最最最详细的C语言教程笔记零起步（7）进阶必备 同笔者一起学习

本文主要是介绍最最最详细的C语言教程笔记零起步（7）进阶必备 同笔者一起学习，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

十五. 分支结构

1. 控制流

一个完整的程序控制流包含下面三种控制流：

1. 顺序流程
2. 分支流程
3. 循环流程

我们之前看过的程序都是顺序流程的。顺序流程至上而下，依次执行。

2. C语言中的分支流程

if (测试条件)
条件为真的流程

把输入的整数的变量命名为x，那么x应该满足条件 2<=x<=10 。将条件填入if语句中测试条件的括号内。

if (2<=x<=10)     
printf("yes\n");

这样的写法是不正确的。

例如，x的值为1。子表达式 2 <= 1 为假，即表达式结果为0。C语言中在计算表达式结果时，会使用0表示假，1表示真。 接着计算表达式， 0 <= 10 。条件满足，表达式结果为1。if的测试条件结果为1，即真。那么它将输出yes。

很显然，条件被写错了。我们的本意是要让子表达式 2 <= x 与 x <= 10 同时成立。因此，需要在两个表达式中间加上逻辑运算符与&&。

if (2<=x && x<=10)     
printf("yes\n");

当x为0时，子表达式 2 <= 0 为假，子表达式 0 <= 10 为真。整个表达式为假。
当x为5时，子表达式 2 <= 5 为真，子表达式 5 <= 10 为真。整个表达式为真。
完整代码如下：

#include <stdio.h>int main() 
{int x;     scanf("%d", &x);     if (2<=x && x<=10)         printf("Yes\n");     return 0; 
}

3. else关键词

现在我们将需求修改一下： 要求我们输入一个整数。如果这个数值在2到10之间，那么输出yes，否则输出no。

我们将代码修改如下：

#include <stdio.h>int main() 
{ int x;     scanf("%d", &x);     if (2<=x && x<=10)         printf("Yes\n");     printf("No\n");     return 0; 
}

我们再后面加上了一行语句，用于输出no。但是这样有个问题，无论测试条件是否满足，都会输出no。 我们只想要在测试条件不满足的时候输出no。应该怎样修改呢？
这时候就需要else关键词了。

if (测试条件) 条件为真的流程 else 条件为假的流程
#include <stdio.h>int main() 
{  int x;     scanf("%d", &x);     if (2<=x && x<=10)         printf("Yes\n");     else         printf("No\n");     return 0; 
}

4. 复合语句

if和else关键词只对它后面一条语句产生效果，并且if和else之间仅允许有一条语句。
如果我们将printf依次打印一个字符，那么if以及else将和它后面第一条语句配对。

#include <stdio.h>int main() 
{int x;     scanf("%d", &x);     if (2<=x && x<=10)         printf("Y");         printf("e");         printf("s");         printf("\n");     else         printf("N");         printf("o");         printf("\n");     return 0; 
}

这时将变成如下的奇怪流程，且由于if与else之间有多条语句，而无法编译成功。

if (测试条件) 条件为真的流程 printf("E"); printf("S"); printf("\n"); else     条件为假的流程 printf("O");

如果要使用多条语句，我们需要使用花括号将其包含起来，让它们组成复合语句。
我们将代码修改如下：

if (测试条件) 
{ 条件为真的流程1     条件为真的流程2     ... 
} 
else 
{ 条件为假的流程1     条件为假的流程2    ... 
}

我们将代码修改如下：

#include <stdio.h>int main() 
{int x;     scanf("%d", &x);     if (2<=x && x<=10) {        printf("Y");         printf("e");         printf("s");         printf("\n");}     else {        printf("N");         printf("o");         printf("\n"); }    return 0; 
}

5. 请不要在if或else后面加分号

初学者很容易出现的一个问题，就是认为if的测试条件或else也要以分号结尾。
如下面所示的，在if和else后都加了分号。

#include <stdio.h>int main() 
{ int x;     scanf("%d", &x);     if (2<=x && x<=10);     //  这里加了分号 printf("Yes\n");     else;                   //  这里加了分号 printf("No\n");     return 0; 
}

if与else将会对其后第一条语句产生影响，而单纯的一个分号将构成空语句。 这时将变成如下的奇怪流 程，且无法编译成功。

if (测试条件)条件为真的流程（空语句） 
printf("Yes"); 
else  条件为假的流程（空语句） 
printf("No");

