分支和循环语句

C语言是结构化的程序设计语言

C语言有3种结构：顺序结构，选择结构，循环结构

今天给大家介绍分支和循环语句，也就是选择和循环结构

什么是语句？

C语言中由一个分号 ; 隔开的就是一条语句。比如：

分支语句（选择结构）

如果你好好学习，校招时拿一个好offer，走上人生巅峰。
如果你不学习，毕业等于失业，回家卖红薯。
这就是选择。

if 语句

if语句的语法结构（如果表达式的结果为真，则语句执行）

cpp 复制代码

语法结构：
if(表达式)
    语句;


if(表达式)
    语句1;
else
    语句2;


//多分支    
if(表达式1)
    语句1;
else if(表达式2)
    语句2;
else
    语句3;

eg1:

eg2:单分支

eg3:多分支

在C语言中如何表示真假？

0表示假，非0表示真。

代码块

如果条件成立，要执行多条语句，怎应该使用代码块？

这里一个{ }就是一个代码块

悬空else

现在有这样的一段代码，问他的执行结果是什么？

实际情况他是不执行的

可能有些人认为这段代码执行打印haha，认为if 和 else是相互匹配的，但是实际上这个else 压根就不是和 if（a==1）匹配的，这个else是和if（b==2）匹配的。所以这段代码的结果是啥都不打印。else是和离他最近的一个if所匹配的。

而且这段代码可以通过好的书写习惯变得更加通俗易懂，如果写成这样就不会令人所误会

if书写形式的对比

cpp 复制代码

//代码1
if (condition) 
{
    return x;
}
return y;
//代码2
if(condition)
{
    return x;
}
else
{
    return y;
}

//代码3
int num = 1;
if(num == 5)
{
    printf("hehe\n");
}
//代码4
int num = 1;
if(5 == num)
{
    printf("hehe\n");
}

这几个代码中，代码1和代码2表达的意思都是相同的，代码3和代码4表达的意思是相同的。但是相对来说代码2和代码4更好，因为代码2表达的更加清晰。代码4可以规避将==写成=(赋值)的错误

switch语句

switch语句也是一种分支语句。常常用于多分支的情况。

比如：

输入1，输出星期一

输入2，输出星期二

输入3，输出星期三

输入4，输出星期四

输入5，输出星期五

输入6，输出星期六

输入7，输出星期七

那我没写成 if...else if ...else if 的形式太复杂，那我们就得有不一样的语法形式。这就是 switch 语句。

cpp 复制代码

switch(整型表达式)
{
    语句项；
}

//是一些case语句：
//如下：
case 整形常量表达式:
    语句;

这里注意的点就是switch()这给括号里面是整形表达式 ，case 旁边是整型常量表达式

在switch语句中的break

在switch语句中，我们没法直接实现分支，搭配break使用才能实现真正的分支。

eg: 这段代码中我们发现如果输入2就会执行全部的case，不是我们所期望的，输入2执行case2,这个时候break就派上用场了，break的作用就是执行case后，直接跳出switch语句

改进

eg2: 如果我们将day改成float类型是会直接报错的，他必须是整形

eg3: 我们将case 旁的写成变量是不行的，它必须是整型常量表达式

有时候我们的需求变了：

输入1-5输出的是"weekday";
输入6-7输出"weekend"
所以我们的代码就应该这样实现了

break****语句的实际效果是把语句列表划分为不同的部分。

编程好习惯

在最后一个 case 语句的后面加上一条 break语句。之所以这么写是可以避免出现在以前的最后一个 case 语句后面忘了添加 break语句

default子句

如果表达的值与所有的case标签的值都不匹配怎么办？

其实也没什么，结构就是所有的语句都被跳过而已。程序并不会终止，也不会报错，因为这种情况在C中并不认为适合错误。

但是，如果你并不想忽略不匹配所有标签的表达式的值时该怎么办呢？

你可以在语句列表中增加一条default子句，把下面的标签 default：写在任何一个case标签可以出现的位置。当 switch表达式的值并不匹配所有case标签的值时，这个default子句后面的语句就会执行。

所以，每个switch语句中只能出现一条default子句。但是它可以出现在语句列表的任何位置，而且语句流会像贯穿一个case标签一样贯穿default子句

在每个 switch 语句中都放一条default子句是个好习惯，甚至可以在后边再加一个 break。

练习

这段代码输出什么？

cpp 复制代码

#include <stdio.h>
int main()
{
	int n = 1;
	int m = 2;
	switch (n)
	{
	case 1:
		m++;
	case 2:
		n++;
	case 3:
		switch (n)
		{//switch允许嵌套使用
		case 1:
			n++;
		case 2:
			m++;
			n++;
			break;
		}
	case 4:
		m++;
		break;
	default:
		break;
	}
	printf("m = %d, n = %d\n", m, n);
	return 0;
}

