C语言程序结构和控制语句

谨记

每当清晨太阳初升时,那一刹那,炙热的阳光洒在大地,打破了大地甜美的梦乡,大地苏醒了,因为他知道,只有借着太阳之光才能完成所需的一切,这一天,大地在河流山川到处穿梭和劳作,到晚上,初升的太阳落下了,留下了一道完美的晚霞,这时候,大地笑了,然后嘴角上扬又开始了他的甜美的梦。

目标

本篇文章将带领读者走向C语言的核心,培养读者的逻辑思维以及编程风格,要求掌握C语言程序结构、if......else、switch、C语言循环控制语句、return、continue、break.

一、C语言程序结构

从程序流程的角度来看,C语言中的语句可以分为3种基本结构:顺序结构、分支结构和循环结构。
1、顺序结构:就是在程序执行的时候,程序会顺序来执行代码,从上往下一行一行执行。
2、分支结构:程序会根据某一条件的判断结果来决定程序的走向,比如当该条件成立时执行语句1,当该条件不成立时执行语句2。另外,也有可能会有多种条件的情况,比如,当条件1成立时执行语句1,当条件2成立执行语句2,在其他情况下执行语句3、4等。
3、当型循环和直到型循环。当型循环首先判断条件是否成立,若条件成立则执行循环内的语句,若条件不成立则直接跳出循环;直到型循环是直接执行循环内的语句,直到条件不成立时退出循环体。

二、C语言控制语句

1、条件判断语句(if语句和switch语句)
1.1、条件判断语句
if语句是用来判定所给定的条件是否满足,根据判定的结果(真或假)执行给出的操作,if语句有3种形式。
(1)if(表达式)语句2

   int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
    int a = 20,b = 10;
    if(a > b){
    printf("This is true");
    }
    return 0;
    }

(2)if(表达式) 语句1 else 语句2

   int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
    int a = 20,b = 10;
    if(a > b){
    printf("This is true\n");
    }else{
    printf("This is false\n");
    }
    return 0;
    }

(3)if(表达式1) 语句1
else if(表达式2) 语句2
else if(表达式3) 语句3
……
else if (表达式m) 语句m
else 语句n

    int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        float score;

        printf("input score:");
        scanf("%f", &score);

        if (score < 0 || score > 100)
        {   
            printf("score is invalid\n");
            return 0;
        }   

        if (score >= 90) 
            printf("A\n");
        else if (score >= 80) 
            printf("B\n");
        else if (score >= 70) 
            printf("C\n");
        else if (score >= 60) 
            printf("D\n");
        else
            printf("E\n");

        return 0;
    }

当然对于if语句,我们也可以嵌套使用,这里就不举例了,请读者自行完成,格式:
if()
if()语句1
else 语句2
else
if() 语句3
else 语句4

1.2switch语句
对于if语句来说,if语句只能从两者中选择一个,当要实现几种可能之一时,就要用if...else if,甚至多重的嵌套if来实现,当分支较多时,程序会变得很复杂,可读性很差。switch开关语句专门处理多路分支的情形,使程序变得简洁。
switch语句一般的格式如下:
switch(表达式)
case常量表达式1:语句序列1;
case常量表达式2:语句序列2;
……
case常量表达式n:语句n;
default:语句n+1;
在这里,switch关键字后面的表达式必须是整型值或字符型值。这里的常量表达式是指在编译期间,对表达式求得的值,不能是任何变量。“case”表达式后的各语句序列允许有多条语句,不需要按复合语句处理。
switch语句比较特殊,这里的case标签并没有把语句列表划分为几个部分,它只是确定语句执行的入口点。

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
    float score;
    int grade;
    printf("input score:");
    scanf("%f", &score);
    if (score < 0 || score > 100)
    {   
        printf("score is invalid\n");
        return 0;
    }   
    grade = score / 10; 
    switch (grade)
    {   
        case 9:
        printf("A\n");
        case 8:
        printf("B\n");
        case 7:
        printf("C\n");
        case 6:
        printf("D\n");
        default:
        printf("E\n");
    }   
    return 0;
}

2、循环控制语句
2.1while和do-while语句
C语言中有两种循环结构:当型和直到型,其中while语句是当型循环结构,它的格式如下:
while(表达式)
{
循环体语句
}
在执行while循环语句时,先判断表达式的值,再执行循环体中的内容。
与此相对应的do-while是直到型循环结构,它的格式为
do
{
循环体语句
} while(表达式);
在执行do-while循环语句时,先执行循环体里的内容,再执行while表达式里的值。

例子:用While
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        
        int i = 0;
        int sum = 0;
        while (i <= 100) {
            
            sum += i;
            i++;
        }
        printf("%d\n",sum);
        }
    return 0;
}
输出结果:5050
        Program ended with exit code: 0
        
