从关机小游戏学 C 语言:分支循环 + 关键字(break/continue)实战

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前言

C语⾔是结构化的程序设计语⾔,这⾥的结构指的是顺序结构、选择结构、循环结构,C语⾔是能够实现这三种结构的,其实我们如果仔细分析,我们日常所见的事情都可以拆分为这三种结构或者这三种结构的组合。

顺序结构:假设我们有个起点和终点,从起点走到终点即可(一条路走到黑)

选择结构:假设我们从起点(南京)到终点(北京去),可以选择坐飞机,坐高铁,开车,多种选项

循环结构:重复执行的事比如吃饭

我们可以使⽤ if 、 switch 实现分⽀结构,使⽤ for 、 while 、 do while 实现循环结构

一、if语句

if的中文是如果的意思,在中文中有这样的表达:如果我今天努力了,我就奖励自己去买杯奶茶喝,同样在程序中也是有这样的表达,在if语句中如果判断我今天努力了,那么就执行买奶茶,如果没努力,那么就不执行,跳过该语句

if语句的形式如下:

表达式成⽴(为真),则语句执⾏,表达式不成⽴(为假),则语句不执⾏

在C语⾔中,0为假,⾮0表⽰真,也就是表达式的结果如果是0,则语句不执⾏,表达式的结果如果不

是0,则语句执⾏

下面我们通过实战来感受下if语句的魅力:输⼊⼀个整数,判断是否为奇数

方法:判断是否为奇数只要让该数%2,如果结果为1则为奇数

代码实现:

c 复制代码
#include <stdio.h>
int main()
{
   int num = 0;
   
   scanf("%d", &num);
   
   if(num % 2 == 1)
   printf("%d 是奇数\n", num);
   
   return 0;
}

既然if语句中为真则执行,那么如果为假跳出if是不是实现的功能太单调简单,比如我们想要将上述判断奇数的问题升级下,如果不是奇数就是偶数,这代码该如何实现?

这时候我们的else便要大展身手了,

if(表达式)

语句1

else

语句2

下面我们就实现下上面问题:

c 复制代码
#include <stdio.h>
int main()
{
	int num = 0;
	scanf("%d", &num);
	if (num % 2 == 1)
		printf("%d 是奇数\n", num);
	else
		printf("%d 是偶数\n", num);
	return 0;
}

这里我们需要注意if和else默认只控制一条语句,我们给出以下示例证明下:

c 复制代码
#include <stdio.h>
int main()
{
	int age = 0;
	scanf_s("%d", &age);
	if (age >= 18)
		printf("成年了\n");
	printf("可以谈恋爱了\n");
	return 0;
}

上⾯的代码,我们会发现输⼊的值不管是>=18还是<18,"可以谈恋爱了"都会打印在屏幕上

这是因为 if 语句只能控制⼀条语句,就是 printf("成年了\n"); ,if语句为真,则打印成年了,if语句为假,则不打印,对于 printf("可以谈恋爱了\n"); 是独⽴存在的,不管if语句的条件的真假,都会被执⾏。那如果我们要if语句同时控制2条语句,怎么办呢?那就要使⽤ {} 将代码括起来,else后也可以跟上⼤括号。如下

c 复制代码
#include <stdio.h>
int main()
{
	int age = 0;
	scanf_s("%d", &age);
	if (age >= 18) //if 后使⽤{} 控制多条语句-这个块也叫:程序块,或者复合语句 
	{
		 printf("成年了\n");
		printf("可以谈恋爱了\n");
	}
	else //else 后使⽤{}控制多条语句-这个块也叫:程序块,或者复合语句 
	{
		printf("未成年\n");
		printf("不可以早恋哦\n");
	}
	return 0;
}

嵌套if

在 if else 语句中, else 可以与另⼀个 if 语句连⽤,构成多重判断

⽐如:要求输⼊⼀个整数,判断输⼊的整数是0,还是正数或者负数。请看如下代码:

上图中橙⾊背景的代码就是嵌套在前⾯的 else ⼦句中的,构成了嵌套的if语句

以上有了嵌套if,就可以完成更多复杂逻辑的判断、、

悬空else问题:

如果有多个 if 和 else ,可以记住这样⼀条规则, else 总是跟最接近的 if 匹配。

我们⾸先从下⾯代码开始

c 复制代码
#include <stdio.h>
int main()
{
	int a = 0;
	int b = 2;
	if (a == 1)
		if (b == 2)
			printf("hehe\n");
		else
			printf("haha\n");
	return 0;
}

程序运⾏的结果是啥?

很多初学者,上来以判断 a 是0,不等于1,那就执⾏ else ⼦句,打印 haha

但是当你去运⾏代码,输出的结果是:啥都不输出。

为什么呢?