6. 嵌套if

我们再修改一下需求：

要求我们输入一个整数。如果这个数值小于2，则输出Left。如果数值在2到10之间，则输出In。如果数值大于10，则输出Right。

x < 2， 输出Left
2 <= x <= 10，输出In。
x > 10，输出Right。

我们观察一下流程图，第一个分支流程中，嵌套了另外的分支流程。

if (小于2) 
{     
输出Left 
} 
else 
{     if (2到10之间)     { 输出In     }     else     { if(大于10)         { 输出Right         }     } }

事实上，我们可以发现大于10这个分支可以省略掉。由于测试条件是互斥的，如果一个数值即不小于 2，又不在2到10之间，那么它必然大于10。
完整代码如下：

if (小于2) 
{输出Left 
} else 
{if (2到10之间)     { 输出In     }    else     { 输出Right     } 
}

完整代码如下：

#include <stdio.h>int main() 
{ int x;     scanf("%d", &x);     if (x < 2)     { printf("Left\n");     }     else     { if (2<=x && x<=10)         {  printf("In\n");         }         else         {          printf("Right\n");    }     }     return 0; 
}

7. 避免无效的流程

我们考虑一下将程序写成下面这样可以吗？

#include <stdio.h>int main() 
{ int x;scanf("%d", &x);     if (x < 2)     {    printf("Left\n");     }     if (2<=x && x<=10)     {         printf("In\n");     }     if (x > 10)     {         printf("Right\n");     }     return 0; 
}

这样虽然结果上没有问题。但是，在最坏情况下，x满足小于2的条件，并完成了输出。那么程序没必要在继续测试后面的条件了。由于我们的测试条件具有互斥性，只要一个测试条件中满足了，就可以输出并结束了。

8. 省略花括号

if语句由复合语句构成，但是整个if结构仍然被看做一条语句。我们可以省略包括它的一对花括号，将代码写成如下形式。else后面直接跟一条if语句。

#include <stdio.h>int main() 
{  int x;     scanf("%d", &x);     if (x < 2)     {         printf("Left\n");     }     else if (2<=x && x<=10)     {        printf("In\n");     }     else     {         printf("Right\n");     }     return 0; }

接下来，我们再看一个更复杂的例子。这个例子里面将有更多的分支。

输入一个学生的分数x
x < 60，输出不及格
60 <= x < 70，输出及格
70 <= x < 80，输出一般
80 <= x < 90，输出良好
90 <= x <= 100，输出优秀

if (x < 60) 
{  printf("不及格"\n); 
} 
else 
{     
if (x >= 60 && x < 70)     
{         printf("及格"\n);     
}     
else     
{         
if (x >= 70 && x < 80)         
{             printf("一般"\n);         
}         
else         
{             
if (x >= 80 && x < 90)             
{                 printf("良好"\n);             
}             
else             
{                 printf("优秀"\n);             
}         
}     
} 
}

上面代码中的嵌套层次较多，花括号层层叠叠，不易理解。 这时，就可以体现省略嵌套花括号的if else形式的优势了。 我们可以将代码简化成如下形式：

if (x < 60) 
{ printf("不及格"\n); 
} 
else if (x >= 60 && x < 70) 
{ printf("及格"\n); 
} 
else if (x >= 70 && x < 80) 
{ printf("一般"\n); 
} 
else if (x >= 80 && x < 90) 
{ printf("良好"\n); 
} 
else 
{printf("优秀"\n); 
}

是不是更加清晰明了了呢？

9. 条件运算符

C语言中提供条件表达式作为if else语句的一种便捷形式。

char x, c; 
if (x >= 10) 
{     
c = 'Y'; 
} 
else 
{     
c = 'N'; 
}

可以被写作如下形式：

char x, c; 
c = x >= 10 ? 'Y' : 'N';

条件表达式的范式如下：
测试条件 ? 表达式1 : 表达式2;

