C语言入门(13)——循环

时间:2022-06-26 09:33:41

在递归调用中,其实每次递归都是在重复做同样一件事,比如求阶乘就是把n乘到(n-1)!上然后把结果返回。虽说是重复,但每次做都稍微有一点区别(n的值不一样),这种每次都有点区别的重复工作称为迭代。

我们使用计算机的主要目的之一就是让它做重复迭代的工作,因为把一件工作重复做成千上万次而不出错正是计算机最擅长的,也是人类最不擅长的。虽然迭代用递归来做就够了,但C语言提供了循环语句使迭代程序写起来更方便。

循环是程序中一种很重要的结构。它的特点是,在给定条件成立时,反复执行某程序段,直到条件不成立为止。给定的条件称为循环条件,反复执行的程序段称为循环体。C语言提供了多种循环语句,可以组成各种不同形式的循环结构:

1、用while语句;

2、用do-while语句;

3、用for语句;

4、用goto语句和if语句构成循环;

while循环语句

while语句的一般形式为:

while(表达式)
{
语句;
}

其中表达式是循环条件,用来控制循环体是否执行。一般为关系表达式或逻辑表达式,也可以是C语言其他类型的合法表达式。

语句为循环体,是循环重复执行的部分,这部分语句被称为内嵌语句,可以是基本语句、控制语句,也可以是复合语句,

它的功能是:先判断表达式,若为真则执行循环体,再判断表达式,重复上述过程,直到表达式为假时退出循环其执行过程可用下图表示。

C语言入门(13)——循环

下面的例子实现了用while语句计算从1加到100的值。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
inti,sum= 0;
i= 1;
while(i<= 100){
sum= sum + i;
i++;
}
printf("%d\n",sum);
system("pause");
return0;
}

运行结果:

C语言入门(13)——循环

使用while循环需要注意的地方:

1、在循环体中,语句的先后位置必须符合逻辑,否则会影响运算结果。

2、while循环先判断表达式,后执行循环体。循环体有可能一次也不执行。

3、循环体若包含一个以上语句,应该用{}括起来。

4、循环体应包含有使循环趋向结束的语句,比如下面的例子

#include <stdio.h>
int main(void)
{
inta= 0, n;
printf("请输入一个数字:\n ");
scanf("%d",&n);
while(n--)
printf("%d ", a++* 2);
system("pause");
return0;
}

运行结果:

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本例程序将执行n次循环,每执行一次,n值减1。循环体输出表达式a++*2的值。该表达式等效于(a*2; a++)。

5、下列情况,退出while循环

条件表达式不成立(为零)

循环体内遇 break ,goto

6、无限循环的形式为:

while(1)
{
循环体;
}

7、为了保证循环正常运行,应该特别注意:

注意对循环控制条件的描述。例如下面一个统计从键盘输入一行字符的个数的例子:

#include <stdio.h>

int main(void)
{
intn= 0;
printf("请输入一个字符串:\n");
while(getchar() != '\n')
{
n++;
}
printf("字符串的长度是:%d\n", n);
system("pause");
return0;
}

运行结果:

C语言入门(13)——循环

本例程序中的循环条件为getchar()!='\n',其意义是,,只要从键盘输入的字符不是回车就继续循环。循环体n++完成对输入字符个数计数。从而程序实现了对输入一行字符的字符个数计数。

注意控制条件的初始状态(初始值)

注意循环体内部对控制条件的影响

do-while循环语句

do-while语句的一般形式为:

    do
语句
while(表达式);

do-while语句的功能是:先执行循环中的语句,然后再判断表达式是否为真,如果为真则继续循环;如果为假,则终止循环。因此,do-while循环至少要执行一次循环语句。其执行过程可用下图表示。

C语言入门(13)——循环

while和do-while都能实现循环控制,while结构程序通常都可以转换成do-while结构

他们之间的区别是:

do- while 语句先执行循环体再判断条件,循环体至少执行一次;

while 语句先判断条件再执行循环体,循环体有可能一次也不执行;

do-while循环体中一定要有能使表达式值趋于0的操作(如i++),否则会出现死循环。

下面的例子演示了用do-while语句计算从1加到100的值

#include <stdio.h>

int main(void)
{
inti,sum= 0;
i= 1;
do{
sum= sum + i;
i++;
} while(i<= 100);
printf("%d\n",sum);
system("pause");
return0;
}

运行结果:

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do-while无限循环的样式:

do{
循环体;
}while(1);

for循环

在C语言中,for语句使用最为灵活,它完全可以取代 while语句。它的一般形式为:

for(表达式1; 表达式2; 表达式3)
{
语句;
}

它的执行过程如下:

