超全&超细的C语言基础知识点之《分支和循环》入门包懂

梦里梦外; 2023-09-28 22:40 15阅读 0赞

# 分支&循环超全超细知识点总结！ #

*大家好，这里是瑶瑶子，一个努力学习计算机知识的大学生，在这里分享自己的学习内容，希望分享的知识和内容能够对你们有帮助。可能存在理解不深刻、全面，说法不准确的地方，希望给出宝贵的建议，让我们共同进步和成长！*  
**知识体系导图**  
图片：![在这里插入图片描述][4c98e42134364331b7a6a8f99318006c.png]

### 分支和循环 ###

*  分支&循环超全超细知识点总结！
 *  C语言结构（三种）
 *  分支语句
 *   *  1、if语句
     *  2、switch-case语句
 *  循环语句
 *   *  1、while循环
     *  2、for循环：
     *  3、do while循环

# C语言结构（三种） #

首先我们要知道，C语言是一门结构化的程序设计语言，C语言有三种结构，分别是：*顺序结构*、*选择结构*、*循环结构*

**·顺序结构**：程序从头到尾按照顺序依次进行，没有选择性（某部分代码执行某部分代码不执行），也不会重复执行某部分代码。

#include <stdio.h>
    int main()
    {
          printf("hello word\n");
       printf("happy new year\n");
    
    return 0;
    }

**·选择结构**：是根据条件，判断是否能否执行程序。所以说是具有选择性的。选择结构对应的语句是选择语句，包括*if语句*、*switch-case语句*。  
举个例子：

#include<stdio.h>
    int main()
    {
          int i=0;
       printf("1+1=\n");
       scanf(%d",i);
       if(i=2)
       {
        
         printf("恭喜你回答正确\n");
       }
       else
       {
        
         printf("很遗憾，你回答错误\n")
       }
     return 0;
    }

我们可以看到当i等于2时会执行if后面的语句，i不等于2时执行else后面的语句 。  
当然这个if语句后面会细讲

**·循环结构**首先循环，就是让代码循环往复做一件事。循环结构相对应是循环语句，包括*while循环*、*for循环*、*do while循环*。  
举个例子：

#include<stdio.h>
    
    int main()
    {
        
      int i=1;
      while(i<=3)
      {
        
        printf("我真棒\n");
        i++；
      }
      
      return 0;
    }

这个代码的执行结果是三个一样的“我真棒”  
其实可以看出来while和if都是先判断再执行，但是while要重复执行。也可以看得到，循环会帮助我们完成需要重复做的事情。虽然这里是三次，如果是五十次呢？不用循环岂不是要输入五十次"我真棒”？  
所以循环的存在很有意义。

# 分支语句 #

## 1、if语句 ##

**·语法结构**：  
一，

//单分支
    if（表达式）
    {
        
      语句1；
    }

解释：括号内的**表达式**可以是*关系表达式*（指运算符为<、>、<=、>=、==、!=的表达式）、*逻辑表达式*(指运算符为||、&&、非1的表达式）、*数值表达式*（运算符为赋值号=）。

**语句1**：就是当括号内表达式的结果为非0时索要执行的语句（0为假，非0为真）。

当然这里的语句也可以是多条。

**语法结构** 二、

//多分支语句（级联if语句）
    if(表达式1）
    {
        
    语句1；
    }
    if else(表达式2）
    {
        
    语句2；
    if else（表达式3）
    {
        
    语句3；
    }
    ......
    else（表达式n)
    {
        
    语句n：
    }

这里的一个\{ \}就是一个代码块，里面其实也不一定就是单单的一个语句，根据需求也可以包含多个语句。

**嵌套的if**  
简单来说，就是if后面的语句也是一个或多个if语句，成一种嵌套形式。  
举个例子：求a、b、c三个数哪个数最大

//嵌套的if
    #include<stdio.h>
    
    int main()
    {
        
      int a=3
      int b=2;
      int c=6;
    
      if(a>b)
      {
        
        if(c>a)
        {
        
          printf("c最大\n");
        }
        else
        {
        
          printf("a最大\n"):
        }
      }
      else (b>a)
      {
        
        if(c>b)
        {
        
          printf("c最大\n");
        }
        else
        {
        
          printf("b最大\n");
      }
    
    return 0;  
    }

注意：1，一条时可以省去大括号，多条时必须加上大括号。  
2，if语句括号的后面是没有分号的。  
3，if大括号内索要执行的语句后面是要有分号的。  
4，else 总是和最近的那个没有匹配的if进行匹配，简称为就近*就近原则*。  
我们来看一个例子：