条件表达式的表达式结果为：

1. 若测试条件为真，那么条件表达式结果为表达式1的结果。
2. 若测试条件为假，那么条件表达式结果为表达式2的结果。

回到例子当中，表达式 x >= 10 ? ‘Y’ : ‘N’ 的测试条件为表达式 x >= 10 。
若 x >= 10 为真，那么整个表达式的结果为’Y’。
若 x >= 10 为假，那么整个表达式的结果为’N’。
条件表达式有3个运算对象，是C语言中唯一一个三元运算符。

十六. 循环结构

一个完整的程序控制流包含下面三种控制流：

1. 顺序流程
2. 分支流程
3. 循环流程

1. 高斯求和

现在有一个需求： 计算1 + 2 + 3 + 4 … + 99 + 100 = ?

使用高斯求和公式轻松得计算其结果。 (首项 + 末项) x 项数 / 2

(1 + 100) x 100 / 2 = 5050 现在来验证一下求和公式计算的是不是准确的吧。让计算机用最原始的办法一项一项累加起来，一直从1累加到100。

首先，先准备一个变量 sum 值为0，用来存放每一次累加的结果。
i 从1开始，计算 i + sum ，将结果赋值给 sum 。此时， sum 为1 + 0。
i 自增1，为2。再次计算 i + sum ，将结果赋值给 sum 。此时， sum 为2 + 1 + 0。
i 自增1，为3。再次计算 i + sum ，将结果赋值给 sum 。此时， sum 为3 + 2 + 1 + 0。
i 自增1，为4。再次计算 i + sum ，将结果赋值给 sum 。此时， sum 为4 + 3 + 2 + 1 + 0。
直到 i 为101，停止循环。输出 sum 的结果。

2. while循环

C语言中， while 语句可以实现循环。
while(测试条件) 循环行为

和 if 一样， while 也仅对其后一条语句产生效果。如果要循环多条语句，请使用花括号将它们组合成 一条复合语句。

while(测试条件) { 循环行为1 循环行为2 循环行为3 … }
使用 while 语句来尝试实现一下上面的求和过程。

#include <stdio.h>int main() { int i = 1, sum = 0;     while(i <= 100)     {  sum = i + sum;         i++;     }    printf("%d %d\n", i, sum);     return 0;
}

int i = 1, sum = 0; 声明变量 i ， sum 。并初始化为1和0。
while语句的测试条件为 i <= 100 ，只要i在1到100的区间内，表达式为真，都能进入循环。
循环内，计算i + sum，将结果赋值给sum，并且i每次将自增1。

i 为1时，表达式 1 <= 100 为真，可以进入循环。 sum 的值为1 + 0。i变为2。
i 为2时，表达式 2 <= 100 为真，可以进入循环。 sum 的值为2 + (1 + 0)。i变为3。
i 为3时，表达式 3 <= 100 为真，可以进入循环。 sum 的值为3 + (2 + 1 + 0)。i变为4。
直到i的值为101，表达式 101 <= 100 为假，测试条件不成立，停止循环。

3. C语言中的真与假

在表达式求值过程中： 真将用1表示，假将用0表示。
那么如果我们故意将测试条件结果改为1或0以外的数值呢？

#include <stdio.h>int main() {  while(2)     {    printf("Hello");     }     return 0;
}

while将2看做了真，并且进行无限次数的循环。

在C语言中：非零即为真。 如果你的程序陷入了死循环，或者你想打断程序的执行，可以按组合键 Ctrl + C 让程序停止运行。

4. 正确有限次数循环的3个条件

#include <stdio.h>int main() { int i = 1, sum = 0;     while(i <= 100)     {    sum = i + sum;         i++;     }  printf("%d %d\n", i, sum);     return 0; 
}

在上面的求和代码中，首先将计数器 i 设置为1。
接着， i 与一个有限值比较为循环条件。 并且，每一次循环计数器将改变。
这3个条件让循环运行特定的次数并在正确时候退出：

1. 开始时，为计数器设置初始值。
2. 计数器与一个有限值比较作为循环条件。
3. 更新计数器。

这3个条件对应代码中的：

1. int i = 1;
2. i <= 100;
3. i++;