1.      先求解表达式1。

2.      求解表达式2,若其值为真(非0),则执行for语句中指定的内嵌语句,然后执行下面第3)步;若其值为假(0),则结束循环,转到第5)步。

3.      求解表达式3。

4.      转回上面第2)步继续执行。

5.      循环结束,执行for语句下面的一个语句。

其执行过程可用下图表示。

C语言入门(13)——循环

for语句最简单的应用形式:

for(循环变量赋初值; 循环条件; 循环变量增量)
{
语句;
}

循环变量赋初值总是一个赋值语句,它用来给循环控制变量赋初值;循环条件是一个关系表达式,它决定什么时候退出循环;循环变量增量,定义循环控制变量每循环一次后按什么方式变化。这三个部分之间用分号(;)分开。例如:

for( i=1; i<=100; i++ )
sum=sum+i;

先给i赋初值1,判断i是否小于等于100,若是则执行语句,之后值增加1。再重新判断,直到条件为假,即i>100时,结束循环。相当于:

i=1;
while(i<=100)
{
sum=sum+i;
i++;
}

对于for循环中语句的一般形式,就是如下的while循环形式:

 表达式1;
while(表达式2)
{
语句
表达式3;
}

使用for语句应该注意:

1、 for循环中的“表达式1(循环变量赋初值)”、“表达式2(循环条件)”和“表达式3(循环变量增量)”都是选择项,即可以缺省,但分号(;)不能缺省。

2)、省略了“表达式1(循环变量赋初值)”,表示不对循环控制变量赋初值。

3、省略了“表达式2(循环条件)”,则不做其它处理时便成为死循环。例如:

for( i=1; ; i++ )
{
sum=sum+i;
}

相当于:

i = 1;
while (1)
{
sum = sum+ i;
i++;
}

4) 省略了“表达式3(循环变量增量)”,则不对循环控制变量进行操作,这时可在语句体中加入修改循环控制变量的语句。例如:

for (i= 1; i <= 100;){
sum = sum+ i;
i++;
}

5) 省略了“表达式1(循环变量赋初值)”和“表达式3(循环变量增量)”。例如:

for (; i<= 100;)
{
sum = sum+ i;
i++;
}

相当于:

while (i<= 100)
{
sum = sum+ i;
i++;
}

6) 3个表达式都可以省略。例如:

for( ; ; )
{
语句
}

相当于:

while(1)
{
语句
}

7) 表达式1可以是设置循环变量的初值的赋值表达式,也可以是其他表达式。例如:

for (sum = 0; i<= 100; i++)
{
sum = sum+ i;
}

8) 表达式1和表达式3可以是一个简单表达式也可以是逗号表达式。

for (sum = 0, i= 1; i <= 100; i++)
{
sum = sum+ i;
}

或:

for (i= 0, j = 100; i<= 100; i++, j--)
{
k = i+ j;
}

9) 表达式2一般是关系表达式或逻辑表达式,但也可是数值表达式或字符表达式,只要其值非零,就执行循环体。例如:

for (i= 0; (c = getchar()) != '\n';i+= c);

又如:

for ( ; (c = getchar())!= '\n'; )
{
printf("%c",c);
}

goto-if循环:

goto语句是一种无条件转移语句,与BASIC中的goto语句相似。goto 语句的使用格式为:

     goto 语句标号;

其中标号是一个有效的标识符,这个标识符加上一个“:”一起出现在函数内某处,执行goto语句后,程序将跳转到该标号处并执行其后的语句。

另外标号必须与goto语句同处于一个函数中,但可以不在一个循环层中。通常goto语句与if条件语句连用,当满足某一条件时,程序跳到标号处运行。

goto语句通常不用,主要因为它将使程序层次不清,且不易读,但在多层嵌套退出时,用goto语句则比较合理。

下面的代码实现了使用goto语句和if语句构成循环求1+2+3+......+100的和。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
inti,sum= 0;
i= 1;
loop:
if(i<= 100)
{
sum= sum + i;
i++;
gotoloop;
}
printf("%d\n",sum);
system("pause");
return0;
}

概括起来,C语言有四种循环:goto语句构成的循环、while循环、do-while循环和for循环。

四种循环的比较:

1、四种循环都可以用来处理同一个问题,一般可以互相代替。但一般不提倡用goto型循环,不但因为其蹩脚,我们也极力建议不要使用goto语句,尽量使用其他语句代替。

2、while和do-while循环,循环体中应包括使循环趋于结束的语句。

3、for语句功能最强,也最常用。

4、用while和do-while循环时,循环变量初始化的操作应在while和do-while语句之前完成,而for语句可以在表达式1中实现循环变量的初始化。

for循环是最常用的循环,它的功能强大,可以代替其他循环。