//悬空else问题
    #include<stdio.h>
     int main()
     {
        
       int a=1;
       int b=2;
       
       if (b==3)
         if(a==1)
         printf("honesty");
       else
       printf("calculation");
    
    return 0;
    }

你觉得这个代码的运行结果是？

如果你觉得是calculation  
那么恭喜你，想错了  
其实我第一次看这个代码也觉得很奇怪，怎么有两个if而且我们初学者的视角，会觉得if的条件没满足，那就跳到else，执行else后面的结果吧，而且第一个if是和else对其的欸。但计算机不会这么认为，它会把else和离它最近的那个没有匹配的if进行匹配，当与它匹配的那个if条件不满足时，才会执行else后面的语句。

所以这个代码的执行结果是：什么也不执行。

我们分析一下，b==3不满足，也就是这个条件为假，而且又没有和这个if匹配的else，那么编译器就会自动跳转到return 0;也就是什么结果都不会输出。

但是如果你就是想让这个代码的第一个if和else匹配，或者是你不想引起歧义，根据上面那个代码，我们的原意是想表示，如果b == 3,a == 1,输出"honesty",否则输出“calculation"，那么我们应该在if后面加一对花括号\{ \}  
也就是下面这样

if(b==3)
    {
        
       if(a==1)
      {
        
      printf("honesty"):
      }
    }
    else
    {
        
    printf("calculation");
    }

由上可知，加上花括号的好处有很多，不会引起歧义，让读者易读易理解代码。  
所以作为一个良好的编程习惯，我们把if或者else后面不管几条语句，我们都加上花括号。

5，（重要的事情说三遍！！！）  
关系表达式中的“= =”不要误写成“=” ！！！  
关系表达式中的“= =”不要误写成“=” ！！！  
关系表达式中的“= =”不要误写成“=” ！！！

我们来举个例子

int i=0;
    scanf("%d",i);
    if(i==3)
    {
        
      printf("星期三\n");
    }

只有当我们输入3，时输出结果才是”星期三”，否则什么也不输出。

int i=0;
    scanf("%d",i):
    if(i=3)
    {
        
    printf("星期三\n");
    }

当我们去运行这个代码时会发现，无论我们输入的是什么数字，输出结果总是”星期三“，这和我们理想结果有偏差。

解释：  
首先我们要明白的是，什么时候才能执行if后面的语句。前面也提到了：当表达式结果为非0时。

” ==“是关系运算符，它表示的是”相等关系“，只有该符号前后的数据相等时，该表达式的结果就为非0，不相等时为假。只有表达式结果为非0时，才会执行if后语句。这也就是为什么只有输入3时才会打印”星期三“。

”=“是赋值号，表示把运算符后面的值赋值给前面。如：a=b就是把b的值赋给a，表示的不是关系，而是赋值这一动作。赋值也是运算的过程，也有结果，赋值表达式的结果就是赋值符号右边的值！！！所以(i=3)这个表达式表示的就是把3赋值给i，这个表达式的结果为3，非0，执行if后面的语句，所以无论输入什么，这个表达式结果都为非0,都打印”星期三“。

## 2、switch-case语句 ##

**语法结构**：

switch(整形表达式)//括号里面表达式的结果必须为整形
    //switch是表示判断
     {
        
      case 1://case后面不一定是数字，但也一定是整形常量表达式
      语句1;
      case 2://case相当于一个如果，根据switch判断从哪个case进入
      语句2；
      ...
      //花括号里面的为语句项，基本结构如上
     }

注意：case后面的必须是整形常量表达式，注意是常量，不是变量！

还是先整个例子：根据我们所输入的数字，输出对应的星期几。  
如果用if语句如何表示？

#include<stdio.h>
    
    int main()
    {
        
      int i=0;//初始化
      scanf("%d",&i);
    
      if(i==1)
      {
        
        printf("星期一\n");   
      }
      else if(i==2)
      {
        
        printf("星期二\n");
      }
      else if(i==3)
      {
        
        printf("星期三\n");
      }
      else if(i==4)
      {
        
        printf("星期四\n");
      }
      else if(i==5)
      {
        
        printf("星期五\n");
      }
      else if(i==6)
      {
        
        printf("星期六\n");
      }
      else if(i==7)
      {
        
        printf("星期天\n");
      }
      else
      
      return 0;
    }

输出结果如下  
![在这里插入图片描述][1813c79559b14a0498aca3dab872abac.png]