若不正确设置计数器初始值，将循环错误的次数。 循环条件设置错误，将无法开始循环或无法结束循环。 不更新计数器将无法结束循环。

5. for循环

for 关键词，提供另一种紧凑的循环写法。我们将上面的求和代码，用 for 循环改写。

#include <stdio.h>int main() { int i, sum = 0;     for(i = 1; i <= 100; i++)     {   sum = i + sum;     }     printf("%d %d\n", i, sum);     return 0; 
}

for 循环的结构如下：

for (计数器设置初始值; 循环条件; 计数器更新) 循环行为

和 while 一样， for 也仅对其后一条语句产生效果。如果要循环多条语句，请使用花括号将它们组合成 一条符合语句。

for (计数器设置初始值; 循环条件; 计数器更新)
{
循环行为1
循环行为2
循环行为3
…
}

for 循环中的计数器设置初始值仅在开始时执行一次。 运行完一次所有的循环行为后，将执行一次计数器更新。 循环条件成立将进入循环，否则将结束循环。

若 i 仅作为计数器使用，并在循环结束后，并不关心 i 的值。可以将 i 放在计数器初始化时声明。

#include <stdio.h> int main() { int sum = 0;     for(int i = 1; i <= 100; i++)     {    sum = i + sum;  }     printf("%d\n", sum);     return 0; 
}

这样 i 仅仅在循环体内有效，结束循环后， i 将失效。 再举一个简单的例子，我们用 for 循环来打印0-100内的所有偶数。

#include <stdio.h> int main() { for(int i = 0; i <= 100; i = i + 2)     {   printf("%d ", i);     }     return 0; 
}

值得注意的是， for 循环括号内的3个部分，都是可以写在别的地方的。

1.计数器初始化为空

#include <stdio.h>int main() { int i = 0;  //  在这初始化计数器     for(; i <= 100; i = i + 2)     {  printf("%d ", i);     }     return 0; 
}

2.计数器更新为空

#include <stdio.h>int main() { for(int i = 0; i <= 100; )     {    printf("%d ", i);         i = i + 2;  //  在这更新计数器     } return 0; 
}     

3.循环条件为空，这将导致死循环

#include <stdio.h>int main() {         for(; i <= 100; i = i + 2)     {  printf("%d ", i);     }     return 0; 
}

如果仅仅想写一个死循环，可以将3个条件都不写。或者写一个永远为真的表达式。 以下3个均为死循环。但是while循环不能省略循环条件。

for(;;)        循环行为
for(;100;)     循环行为
while(100)     循环行为

6. 请不要在while或for后面加分号

初学者很容易出现的一个问题，就是认为 while 的循环条件或 for 也要以分号结尾。

for(int i = 0;i <= 100; i++);     
循环行为1
while(i <= 100);     
循环行为2

while 和 for 将会对其后第一条语句产生影响，而单纯的一个分号将构成空语句。
这时虽然可以编译成功，但是每次循环仅执行了空语句。而循环结束后，才会执行一次循环行为。

7. do while循环

除了 while ，C语言还提供了 do while 循环。

while 循环将在循环进入时，检查循环条件是否满足。若不满足，则一次都不执行。
do while 将先执行一次循环行为，再检查循环条件。至少会执行一次循环条件。

do while的范式：

do循环行为 
while(循环条件);    //  注意do while有分号结尾
do
{ 循环行为1     循环行为2     循环行为3     ... }
while(循环条件);   //  注意do while有分号结尾

请注意，do while需要有分号结尾。
下面这段代码会让你先输入一个数，如果不是一个正数或0。它会一直让你输入，直到你输入了正数或0 为止。

#include <stdio.h>int main() {  int x;     do     {   scanf("%d", &x);     }while(x < 0); printf("%d\n", x);    return 0; 
}

8. 循环嵌套

#include <stdio.h>int main() {  for (char c = 'A'; c <= 'E'; c++)     {   for (int i = 0; i < 10; i++)         {       printf("%c%d ", c, i);         }         printf("\n");     }     return 0; 
}

外层循环将从字母’A’到’E’。
内层循环将从数字0到9。

外层循环计数器初始值为’A’。进入循环后，将开始内层循环从0到9，打印的结果为A0到A9。这时，内 层循环执行完毕，输出换行。外层循环计数器更新为’B’。再次重复上述过程。

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