循环语句

while
for
do while

比如你开上学后就开始买彩票，如果中了500万循环直接终止，迎娶白富美。如果没有中的话，就老实学习，知道中了500万或者成为大牛才终止循序

while循环

我们已经掌握了，if语句：

cpp 复制代码

if(条件)
     语句;

当条件满足的情况下，if语句后的语句执行，否则不执行。但是这个语句只会执行一次。
但是我们发现生活中很多的实际的例子是：同一件事情我们需要完成很多次。那我们怎么做呢？ C语言中给我们引入了：while语句，可以实现循环。

cpp 复制代码

//while 语法结构
while(表达式)
 循环语句；

例如最简单的一个while循环，无线循环执行打印hello world操作

比如我们实现：在屏幕上打印1-10的数字

while语句中的break和continue

break介绍

这里代码输出的结果是什么？

1 2 3 4
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 2 3 4 6 7 8 9 10

答案：

我们看到
break在while循环中的作用：
其实在循环中只要遇到break，就停止后期的所有的循环，直接终止循环。所以：while中的 break是用于永久终止循环的

continue介绍

这里代码输出的结果是什么？

1 2 3 4
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 2 3 4 6 7 8 9 10
答案：

我们可以看到当前代码，在输出到4的时候卡住了。这个是因为continue的作用是跳出当次循环，上述代码在i变成5以后，遇到continue，跳过此次循环，所以i不进行+1操作，然后进行判断i<=10,此刻i还是5，遇到continue继续跳过此次循环，然后重复执行该操作，所以最终输出的结果就是1,2,3,4然后循环循环...
总结: continue在while循环中的作用就是：
continue是用于终止本次循环的，也就是本次循环中continue后边的代码不会再执行，而是直接
跳转到while语句的判断部分。进行下一次循环的入口判断.
这个代码的输出结果呢？

下面看这样的一段代码

putchar 与getchar简介

他俩的作用就是一个从键盘读取一个字符，一个将字符输出到屏幕上，相当于scanf与printf

EOF的值就是-1，windows下的EOF就是crtl+z+enter。getchar返回值是int类型就是因为字符的本质也是ASCII码值，本质还是整数。

所以这段代码的意思就是你输入字符，然后我给你打印字符。
另外就是可能有些人有一个疑问，eof的值不是-1吗，为啥当我运行程序的时候，我输入-1，仍然显示出来了，而不是将程序进行终止了？
问题的核心在于理解 getchar() 函数如何工作：

getchar() 读取的是字符，不是数字

当你在键盘上输入 -1 时，实际上输入的是两个字符：- 和 1

字符 - 的 ASCII 值是 45

字符 1 的 ASCII 值是 49

这些都不等于 EOF（通常是 -1）

那这段代码的应用场景呢？

有这样的一段代码，但是当我们输入完密码，按下回车键以后，发现还没有进行确认密码，直接就给我们输出密码错误。这是怎么回事呢？

这是因为scanf与getchar读取数据的时候是从缓冲区里面进行去取的，虽然直观上来看是从键盘上进行读取的，但是实际上中间还存在一个输入缓冲区。

所以，这就会造成即使我们输入正确的密码，也直接会显示密码错误。该如何解决呢？

造成这种问题的原因，就是因为getchar在执行之前，缓冲区里面还存在数据，所以我们需要将缓冲区里面的数据进行清理干净。

有人说，直接在加一个getchar，这样不就行了吗，这种方法只能看似可以，实际是有局限性的

正确解决方法：同时这也是刚刚提到的那段代码的应用场景

ps:如果我们想要我们的密码包含空格，我们就需要使用gets函数

这段代码的意思是什么呢？

我们现在就很容易知道，这段代码的意思就是只输出0-9之间的字符，别的字符不输出

小问题

在执行两个代码的时候，比如在执行代码1 ，我在第一行输入1以后，他就在第二行给我显示1，但是我还能继续在第一行输入，不会自动进行换行。在执行代码2的时候，我在第一行输入1以后，他就在第二行给我显示1，并且自动换行，让我下次再第三行输入，这是为啥呢？

这是一个很好的观察！这种现象的原因与输入缓冲机制 和字符处理方式有关：

代码1的行为分析

代码1中有这段逻辑：

cpp 复制代码

if (ch < '0' || ch > '9')
{
    continue;
}
putchar(ch);

当输入字符时：

输入 1 → getchar() 读取到 '1'，满足数字条件，putchar('1') 输出 1
按回车键 → getchar() 读取到 '\n'（换行符），但因为不是数字，执行 continue，跳过了 putchar()
由于换行符没有被输出，光标仍在同一行，可以继续输入