![在这里插入图片描述][216fcdcc33634be4ad4e61eb58b3eaa1.png]

用switch-case语句表示？

#include<stdio.h>
    
    int main()
    {
        
      int i=0;
      scanf("%d",i);
    
      switch(i)
      {
        
        case 1:
            printf("Monday\n");
        case 2:
            printf("Tuesday\n");
        case 3:
            printf("Wednesday\n");
        case 4:
            printf("Thursday\n");
        case 5:
            printf("Friday\n");
        case 6:
            printf("Saturday\n");
        case 7:
            printf("Sunday\n");
      }
     return 0;
    }

感觉的确比if语句简洁哈。但是这个代码正确吗？或者准确吗？  
我们看一下运行结果：  
![在这里插入图片描述][a5eff3fd7ab44087a52f127fba38c8e8.png]  
![在这里插入图片描述][1e25f407e0f542458fda97eee0fe51e7.png]  
输入7还是正常，为什么输入3会输出5个结果呢，不应该是Wednesday这一个结果吗？  
这就要引入到一个知识点：*break与continue* 用法(continue会在后文循环部分讲到）  
**break:**  
表示“停止和终止”

上面那个代码输出结果有问题，是因为case的确是入口，从case3进入，代码向下执行，可出口呢？也就是说代码只有把case3之后的代码都执行完，才会跳出这个体系，这也就是为什么Wednesday后面一直到Sunday都被打印出来。我们理想的输出结果就是，输入3，输出Wednesday。也就是说我们要让这个代码打印完Wednesday之后，就跳出这个体系（或者说有个出口），不再继续往下打印。这里我们就需要用“break”完成这个目的，让这个代码在该结束的地方结束并跳出这个体系。

break相当于一个终止标志，当代码有机会遇到break时它就会跳出这个体系（这里就是指switch-case)。综上，*case决定switch语句入口，break决定出口*。  
所以我们看一下改进后的代码：  
（注意:break后面也是要加分号的）

#include<stdio.h>
    
    int main()
    {
        
      int i=0;
      scanf("%d",i);
    
      switch(i)
      {
        
        case 1:
            printf("Monday\n");
            break;
        case 2:
            printf("Tuesday\n");
            break;
        case 3:
            printf("Wednesday\n");
            break;
        case 4:
            printf("Thursday\n");
            break;
        case 5:
            printf("Friday\n");
            break;
        case 6:
            printf("Saturday\n");
            break;
        case 7:
            printf("Sunday\n");
            break;
      }
     return 0;
    }

输出结果如下，看，Perfect！  
![在这里插入图片描述][2f039ac721d8426a871ad2368df4c143.png]  
反思：1，每一个case必须要对应一个case吗？  
·其实不然，还是根据具体需求，在合适的位置或者你想要停下来的位置加入break即可。  
2，最后一个case是不是不用加break也行？  
·就编译结果来说最后一个case其实要不要break没什么影响的。  
但是为了下次修改代码（如我们需要加一个case，这个时候必须要把之前的最后一个case加一个break）比较方便不容易出错，而且作为一个好的编程习惯，我们还是在最后一个case也加上一个与之匹配的break.  
3,如果我们输入的那个整形，并没有相应的case与之对应？  
·这就需要用到default了，英文是“默认”的意思，其实就是一个默认的入口。当输入整形没有与之对应的case时，那就走default这个入口。  
举个例子：