这就是悬空 else 的问题,如果有多个 if 和 else ,可以记住这样⼀条规则, else 总是跟最接近的 if 匹配。

上⾯的代码排版,让 else 和第⼀个 if 语句对⻬,让我们以为 else 是和第⼀个if匹配的,当 if语句不成⽴的时候,⾃然想到的就是执⾏ else ⼦句,打印 haha ,但实际上 else 是和第⼆个 if进⾏匹配的,这样后边的 if...else 语句是嵌套在第⼀个 if 语句中的,如果第⼀个 if 语句就不成⽴,嵌套 if 和 else 就没机会执⾏了,最终啥都不打印。

如果代码改成下⾯这样就更加容易理解了

c 复制代码
#include <stdio.h>
int main()
{
	int a = 0;
	int b = 2;
	if (a == 1)
	{
		if (b == 2)
			printf("hehe\n");
		else
			printf("haha\n");
	}
	return 0;
}

二、关系操作符

C语⾔⽤于⽐较的表达式,称为"关系表达式"(relational expression),⾥⾯使⽤的运算符就称为"关系运算符"(relational operator),主要有下⾯6个

a == b;

a != b;

a < b;

a > b;

a <= b;

a >= b;

关系表达式通常返回 0 或 1 ,表⽰真假。

C语⾔中, 0 表⽰假,所有⾮零值表⽰真。⽐如, 20 > 12 返回 1 , 12 > 20 返回 0 。

关系表达式常⽤于 if 或 while 结构

注意:相等运算符 == 与赋值运算符 = 是两个不⼀样的运算符,不要混淆。有时候,可能会不⼩⼼写出下⾯的代码,它可以运⾏,但很容易出现意料之外的结果

上⾯⽰例中,原意是 x == 3 ,但是不⼩⼼写成 x = 3 。这个式⼦表⽰对变量 x 赋值 3 ,它的返回值为 3 ,所以 if 判断总是为真

为了防⽌出现这种错误,有的程序员喜欢将变量写在等号的右边

这样的话,如果把 == 误写成 = ,编译器就会报错

另⼀个需要避免的错误是:多个关系运算符不宜连⽤

上⾯⽰例中,连续使⽤两个⼩于运算符。这是合法表达式,不会报错,但是通常达不到想要的结果,即不是保证变量 j 的值在 i 和 k 之间。因为关系运算符是从左到右计算,所以实际执⾏的是下⾯的表达式

上⾯式⼦中, i < j 返回 0 或 1 ,所以最终是 0 或 1 与变量 k 进⾏⽐较。如果想要判断变量 j的值是否在 i 和 k 之间,应该使⽤下⾯的写法

三、switch语句

除了 if 语句外,C语⾔还提供了 switch 语句来实现分⽀结构。

switch 语句是⼀种特殊形式的if...else 结构,⽤于判断条件有多个结果的情况。它把多重的 else if 改成更易⽤、可读性更好的形式

c 复制代码
switch (expression) {
case value1: statement
case value2: statement
default: statement
}

上⾯代码中,根据表达式 expression 不同的值,执⾏相应的 case 分⽀。如果找不到对应的值,就执⾏ default 分⽀

注:

• switch 后的 expression 必须是整型表达式

• case 后的值,必须是整形常量表达式

switch语句中的case和default的顺序问题

在 switch 语句中 case ⼦句和 default ⼦句有要求顺序吗? default 只能放在最后吗?

其实,在 switch 语句中 case 语句和 default 语句是没有顺序要求的,只要你的顺序是满⾜实

际需求的就可以。不过我们通常是把 default ⼦句放在最后处理的

四、if语句和switch语句的对比

练习:输⼊任意⼀个整数值,计算除3之后的余数如果使⽤if语句完成,如下

c 复制代码
#include <stdio.h>
int main()
{
	int n = 0;
	scanf("%d", &n);
	if (n % 3 == 0)
		printf("整除,余数为0\n");
	else if (n % 3 == 1)
		printf("余数是1\n");
	else
		printf("余数是2\n");
	return 0;
}

如果使⽤switch语句改写,就可以是这样的:

c 复制代码
#include <stdio.h>
int main()
{
	int n = 0;
	scanf("%d", &n);
	switch (n % 3)
	{
	case 0:
		printf("整除,余数为0\n");
		break;
	case 1:
		printf("余数是1\n");
		break;
	case 2:
		printf("余数是2\n");
		break;
	}
	return 0;
}

上述的代码中,我们要注意的点有:

