
int main()
{
	int n = 0;
	int i = 0;
	int ret = 1;
	int sum = 0;
	for (n = 1; n <= 10; n++)
	{
		ret = 1;//再从1开始乘，这步不能忘
		for (i = 1; i <= n; i++)
		{
			ret = ret * i;
		}
		sum += ret;
	}
	printf("%%d
", sum);
	return 0;
}

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  1. 打印99乘法表
int main()
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i = 1; i <= 9; i++)
	{
		for (j = 1; j <= i; j++)
		{
			printf("%%d*%%d=%%d",i,j, i * j);
			printf("	");
		}
		printf("
");
	}
}
   

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输出如下:image-20211028183914211

  1. 在一个有序数组中查找具体的某个数字n。（二分查找法）
int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//取得数组长度写法
	int num = 0;
    scanf("%%d",&num);
	int left = 0;
	int right = sz - 1;
	while (left<=right)
	{
		int mid = (left + right) / 2;
		if (arr[mid] < num)
		{
			left = mid + 1;
		}
		else if (arr[mid] > num)
		{
			right = mid - 1;
		}
		else
		{
			printf("找到了，下标是:%%d
", mid);
			break;
		}
	}
	if (left > right)
	{
		printf("找不到
");
	}
	return 0;
}

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  1. 编写代码，演示多个字符从两端移动，向中间汇聚。

用到的特殊函数：

为了实现汇聚的变化所以要用sleep函数 所以要调用windows.h,这样可以有一个延时的效果

为了用字符串的长度要用string.h中的字符串函数也就是strlen

int main()
{
	char arr1[] = "I can do all things";
	char arr2[] = "###################";
	int left = 0;
	int right = strlen(arr1) - 1;
	printf("%%s
", arr2);
	//while循环实现
	while (left <= right)
	{
		Sleep(500);
		arr2[left] = arr1[left];
		arr2[right] = arr1[right];
		left++;
		right--;
		printf("%%s
", arr2);
	}
    //for循环实现
	for (left = 0, right = strlen(arr1) - 1;
		left <= right;
		left++, right--)
	{
		Sleep(500);
		arr2[left] = arr1[left];
		arr2[right] = arr1[right];
		printf("%%s
", arr2);
	}
	return 0;
}

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  1. 编写一个密码

输错三次自动跳出

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	int i = 0;
	char password [20]="";
    //这里我们假设密码是123456
    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
		printf("请输入密码：");
        scanf("%%s",password);//password不取地址的原因是password是数组名，数组名本来就是地址
        if(strcmp(password,"123456")==0);//比较两个字符串是否相等要用strcmp函数
        {
       	 	printf("登陆成功
");
            break;
        }
        else
        {
            printf("密码错误
");
        }
    }
     if(3==i)
        {
			printf("输错三次密码退出程序
");
        }
    return 0;
}

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我们需要知道strcmp如何使用，查询MSDN，
strcmp 在MSDN上是这么写的：
image-20211028211101336
返回值：
image-20211028211538354

  1. 猜数字游戏（电脑随机生成1-100）的数字

玩家猜小了，电脑会告诉你猜小了,同理猜大了和猜的对

本小游戏需要生成随机数，如何生成随机数？

用rand srand 和time

#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<time.h>
void menu()
{
	printf("***************************
");
	printf("*****    1. play     ******
");
	printf("*****    0. exit     ******
");
	printf("***************************
");
}   
void game()
{
    int guess = 0;
	//猜数字游戏的过程
    //播撒随机数种子
    int r=rand()%%100+1;
    //猜数字
   
   while(1)
   {
    printf("猜数字：
");
    scanf("%%d",&guess);
    	if(guess<r)   
    	{
        	printf("猜小了
");
    	}
       else if(guess>r)
        {
			printf("猜大了
");
        }
       else 
        {
			printf("恭喜你，猜对了!
");
           break;
        }
   }  
}
int main()
{
    int input=0;
    srand((unsigned int)time(NULL));//放在主函数里面只要一次就够了   
 
 do
 {
    //打印菜单
	menu();
    printf("请选择");
    scanf("%%d",&input);
    switch(input)
    {
        case 1:
			game();
			break;
		case 0:
			printf("退出游戏
");
			break;
		default:
			printf("选择错误
");
			break;
    }
 }while(input);
    return 0;
}

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注：随机数取值可以从0-RAND_MAX，RAND_MAX是32767，注意要把范围改到范围1-100

为了保证随机数每次都不同，我们不仅要用rand还要用srand

image-20211028213033299

srand需要用时间戳来随机播撒种子，关于时间戳的概念可以自行搜索,利用time函数，如下：

image-20211028223418493
小结：

做完这几道练习题，会对分支与循环结构会有更深理解，想要学好c语言老铁要继续坚持！

下一章会主要从函数讲起

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