//将百分制成绩转换为等级制：
    #include<stdio.h>
    
    int main()
    {
        
       int grade=0;
       printf("请输入成绩:>\n"）；
       scanf("d",&grade);
       int grade/=10;
       
       switch(grade)
       {
        
          case 10:
          case 9://这里也印证了不是每一个case都要匹配break
          printf("A\n");
          break;
          case 8:
          printf("B\n");
          break;
          case 7:
          printf("C\n");
          break;
          case 6:
          printf("D\n");
          break
          default://默认入口
          printf("E\n");
          break;
      }
       
       
    return 0;
    }

# 循环语句 #

## 1、while循环 ##

**语法结构**：

while(表达式）
       {
        
        循环语句;//我们把这个大括号包括里面的内容称作“循环体”
       }

注意：循环体内必须有改变条件的机会，否则就是死循环或者无限循环（如果需要的就是死循环，当俺没说(✿◕‿◕✿)）  
**执行流程**：

![在这里插入图片描述][ca39e4e1d2df4321aa56529a246b33ae.png]  
**break用法**：  
当循环体内有机会执行到break时，那么就会跳出这个循环体，结束循环，继续按照程序向下执行下面的代码。  
**continue用法**：  
当循环内部有机会执行到continue时，那么continue后面的代码（循环体内的）不再执行，程序认为此次循环结束，重新来到while的判断部分开启下一次循环。

我们还是用例子说话：

#include<stdio.h>
    
    int main()
    {
        
      int i=1;
      
      while(i<=10)//判断进入循环体条件
      {
        
         printf("%d\n",i);
         i++;
      }
    return 0;
    }

执行结果：  
![在这里插入图片描述][d7f08f93dc2e41cfafd168fc70ff5a64.png]  
我们看一下加入**break**会发生什么：

#include<stdio.h>
    
    int main()
    {
        
        int i = 1;
    
        while (i <=10)
        {
        
            printf("%d\n", i);
            if (i == 3)
            {
        
                break;
            }
            i++;
        }
        return 0;
    }

执行结果如下：  
![在这里插入图片描述][1d6b79f5a64047a9bf851ed447befc4f.png]  
解释：当执行三次循环之后i==3，这个时候进入if语句，遇到break，跳出循环体不再i++也不再进入循环，所以执行结果为1 2 3.  
再看一下把break换成**continue**会怎样：

#include<stdio.h>
    
    int main()
    {
        
        int i = 1;
    
        while (i <=10)
        {
        
            printf("%d\n", i);
            if (i == 3)
            {
        
                continue;
            }
            i++;
        }
        return 0;
    }

执行结果如下：1 2 3 3 3 3\_的循环  
![在这里插入图片描述][d6a1f219c177453faf9259857a1bb566.png]  
解释：当三次循环后i==3,执行if 语句，遇到continue,那么不再执行continue后面的代码（循环体内的），这里也就是i++，结束本次循环，再开启下一次循环，因为 i == 3 < 10,所以进入循环体，又遇到continue…如此循环往复，所以输出结果为1 2 3 3\_的循环。

## 2、for循环： ##

语法结构：

for(表达式1;表达式2;表达式3）
    {
        
    循环语句;
    }

*表达式1*：初始化部分，即初始化循环变量，确定循环变量从多少开始（注意：不是创建循环变量）。  
*表达式2*：条件判断部分，判断循环变量何时终止。  
*表达式3*：调整部分，用于调整循环变量。  
**执行流程**：  
![在这里插入图片描述][30f6b98dfa89468b8f19df7f4b2a34c8.png]

**·与while循环比较：**  
表达式1相当于while循环外的初始化部分，表达式2相当于while后面的表达式1 都是条件判断部分，表达式三相当于while花括号里面的条件调整部分。  
由上，我们可以看到，for语句比while语句更直观也更便于调整和更正。

区别举例：

*  while循环：

这个代码上面讲过,执行结果为 1 2 3 3 3…3 3\_,这个死循环的结果

*  for循环

#include<stdio.h>
    
    int main()
    {
        
        int i = 0;
    
        for(i=1;i<=10;i++)
        {
        
            printf("%d\n", i);
            if (i == 3)
            {
        
                continue;
            }
        }
        return 0;
    }

这个代码的执行结果为什么不一样呢？  
![在这里插入图片描述][42bd528bc31b44af8332a89a0b3b2823.png]  
解释：其实根本原因是因为while循环和for循环的执行流程不同。

*  while循环：continue之后的代码i++没有执行
 *  for循环：continue后面没有其他代码，expr3(i++)还是照样执行，所以i==3后，continue结束此次循环，但是注意还是先要来到expr3加1此时i ==4,再继续循环来到expr2判断，再又一次进入循环体如此进行下去，得到的不是死循环，而是1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