代码2的行为分析

代码2没有过滤逻辑：

cpp 复制代码

while ((ch = getchar()) != EOF)
{
    putchar(ch);
}

当输入字符时：

输入 1 → getchar() 读取到 '1'，putchar('1') 输出 1
按回车键 → getchar() 读取到 '\n'，putchar('\n') 输出换行符
换行符被输出，所以光标移到下一行

关键区别 ：代码1过滤掉了换行符（'\n'），所以不会自动换行；代码2会输出所有字符包括换行符，所以会自动换行到下一行。

这就是为什么代码1感觉"还能继续在第一行输入"，而代码2会"自动换行在第三行输入"的原因。

for循环

我们已经知道了while循环，但是我们为什么还要一个for循环呢？首先来看看for循环的语法：

cpp 复制代码

for(表达式1；表达式2；表达式3)
 循环语句；

表达式****1表达式1为初始化部分，用于初始化循环变量的。 表达式****2表达式2为条件判断部分，用于判断循环时候终止。 表达式****3表达式3为调整部分，用于循环条件的调整。
eg：打印1-10

for循环的执行流程图：

现在我们对比一下for循环和while循环：

可以发现在while循环中依然存在循环的三个必须条件，但是由于风格的问题使得三个部分很可能偏离较远，这样查找修改就不够集中和方便。所以，for循环的风格更胜一筹。 for循环使用的频率也最高。

break和continue在for循环中

我们发现在for循环中也可以出现break和continue，他们的意义和在while循环中是一样的。但是还是有些差异：

对于break来讲，与while循环中的break没有什么大的区别

对于continue来讲，它俩就存在细微差别

我们发现基本上是一致的代码，for循环就不会造成死循环，while就会造成死循环

这是因为for循环中的continue跳过了后面的代码，直接去了调整部分(也就是i++)，调整循环变量，不容易造成死循环。

在while循环中，continue跳过continue后面的代码，直接去了判断部分，所以就造成了死循环

for语句的循环控制变量

一些建议：

不可在for 循环体内修改循环变量，防止 for 循环失去控制。
建议for语句的循环控制变量的取值采用"前闭后开区间"写法。

eg1:在for循环体内修改了循环变量

eg2:

一些for循环的变种

1.初始化，判断，调整3个部分都省略了

2.判断部分省略，意味条件恒为真

虽然他们可以省略，但尽量还是不要省略。

eg: 这个代码就把初始化部分给省略了，代码本来的意思是想打印100个hehe，但是因为省略了初始化部分，当i=2的时候，j变成了10(并没有重置)，终止打印hehe的操作，所以最终内部的for只循环了10次

3.这些初始化，判断，调整的条件可以有多个

一道笔试题

答案是0次，因为判断条件恒为假，所以压根就不会进行循环

do...while()循环

do语句的语法

cpp 复制代码

do
 循环语句；
while(表达式);

执行流程

do语句的特点

循环至少执行一次，使用的场景有限，所以不是经常使用

do while循环中的break和continue

do while和while 中的break与continue一致

break直接跳出循环

continue后一致无限循环

练习

计算 n的阶乘。

但是因为int是有范围的，严格意义上的n的阶乘是不能这么来写的，下面这段代码是有局限性的

计算 1!+2!+3!+......+10!

简化版代码
在一个有序数组中查找具体的某个数字n。编写int binsearch(int x, int v[], int n); 功能：在v[0]
<=v[1]<=v[2]<= ....<=v[n-1]的数组中查找x.
最为简单的遍历方法

二分查找
编写代码，演示多个字符从两端移动，向中间汇聚。
编写代码实现，模拟用户登录情景，并且只能登录三次。（只允许输入三次密码，如果密码正确则提示登录成，如果三次均输入错误，则退出程序。

strcmp是比较字符串是否相等的一个函数，相同返回0.

goto语句

C语言中提供了可以随意滥用的 goto语句和标记跳转的标号。
从理论上 goto语句是没有必要的，实践中没有goto语句也可以很容易的写出代码。

一个简单的goto程序，打印一个hehe,goto在跳转到again，然后在打印hehe，最终程序进入了死循环。而且这个代码我们完全可以用for来进行代替，所以goto是可有可无的。

但是某些场合下goto语句还是用得着的，最常见的用法就是终止程序在某些深度嵌套的结构的处理过程，例如一次跳出两层或多层循环。
这种情况使用break是达不到目的的。它只能从最内层循环退出到上一层的循环。
比如说下面这种情况，我有三层循环，我想直接从最内层的循环中跳出去，就可以使用goto语句，break只能跳出当前循环。
cpp 复制代码
for(...)
    for(...)
   {
        for(...)
       {
            if(disaster)
                goto error;
       }
   }
    ...
error:
 if(disaster)
         // 处理错误情况

