C语言入门之循环结构

 来源：hur.cn

　　 循环结构是程序中一种很重要的结构。其特点是， 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。 提供了多种循环语句，可以组成各种不同形式的循环结构。

　　 while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，语句为循环体。

　　 while语句的语义是：计算表达式的值，当值为真(非0)时， 执行循环体语句。其执行过程可用图3—4表示。 统计从键盘输入一行字符的个数。

#include
void main(){
int n=0;
printf("input a string:\n");
while(getchar()!='\n') n++;
printf("%d",n);
} int n=0;
printf("input a string:\n");
while(getchar()!='\n')
n++;
printf("%d",n);

　　 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。

　　 使用while语句应注意以下几点：

　　 1.while语句中的表达式一般是关系表达或逻辑表达式，只要表达式的值为真(非0)即可继续循环。

void main(){
　 int a=0,n;
　 printf("\n input n: ");
　 scanf("%d",&n);
　 while (n--)
　 printf("%d ",a++*2);
} int a=0,n;
printf("\n input n: ");
scanf("%d",&n);
while (n--)
printf("%d ",a++*2);

　　 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++)

　　 2.循环体如包括有一个以上的语句，则必须用{}括起来， 组成复合语句。

　　 3.应注意循环条件的选择以避免死循环。

void main(){
　 int a,n=0;
　 while(a=5)
　　 printf("%d ",n++);
} int a,n=0;
while(a=5)
printf("%d ",n++);

　　 本例中while语句的循环条件为赋值表达式a=5， 因此该表达式的值永远为真，而循环体中又没有其它中止循环的手段， 因此该循环将无休止地进行下去，形成死循环。4.允许while语句的循环体又是while语句，从而形成双重循环。

　　 do-while语句

　　 do-while语句的一般形式为：

do
　 语句；
while(表达式)；

　　 其中语句是循环体，表达式是循环条件。

　　 do-while语句的语义是：

　　 先执行循环体语句一次， 再判别表达式的值，若为真(非0)则继续循环，否则终止循环。

　　 do-while语句和while语句的区别在于do-while是先执行后判断，因此do-while至少要执行一次循环体。而while是先判断后执行，如果条件不满足，则一次循环体语句也不执行。

　　 while语句和do-while语句一般都可以相互改写。

void main(){
　 int a=0,n;
　 printf("\n input n: ");
　 scanf("%d",&n);
　 do printf("%d ",a++*2);
　 while (--n);
}
int a=0,n;
printf("\n input n: ");
scanf("%d",&n);
do printf("%d ",a++*2);
while (--n);

　　 在本例中，循环条件改为--n，否则将多执行一次循环。这是由于先执行后判断而造成的。

　　 对于do-while语句还应注意以下几点：

　　 1.在if语句，while语句中， 表达式后面都不能加分号， 而在 do-while语句的表达式后面则必须加分号。

　　 2.do-while语句也可以组成多重循环，而且也可以和while语句相互嵌套。

　　 3.在do和while之间的循环体由多个语句组成时，也必须用{}括起来组成一个复合语句。

　　 4.do-while和while语句相互替换时，要注意修改循环控制条件。

　　 for语句

　　 for语句是所提供的功能更强，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：

　　 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　通常可用来修改循环变量的值，一般是赋值语句。

　　 这三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。三个表达式都是任选项，都可以省略。

　　 一般形式中的“语句”即为循环体语句。for语句的语义是：

　　 1.首先计算表达式1的值。

　　 2.再计算表达式2的值，若值为真(非0)则执行循环体一次， 否则跳出循环。

　　 3.然后再计算表达式3的值，转回第2步重复执行。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。for 语句的执行过程如图所示。

void main(){
int n,s=0;
for(n=1;n<=100;n++)
s=s+n;
printf("s=%d\n",s);
}

　　 用for语句计算s=1+2+3+...+99+100

int n,s=0;
for(n=1;n<=100;n++)
s=s+n;
printf("s=%d\n",s);