注意：

*  不要在for循环体内修改循环变量，防止循环失去控制（变成死循环or无限循环）  
    举个例子：

#include<stdio.h>
    
    int main()
    {
        
        int i = 0;
    
        for(i=1;i<=10;i++)
        {
        
           
            if (i = 5)//注意：这里是赋值符号“=”，不是关系等于符号“==” 意思把5赋值给i
            {
        
                printf("%d\n", i);
            }
        }
        return 0;
    }

执行结果为：5的循环  
![在这里插入图片描述][419f04d4e6e04832aaba965edef9b74c.png]  
*解释*：因为第一次进入循环或者说每次循环，i都被修改为了5<10（虽然i++了，但是再进入后又被修改为了5）如此循环往复，所以输出结果为5的循环。

*  建议把循环控制变量（expr2) 采用“前闭后开区间”写法。

#include<stdio.h>
    
    int main()
    {
        
        int i = 0;
    
        for(i=0;i<10;i++)
        {
        
                printf("%d\n", i);
        }
        return 0;
    }

i=0;i<10的写法优于i=1;i<9  
因为前一种写法10，有一定的意义：  
1，10次循环  
2，10次打印  
3，10个元素

**for循环的一些变种**：

*  省略：

int main()
    {
        
      for(;;)
      {
        
         printf("I am chinese\n");
      }
    }

1,for循环的初始化，判断，调整这三个部分都是可以省略的。但是注意，虽然判断的部分被省略了，但其实暗含判断条件为恒为正。  
2，如果不是很熟练，建议不要随便省略。  
举个例子：(不省略）

#include<stdio.h>
    
    int main()
    {
        
        int i = 0;
        int j = 0;
        
        for(i=0;i<10;i++)
        {
        
            for (j = 0; j < 10; j++)
            {
        
                printf("Good morning\n");
            }
        }
        return 0;
    }

执行结果如下：100个Good morning  
![在这里插入图片描述][6719a8da42de44e5814a6921d1721adb.png]  
（省略）

#include<stdio.h>
    
    int main()
    {
        
        int i = 0;
        int j = 0;
        for(;i<10;i++)
        {
        
            for (;j < 10; j++)
            {
        
                printf("Good morning\n");
            }
        }
        return 0;
    }

输出结果：10个Good morning  
![在这里插入图片描述][c4aca5f8decc41c8b036707f7ac78090.png]  
为什么这里不是100个呢，不是只是把 i=0和j=0省略了吗，结果应该也是100个Good morning才对呀。  
这就是不熟练运用省略造成的后果！  
解释：首先i=0进入第二个循环，第二个循环进行了十次之后出循环体再进入第一个循环，i=1，准备进入第二个循环，注意，此时j=10,也就是说根本进不去第二个for循环！！！因为进入第二个循环前j还是等于0，不像没有省略的那个版本，在再次进入j那个循环体时没有expr1把j重新初始化为0！这就是问题所在。

*  两个循环变量（比较少见）

//变种2
    #include<stdio.h>
    
    int main()
    {
        
        int i = 0;
        int j = 0;
        for(i=0,j=0;i<3&&j<7;i++,j++)//&&表示“并且”的意思
        {
        
            printf("believe yourself\n");
        }
        return 0;
    }

输出结果如下：3个believe yourself  
![在这里插入图片描述][b7e0ae3c82ca4ec6a8e7a91efc34d3db.png]

## 3、do while循环 ##

**语法结构：**

//do while循环结构
    do
       {
        
        循环体语句;
       }
    while(表达式）//循环条件

*至少执行一次，使用场景有限，所以很少使用*

**执行流程：**(先执行后判断）  
![在这里插入图片描述][bd63816634cc4d9ba31de71b3092604f.png]  
以上就是关于分支和循环基础知识的全部啦！希望所讲的内容对你有帮助，思维导图和流程图都是自己制作的，希望能帮助你们记忆和理解。博主本人正在读大一，也是站在初学者的角度去努力理解并且尝试讲解，关于C语言分支和循环的讲解可能有不太准确的地方，但写博客的目的不就是记录学习分享学习内容和知识吗！希望各位同学能给出宝贵的意见，我会很高兴去听到他人的建议和理解，让我们共同进步！(❤ ω ❤)

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