  1. case 和后边的数字之间必须有空格
  2. 每⼀个 case 语句中的代码执⾏完成后,需要加上 break ,才能跳出这个switch语句。

五、while循环

C语⾔提供了3种循环语句, while 就是其中⼀种,接下来就介绍⼀下 while 语句。while 语句的语法结构和 if 语句⾮常相似

c 复制代码
//代码1 
#include <stdio.h>
int main()
{
	if (1)
		printf("hehe\n"); //if后边条件满⾜,打印⼀次hehe 
	return 0;
}
c 复制代码
//代码2 
#include <stdio.h>
int main()
{
	while (1)
		printf("hehe\n"); //while后边的条件满⾜,死循环的打印hehe 
	return 0;
}

这就是他们的区别,while语句是可以实现循环效果的

while语句的执⾏流程

⾸先上来就是执⾏判断表达式,表达式的值为0,循环直接结束;表达式的值不为0,则执⾏循环语句,语句执⾏完后再继续判断,是否进⾏下⼀次判断

while循环实践

输⼊⼀个正的整数,逆序打印这个整数的每⼀位

例如:

输⼊:1234,输出:4 3 2 1

输⼊:521,输出:1 2 5

题⽬解析

  1. 要想得到n的最低位,可以使⽤n%10的运算,得到的余数就是最低位,如:1234%10得到4

  2. 要想去掉n的最低位,找出倒数第⼆位,则使⽤ n=n/10 操作就可以去掉最低位的,如:n=1234/10得到123,123相较于1234就去掉了最低位,123%10就得到倒数第⼆位3。

  3. 循环1和2两个步骤,在n变成0之前,就能到所有的位。

c 复制代码
#include <stdio.h>
int main()
{
   int n = 0;
   scanf("%d", &n);
  while(n)
 {
  printf("%d ", n%10);
  
   n /= 10;
 }
 return 0;
}

六、for循环

for 循环是三种循环中使⽤最多的, for 循环的语法形式如下:

for(表达式1; 表达式2; 表达式3)

语句;//如果循环体想包含更多的语句,可以加上⼤括号

表达式1:⽤于循环变量的初始化

表达式2:⽤于循环结束条件的判断

表达式3:⽤于循环变量的调整

⾸先执行表达式1 初始化循环变量,接下来就是执行表达式2 的判断部分, 表达式2 的结果如果

==0,则循环结束; 表达式2 的结果如果!=0则执⾏循环语句,循环语句执⾏完后,再去执⾏表 达式3 ,调整循环变量,然后再去 表达式2 的地⽅执⾏判断, 表达式2 的结果是否为0,决定循环是否继续。

整个循环的过程中,表达式1初始化部分只被执⾏1次,剩下的就是表达式2、循环语句、表达式3在循环。

for循环的实践

练习:在屏幕上打印1~10的值

c 复制代码
#include <stdio.h>
int main()
{
	int i = 0;
	for (i = 1; i <= 10; i++)
	{
		printf("%d ", i);
	}

	return 0;
}

运行结果:

while循环和for循环的对⽐

for 和 while 在实现循环的过程中都有初始化、判断、调整这三个部分,但是 for 循环的三个部

分⾮常集中,便于代码的维护,⽽如果代码较多的时候 while 循环的三个部分就⽐较分散,所以从形式上 for 循环要更优⼀些

七、do while循环的执行流程

在循环语句中 do while 语句的使⽤最少,它的语法如下:

while 和 for 这两种循环都是先判断,条件如果满⾜就进⼊循环,执⾏循环语句,如果不满⾜就跳

出循环;

⽽ do while 循环则是先直接进⼊循环体,执⾏循环语句,然后再执⾏ while 后的判断表达式,表

达式为真,就会进⾏下⼀次,表达式为假,则不再继续循环。

do while循环的执⾏流程

在 do while 循环中先执⾏图上的"语句",执⾏完语句,在去执⾏"判断表达式",判断表达式的

结果是!=0,则继续循环,执⾏循环语句;判断表达式的结果==0,则循环结束。

所以在 do while 语句中循环体是⾄少执⾏⼀次的,这是 do while 循环⽐较特殊的地⽅

八、break和continue语句

循环执⾏的过程中,如果某些状况发⽣的时候,需要提前终⽌循环,这是⾮常常⻅的现象。C语⾔中供了 break 和 continue 两个关键字,就是应⽤到循环中的。

• break 的作⽤是⽤于永久的终⽌循环,只要 break 被执⾏,直接就会跳出循环,继续往后执

⾏。

• continue 的作⽤是跳过本次循环中 continue 后边的代码,在 for 循环和 while 循环中有

所差异的。

while循环中的break和continue

break举例

c 复制代码
#include <stdio.h>
int main()
{
	int i = 1;
	while (i <= 10)
	{
		if (i == 5)
			break;//当i等于5后,就执⾏break,循环就终⽌了 
		printf("%d ", i);
		i = i + 1;
	}
	return 0;
}