使用do...while
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        
        int i = 0;
        int sum = 0;
        do {
            sum += i;
            i++;
        } while (i  <= 100);
        printf("%d\n",sum);
        }
    
    return 0;
}
输出结果:5050
        Program ended with exit code: 0
        
注意一点:在这里虽然两个程序运行的结果是一样的,但是,如果读者把i的初始值变为101,那么这两个程序的结果就不一样了,这里需要注意一点是:while是一进来就需要判断条件,如果条件满足就执行,然后在判断,知道不满足就跳出循环,do...while是一进程序就先执行do里面的语句,然后在去判断,如果判断满足就在执行do,不满足就跳出,这里需要区分两个循环语句的执行过程。

2.2 for循环
for语句是C语言所提供的功能更强、使用更广泛的一种循环语句,其一般形式为
for(表达式1;表达式2;表达3){
语句
}
括号中的3个表达式的含义如下。
表达式1:通常用来给循环变量赋初值,一般是赋值表达式;也允许在for语句外给循环变量赋初值,此时可以省略该表达式。
表达式2:通常是循环条件,一般为关系表达式或逻辑表达式。
表达式3:通常用来修改循环变量的值,一般是赋值语句。
for后面的语句即为循环体。可以是一条语句,也可以是用括号“{}”包含起来的多条语句。

求0 ~ 100的和
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        
        int i,sum;
        for ( i = 0; i <= 100; i++) {
            sum +=i;
        }
        printf("%d\n",sum);
    }
    return 0;
}
输出结果:
5050
Program ended with exit code: 0

for括号中的3个表达式都可以是逗号表达式,即每个表达式都可由多个表达式组成。3个表达式都是任选项,都可以省略。

在整个for循环过程中,表达式1只计算一次,表达式2和表达式3则可能计算多次。循环体可能多次执行,也可能一次都不执行,它等价于下面的while语句。
表达式1;
while(表达式2)
{
循环体;
表达式3;
}

使用for循环所注意的几点
在使用for语句中要注意以下几点。
1、 for语句中的表达式1可以省略,但在for循环之前应给循环变量赋值。例如:

int i = 1, sum = 0;
for (; i <= 100; i++)
sum = sum+i;
2、 表达式2也可以省略,但循环将陷入死循环。例如:
int i, sum = 0;
for (I = 1; ; i++)
sum = sum+i;
3、 表达式3也可以省略,但应在循环体中增加使循环变量值改变的语句。
int i;
for (i = 1; i <= 100;)
{ 
  sum = sum+i;
  i++;
}
4、 表达式1和表达式3也允许同时省略。
int i = 1, sum = 0;
for (; i <= 100;)
{ 
  sum = sum+i;
  i++;
}
这时,完全与while循环等价。
5、三个表达式都可以省略,但“;”不能省略。
int i;
for (;;)
{ 
  sum = sum+i;
  i++;
}
否则,变成了死循环,将无休止地累加下去。
6、 循环体可以是空语句。
7、 for语句也可与for、while、do-while语句相互嵌套,构成多重循环。

3、goto语句
goto语句也称为无条件转移语句,其一般格式如下:
goto 语句标号;
其中语句标号是按标识符规定书写的符号,放在某一语句行的前面,标号后加冒号(:)。语句标号起标识语句的作用,与goto 语句配合使用。
C语言不限制程序中使用标号的次数,但各标号不得重名。goto语句的语义是改变程序流向,转去执行语句标号所标识的语句。可以与条件判断语句配合使用,来构成循环。在使用goto语句的时候,由于goto语句可以随意跳转,过多的使用goto语句,很容易造成程序结构的混乱,代码可读性也会降低,如果能省我们就省,尽可能的不用。这里例子就不列举了。

三、转向语句

转向语句一般有三种:break、continue、goto.
3.1.break语句
break语句在前面的switch语句中已经出现过,只能用在switch语句或循环语句中,其作用是跳出switch语句或跳出本层循环,转去执行后面的语句。由于break语句的转移方向是明确的,因此不需要语句标号与之配合,break语句的一般形式为
break;
3.2.continue语句
continue语句只能用在循环体中,其一般格式是:
continue;
其功能是结束本次循环,即不再执行循环体中continue语句之后的语句,转入下一次循环条件的判断与执行。continue语句只结束本次的循环,并不跳出循环。

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
      int n;
      for(n=1;n<=100;n++)
      {
            if (n%7!=0)
                   /*若不能被7整除,则跳出本次循环,继续下一次循环*/
                   continue;
            printf("%d ",n);
      }

      return 0;
}

3.3 goto语句
前面已经提到过,goto语句也称为无条件转移语句,用来改变程序流向,转去执行语句标号所标识的语句。除了可以利用goto来构造循环外,还可以实现条件转移、跳出循环体等功能。

注意

break是跳出循环,当有多层循环时,break只跳出离它最近的循环体,continue是跳出本次循环,不是跳出循环体,这点希望读者注意一点。

总结

希望读者认真学习,一步一个脚印,踏踏实实的把基础落实好。这篇文章主要介绍了C语言的控制语句,望读者掌握好。

结尾

最后,希望读者在读文章的时候发现有错误或者不好的地方,欢迎留言,我会及时更改,感谢你的阅读和评论已经点赞收藏。

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