C语言分支与循环知识点总结

文章目录

• 预备知识
• • 1.关系操作符
  • 2.条件操作符
  • 3.逻辑操作符
• 一、分支语句
• • 1.if语句
  • • else语句
    • 悬空else问题
  • 2.switch语句
• 二、循环语句
• • 1.while循环
  • 2.for循环
  • 3.do-while循环
  • 4.循环嵌套
  • 5.循环结构中的break和continue语句
  • 6.循环结构中的go to语句
• 总结

预备知识

1.关系操作符

关系操作符主要有如下6个：

大于运算符：>
小于运算符：<
大于等于运算符：>=
小于等于运算符：<=
相等运算符：==
不相等运算符：!=

使用的格式如下(运算符前后留有空格）：

a > b
a < b
a >= b
a <= b
a == b
a != b

含有这些运算符的表达式返回值为0或1，用于表示真假。常常用于分支语句与循环结构中的条件判断中，一般返回值为“1”，则执行该分支或循环结构中的语句，否则为“0”时，跳出循环或者执行其他满足条件的分支。

注意：
相等运算符“==”与赋值运算符“=”是不同的运算符：由于不管是if （x = 3）…还是if （x == 3）…编译器都不会报错，因此当程序员想要避免出现以上错误时，可以在写相等关系判断语句时将变量与常量的编写顺序颠倒过来，即if （3 == x）…，这样当程序员想要实现这样的功能而又不小心写成if （3 = x）…时编译器便会报错提醒。

另外，多个关系符不宜连用。例如，对于i < j < k这样的语句，以人类的思维当然可以认为它是i < j且j < k的关系，但计算机并不会这么认为。计算机运算上述关系时，会首先确定i < j的关系及返回值，而后将这个返回值再和k比较，即：Step 1:i 0或1;Step 2:0或1 0或1,。并没有实现我们预期的效果，因此为了实现我们原本想要的比较关系和结果，需要写成i < j && j < k的表达式。

2.条件操作符

条件操作符也叫三目操作符，需要接受三个操作数，灵活使用条件操作符可以很好地实现满足条件下的二选一逻辑，从而降低代码的复杂度，使代码更加简洁明了，格式如下所示：

exp1 ? exp2 : exp3

其逻辑为：如果表达式exp1为真则，计算并得到exp2的返回值；如果exp1为假，则计算并得到exp3的返回值。

3.逻辑操作符

逻辑运算符提供逻辑判断功能，用于构建更复杂的表达式，主要有下面三个运算符。

逻辑取反运算符（对于单个表达式，真取反为假，假取反为真）：！
与运算符（对于操作符两侧的表达式，有假为假，全真为真）：&&
或运算符（对于操作符两侧的表达式，有真则真，全假为假）：||

使用的格式如下：

!a
!b

a && b

a || b

逻辑运算符的“短路”情况：
由于C语言逻辑运算符的特点是，先对左侧的表达式求值，再对右边的表达式求值，因此如果左边的表达式满足逻辑运算符的条件，就不再对右边的表达式求值。具体到表达式的情形如下两种情况所示：

对于表达式：a && b && c && d && e && …
假如前面两个操作数的结果为假，那么“假”与上任何操作数都为假，因此整个表达式只需计算前两个操作数的结果，且结果为假。

对于表达式：a || b || c || d || e || …
类似地，假如前面两个操作数的结果为真，那么“真”或上任何操作数都为真，因此整个表达式只需计算前两个操作数的结果，且结果为真。

像这种仅仅根据左操作数的结果就能知道整个表达式的结果，不再对右操作数进行计算的运算称为短路求值。

一、分支语句

示例：pandas 是基于NumPy 的一种工具，该工具是为了解决数据分析任务而创建的。

1.if语句

if 语句的语法形式如下：

if （表达式）语句

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。

else语句

对于特定的条件，如果满足的话，我们只用if语句就可以实现其后续需要执行的功能，但如果对于不满足的情况，我们也想执行其不满足情况时需要执行的功能，那么我们就需要引入与if语句搭配使用的else语句，语法形式如下：

if (表达式){语句1}else{语句2}

以上if语句和else语句搭配使用的话，适合处理仅有两个分支的场景。而当分支大于两个时，其就需要引入嵌套if语句的语法，从而完成复杂逻辑的判断和对应功能的执行，具体形式如下所示：

if (表达式1){语句1}else if (表达式2）{语句2}else if (表达式3）{语句3}...else if (表达式n）{语句n}else{语句(n+1)}

悬空else问题

如果有多个if 和else，else 总是跟最接近的if 匹配。这一点需要和Python语言的使用方法区分开来，Python通过缩进关系来确定与elif相匹配的if语句，而C语言的规定则是跟最接近的if 匹配，因此不要依照缩进关系匹配C语言中的if和else。为了避免这类容易引起歧义的问题产生，我们可以通过大括号将我们希望匹配的if和else语句下需要执行的语句括起来，使得代码逻辑更加清晰，提高代码的可读性。

2.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：

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。

需要注意的是：
①switch 后的expression 必须是整型表达式
②case 后的值，必须是整形常量表达式
③case 和后边的数字之间必须有空格
④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，从而真正实现想要的分支效果。
⑤在switch 语句中case 语句和default 语句是没有顺序要求的，只要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。

二、循环语句

1.while循环

while 语句的语法结构和if 语句非常相似。如下所示：

while (表达式){语句；}

while语句的执行流程为：首先执行判断表达式，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。

2.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;}

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

for循环的执行流程为：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。

对比while循环和for循环：
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。但如果不知道循环的次数时，while循环是更优的。

3.do-while循环

在循环语句中do while 语句的使用最少，它的语法如下：

do{语句；}while(表达式)

do-while循环的流程为：在do-while 循环中先执行do中的“语句”，执行完语句，再去执行“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。

对比do-while循环和上述的for和while循环：
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。

因此在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。

4.循环嵌套

前面学习了三种循环while，do-while，for，这三种循环往往会嵌套在一起才能更好的解决问题，也就是：循环嵌套

5.循环结构中的break和continue语句

在循环执行的过程中，如果某些状况发生的时候，需要提前终止循环，这是非常常见的现象。C语言中提供了break 和continue 两个关键字，就是应该到循环中的。

• 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语句：
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 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语句：
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，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。

do-while循环中的break和continue语句：
do-while语句中的break和continue的作用和while循环中几乎一模一样，这里不再赘述。

6.循环结构中的go to语句

goto语句可以实现在同一个函数内跳转到设置好的标号处。形式为：

语句1；goto tab:语句2；...tab:语句n；//跳过了语句2及其后续语句的执行转而执行语句n及其后续的语句语句(n+1);

需要注意的是：
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。

总结

以上就是本篇文章要讲的关于分支语句与循环语句的内容，本文仅仅简单介绍了语句的结构和注意事项，适合有一定基础的编程人员复习和回顾，分支和循环是我们编程的基础，是我们处理复杂逻辑的重要工具，希望我们共同努力，让代码兴国。