打印了1,2,3,4后,当i等于5的时候,循环在 break 的地⽅终⽌,不再打印,不再循环。所以break 的作⽤就是永久的终⽌循环,只要 break 被执⾏, break 外的第⼀层循环就终⽌了。那以后我们在循环中,想在某种条件下终⽌循环,则可以使⽤ break 来完成我们想要的效果

continue举例

continue 是继续的意思,在循环中的作⽤就是跳过本次循环中 continue 后边的代码,继续进⾏

下⼀次循环的判断。上⾯的代码,如果把 break 换成 continue 会是什么结果呢?

c 复制代码
#include <stdio.h>
int main()
{
	int i = 1;
	while (i <= 10)
	{
		if (i == 5)
			continue;
		//当i等于5后,就执⾏continue,直接跳过continue的代码,去循环的判断的地⽅ 
		//因为这⾥跳过了i = i+1,所以i⼀直为5,程序陷⼊和死循环 
		printf("%d ", i);
		i = i + 1;
	}
	return 0;
}

到这⾥我们就能分析出来, continue 可以帮助我们跳过某⼀次循环 continue 后边的代码,直接

到循环的判断部分,进⾏下⼀次循环的判断,如果循环的调整是在 continue 后边的话,可能会造成死循环

for循环中的break和continue

其实和 while 循环中的 break ⼀样, for 循环中的 break 也是⽤于终⽌循环的,不管循环还需

要循环多少次,只要执⾏到了 break ,循环就彻底终⽌,我们上代码

break 的作⽤是永久的终⽌循环,未来我们在某个条件发⽣的时候,不想再继续循环的时候,就可以使⽤ break 来完成

for 循环中 continue 的作⽤是跳过本次循环中 continue 后的代码,直接去到循环的调

整部分。未来当某个条件发⽣的时候,本次循环⽆需再执⾏后续某些操作的时候,就可以使⽤

continue 来实现

在这⾥我们也可以对⽐⼀下 while 循环和 for 循环中 continue 的区别:

do while循环中的break和continue

do.while 语句中的 break 和 continue 的作⽤和 while 循环中⼏乎⼀模⼀样,⼤家下来可以⾃⾏测试并体会

九、goto 语句

C语⾔提供了⼀种⾮常特别的语法,就是 goto 语句和跳转标号, goto 语句可以实现在同⼀个函数内跳转到设置好的标号处。

例如:

c 复制代码
#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("hehe\n");
	goto next;
	printf("haha\n");

next:
	printf("跳过了haha的打印\n");
	return 0;
}

goto 语句如果使⽤的不当,就会导致在函数内部随意乱跳转,打乱程序的执⾏流程,所以我们的建议是能不⽤尽量不去使⽤;但是 goto 语句也不是⼀⽆是处,在多层循环的代码中,如果想快速跳出使⽤ goto 就⾮常的⽅便了

c 复制代码
for (...)
{
	for (...)
	{
		for (...)
		{
			if (disaster)
				goto error;
		}
	}
}
error:
//...

本来 for 循环想提前退出得使⽤ break ,⼀个 break 只能跳出⼀层 for 循环,如果3层循环嵌套

就得使⽤3个 break 才能跳出循环,所以在这种情况下我们使⽤ goto 语句就会更加的快捷

十、关机小游戏

c 复制代码
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char input[20] = { 0 };

	//关机
	system("shutdown -s -t 60");

again:
	printf("请注意,你的电脑在1分钟内关机,如果输入:我是猪,就取消关机\n");
	//输入
	scanf_s("%s", input);
	//判断输入信息的正确性
	//两个字符串比较相等不能使用==,应该使用strcmp函数
	if (strcmp(input, "我是猪") == 0)
	{
		system("shutdown -a");//取消关机
	}
	else
	{
		goto again;
	}

	return 0;
}

gitee源码传送门

总结

C 语言的分支与循环是结构化编程的核心框架。分支结构中,if 语句需注意 "悬空 else" 陷阱(else 与最近 if 绑定,建议用大括号明确范围),switch 语句适用于多条件判断,case 后需加 break 避免穿透,且表达式与 case 值均需为整型;关系操作符使用时要区分 == 与 =,多条件判断需用 && 连接而非连写。循环结构里,while 循环适合 "先判断后执行",需手动维护循环变量;for 循环将初始化、判断、调整集中书写,结构更清晰;do-while 循环 "先执行后判断",确保循环体至少执行一次。此外,break 用于终止整个循环,continue 仅跳过本次循环剩余代码(for 循环会自动调整变量,while 需防死循环);goto 语句慎用,但在多层循环中可快速跳出。掌握这些要点并通过实践打磨,才能夯实 C 语言流程控制基础

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