40. for 循环

来源： 作者：antigloss 等级：精品
发布于2006-09-23 21:59 被读3511次 【字体： 】

    for 循环的结构如下：

        for ( 表达式1; 表达式2; 表达式3 )
            一条语句/复合语句

无论 for 循环到底会循环多少次，表达式1 都只会被运算一次——只有当 for 循环第一次执行时才会运算表达式1。表达式2 用于控制是否继续进行循环。如果表达式2 为真，则执行“一条语句/复合语句”，反之则退出循环。出于表达上的方便，我们把循环结构中的“一条语句/复合语句”称为循环体。在表达式2 成立的情况下，并且在循环体执行完毕后，表达式3 才会被运算。表达式3 运算完毕后，再次运算表达式2，若表达式2 为真，则再执行一次循环体，然后再运算表达式3，接着再测试表达式2 的真假性……如下图所示：

基于这些特性，表达式1 常用于对某个（些）变量赋初始值，表达式2 常用于测试这个（些）变量是否满足特定的条件，而表达式3 常用于更新这个（些）变量的值。例如：

        #define ARR_SIZE 10

        int i;
        int arr[ARR_SIZE] = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
        /* 输出数组中所有元素的值 */
        for ( i = 0; i < ARR_SIZE; ++i )
            printf("%d\n", arr[i]);

上例中的 i = 0 只会被运算一次；仅当 i < ARR_SIZE 为真时才会进入循环体；循环体完成一次执行后才运算 ++i，接着再判断 i < ARR_SIZE 的真假性……每次进入循环体之前都要先判断 i < ARR_SIZE 的真假，如果第一次判断其真假性时就发现其为假，则循环体一次也不会被执行，也不会运算 ++i。

    for 循环能做的，改用 while 循环也可以实现。与上面的 for 循环等价的 while 循环是：

        i = 0;
        while ( i < ARR_SIZE )
        {
            printf("%d\n", arr[i]);
            ++i;
        }

不过相比之下，在这种情况下，使用 for 循环要比 while 循环简练。

    同理，while 循环能做的，for 循环也能胜任：

        int guess = 0;
        while ( guess != 567 )
        {
            printf("Guess what I am: ");
            scanf("%d", &guess);
        }

等价的 for 循环为：

        int guess = 0;
        for ( ; guess != 567; )  // 这里看不懂没关系，后面会讲到
        {
            printf("Guess what I am: ");
            scanf("%d", &guess);
        }

不过相比之下，这里使用 while 循环看起来会比较舒服。

    一般而言，如果一个循环在第一次进入循环体之前需要对某个（些）变量赋初值，并且在每次循环体结束后都要改变这个（些）变量的值，我们习惯上会使用 for 循环；如果一个循环不需要对变量赋初值，也不需要在每次循环体结束后都改这个（些）变量的值，使用 while 循环会更自然一点。

    for 循环中的表达式1、表达式2 和表达式3 可以是任何合法的表达式，也可以省略。你可以省略这三个表达式中的任意一个或者两个甚至全部省略，不过分号（;）不能省略！注意，这里的 ; 不是语句结束标志，而是分隔符。如果省略表达式2，则表明这个 for 循环是一个无条件无限循环：

        /* 无限循环 */
        for ( i = 0; ; ++i )
        {
            /* something here */
        }

上面这个 for 循环，i = 0 首先被运算一次，然后无条件进入循环体，执行完一次循环体后，接着运算 ++i，然后又再无条件执行循环体……

        /* 全部省略，当然也是无限循环 */
        for ( ; ; )
        {
            /* something here */
        }

上面这个 for 循环，把所有三个表达式都省略了，不用说当然是无限循环。

        /* 省略表达式1 */
        for ( ; i != 10; ++i )
        {
            /* something here */
        }
       
上面这个 for 循环，省略了表达式1，一开始执行时就判断 i != 10 是否为真，如果为真，则进入循环体，执行完一次循环体后，接着运算 ++i，然后再判断 i != 10 的真假性……如果 i != 10 为假则退出循环。

    总之，for 循环是按照前面图示的顺序执行的，当然我们也可以根据实际情况省略那三个表达式中的任何表达式。这三个表达式都是，所以它们之中任何一个表达式运算结束时，该表达式的所有就都已经结束了。

    前面讲逗号运算符时，曾经说过逗号运算符通常配合 for 循环使用，下面我们来看一个例子：

        int i, j, limit;

        scanf("%d", &limit);
        for ( i = 0, j = 0; i <= limit; ++i, j = j + 2 )
        {
            /* ... ... */
        }

上例通过使用逗号运算符，在表达式1 中对多个变量赋初值，在表达式3 中修改多个变量的值。这是逗号运算符配合 for 循环使用时最常见的用法。

    for 循环使用起来灵活多变，特别是配合逗号运算符使用时更是变幻无穷！以上列举的仅仅是 for 循环最常见的用法。

参考资料：C Primer 5th Edition
          The C Programming Language 2nd Edition
          C99 标准

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