一个关机程序：如果想整蛊你的朋友，请把debug改成release，然后把在release下编译好的程序发给你的朋友。

使用goto版，system就是系统调用，在Windows终端输入的指令

不使用goto版本，其实就是用循环代替goto

猜数字游戏

rand，srand，time函数的使用

rand函数是一个随机数生产的函数，但是我们直接使用，就会发现它每次生产的数字都是一样的

这时候就需要对rand进行一个初始化，需要用到srand函数

srand的作用就是设置rand的起点

我们可以看到随着srand的参数不同，生成的随机数确实发生了变化

因此要想让ret不断的变化，就必须保证srand里面也是一个随机数，这貌似与我们正在做的形成了一个悖论，我们想要的就是一个随机数，而srand的参数也需要一个随机数。

这个时候就需要用到时间戳，时间戳（Timestamp）是指从格林威治时间1970年1月1日00时00分00秒起至现在的总秒数。这个概念在计算机科学和信息技术中非常重要，因为它为数据提供了一个独特的时间参考。时间戳通常用于记录事件发生的确切时间，是一种时间记录的方式，可以用来验证数据在某个特定时间点之前已经存在。

因此时间戳是每时每刻都在不断变化的，所以他就是一个很好的随机数。

C语言中的时间戳，指针直接填空指针即可

我们看到现在生成的随机数就在不断的变化，同时我们也发现了一个新的问题，如果快速的输入1，生成的数字就是一样的，这倒也不难理解，因为连续输入1的间隙小于1秒的话，时间戳不变，所以生成的数字是一样的。所以我们就可以把srand放到主函数里，只初始化一次随机数的种子，这样就可以保证每次调用game()的时候，生成的随机数都是不一样的。

具体解释：

伪随机数生成器的工作原理

cpp 复制代码

// 内部有一个"当前状态"变量
static unsigned long next = 1;  // 这是内部状态

// srand() 的作用：重置这个状态
void srand(unsigned int seed) {
    next = seed;
}

// rand() 的作用：基于当前状态计算下一个数，并更新状态
int rand() {
    next = next * 1103515245 + 12345;  // 更新状态
    return (next / 65536) % 32768;     // 返回随机数
}

情况1：每次调用都srand() - 会产生相同随机数

时间: 14:30:25 (时间戳: 1642334625)

用户按1 -> game() -> srand(1642334625) -> 状态重置为1642334625 -> rand() -> 返回12345

时间: 14:30:25 (还是同一秒！时间戳: 1642334625)

用户又按1 -> game() -> srand(1642334625) -> 状态又重置为1642334625 -> rand() -> 又返回12345

情况2：只在开始时srand() - 会产生不同随机数

程序启动: 14:30:25

main() -> srand(1642334625) -> 状态设置为1642334625

用户按1 -> game() -> rand() -> 状态从1642334625变化 -> 返回12345

内部状态现在变成了: 1854928421

用户又按1 -> game() -> rand() -> 状态从1854928421 变化 -> 返回67890

内部状态现在变成了: 794738462

**始终是rand()中的next在变化！**所以只初始化一次srand()就可以解决这个问题

完整代码

cpp 复制代码

#include<time.h>
void menu()
{
	printf("*****************************\n");
	printf("**********猜数字游戏*********\n");
	printf("*1.开始游戏********0.结束游戏\n");
	printf("*****************************\n");
}

void game()
{
	int guess = 0;
	int ret = rand()%100+1;  //0-100
	//printf("%d\n", ret);

	for (;;)
	{
		printf("请猜数字>:");
		scanf("%d", &guess);

		if (guess< ret)
		{
			printf("猜小了\n");
		}
		else if (guess > ret)
		{
			printf("猜大了\n");
		}
		else
		{
			printf("猜对了\n");
			break;
		}
	}
}

int main()
{
	srand((unsigned int)time(NULL));
	int input = 0;
	do
	{
		menu();
		printf("请选择>>>");
		scanf("%d", &input);
		switch (input)
		{
		case 1:
			printf("猜数字\n");
			game();
			break;
		case 0:
			printf("退出游戏\n");
			break;
		default:
			printf("输入错误，请重新输入\n");
			break;
		}

	} while (input);
}

分支和循环语句

什么是语句？

分支语句（选择结构）

if 语句

在C语言中如何表示真假？

代码块

悬空else

if****书写形式的对比

switch****语句

在switch语句中的****break

编程好习惯

default****子句

练习

循环语句

while****循环

while语句中的break和continue

break介绍

continue介绍

putchar 与getchar简介

小问题

for循环

break和continue在for****循环中

for****语句的循环控制变量

一些for循环的变种

一道笔试题

**do...while()**循环

do****语句的语法

do****语句的特点

do while循环中的break和continue

练习

goto语句

猜数字游戏

rand，srand，time函数的使用

完整代码

if书写形式的对比

switch语句

在switch语句中的break

default子句

while循环

break和continue在for循环中

for语句的循环控制变量

do...while()循环

do语句的语法

do语句的特点