　　 本例for语句中的表达式3为n++，实际上也是一种赋值语句，相当于n=n+1，以改变循环变量的值。

void main(){
int a=0,n;
printf("\n input n: ");
scanf("%d",&n);
for(;n>0;a++,n--)
printf("%d ",a*2);
}

　　 用for语句修改例题。从0开始，输出n个连续的偶数。

int a=0,n;
printf("\n input n: ");
scanf("%d",&n);
for(;n>0;a++,n--)
printf("%d ",a*2);

　　 本例的for语句中，表达式1已省去，循环变量的初值在for语句之前由scanf语句取得，表达式3是一个逗号表达式，由a++，n-- 两个表达式组成。每循环一次a自增1，n自减1。a的变化使输出的偶数递增，n的变化控制循次数。

　　 在使用for语句中要注意以下几点

　　 1.for语句中的各表达式都可省略，但分号间隔符不能少。如：for(；表达式；表达式)省去了表达式1。for(表达式；；表达式)省去了表达式2。

　 for(表达式；表达式；)省去了表达式3。for(；；)省去了全部表达式。

　　 2.在循环变量已赋初值时，可省去表达式1，如例3.27即属于这种情形。如省去表达式2或表达式3则将造成无限循环， 这时应在循环体内设法结束循环。例题即属于此情况。

void main(){
int a=0,n;
printf("\n input n: ");
scanf("%d",&n);
for(;n>0;)
{ a++;n--;
　 printf("%d ",a*2);
}
} int a=0,n;
printf("\n input n: ");
scanf("%d",&n);
for(;n>0;)
{ a++;n--;
printf("%d ",a*2);
}


　　 本例中省略了表达式1和表达式3，由循环体内的n--语句进行循环变量n的递减，以控制循环次数。

void main(){
int a=0,n;
printf("\n input n: ");
scanf("%d",&n);
for(;;){
a++;n--;
printf("%d ",a*2);
if(n==0)break;
}
}
int a=0,n;
printf("\n input n: ");
scanf("%d",&n);
for(;;){
a++;n--;
printf("%d ",a*2);
if(n==0)break;
}

　　 本例中for语句的表达式全部省去。由循环体中的语句实现循环变量的递减和循环条件的判断。当n值为0时，由break语句中止循环，转去执行for以后的程序。在此情况下，for语句已等效于while( 1)语句。如在循环体中没有相应的控制手段，则造成死循环。

　　 3.循环体可以是空语句。

#include"stdio.h"
void main(){
　 int n=0;
　 printf("input a string:\n");
　 for(;getchar()!='\n';n++);
　　 printf("%d",n);
}

　　 本例中，省去了for语句的表达式1，表达式3也不是用来修改循环变量，而是用作输入字符的计数。这样， 就把本应在循环体中完成的计数放在表达式中完成了。因此循环体是空语句。应注意的是，空语句后的分号不可少，如缺少此分号，则把后面的printf 语句当成循环体来执行。反过来说，如循环体不为空语句时， 决不能在表达式的括号后加分号， 这样又会认为循环体是空语句而不能反复执行。这些都是中常见的错误，要十分注意。

　　 4.for语句也可与while,do-while语句相互嵌套，构成多重循环。以下形成都合法的嵌套。

(1)for(){…
　　 while()
　　　 {…}
　　 …
　　　　 }
(2)do{
　　　 …
　　 for()
　　　 {…}
　　 …
　　 }while();
(3)while(){
　　　　　　 …
　　　　　　 for()
　　　　　　　 {…}
　　　　　　 …
　　　　　 }
(4)for(){
　　　　 …
　　　　 for(){
　　　　 …
　　　　　 }
　　　　 }
void main(){
int i,j,k;
for(i=1;i<=3;i++)
{
　 for(j=1;j<=3-i+5;j++)
　　 printf(" ");
　　 for(k=1;k<=2*i-1+5;k++)
　　 {
　　　 if(k<=5) printf(" ");
　　　 else printf("*");
　　 }
　　 printf("\n");
　 }
}