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控制流

流程控制基本概念​

  • 默认情况下程序运行后，系统会按书写顺序从上至下依次执行程序中的每一行代码。但是这并不能满足我们所有的开发需求, 为了方便我们控制程序的运行流程，C 语言提供 3 种流程控制结构，不同的流程控制结构可以实现不同的运行流程。
  • 这 3 种流程结构分别是顺序结构、选择结构、循环结构
  • 顺序结构:
  • 按书写顺序从上至下依次执行
  • 选择结构
  • 对给定的条件进行判断，再根据判断结果来决定执行代码
  • 循环结构
  • 在给定条件成立的情况下，反复执行某一段代码

选择结构​

  • C 语言中提供了两大选择结构, 分别是 if 和 switch

if​

  • if 第一种形式

    • 表示如果表达式为真,执行语句块 1,否则不执行
if(表达式) {
  语句块1;
}
后续语句;
if(age >= 18) {
  printf("开网卡\n");
}
printf("买烟\n");
  • if 第二种形式
    • 如果表达式为真,则执行语句块 1,否则执行语句块 2
    • else 不能脱离 if 单独使用
if(表达式){
  语句块1;
}else{
  语句块2;
}
后续语句;
if(age > 18){
  printf("开网卡\n");
}else{
  printf("喊家长来开\n");
}
printf("买烟\n");
  • if 第三种形式
    • 如果"表达式 1"为真,则执行"语句块 1",否则判断"表达式 2",如果为真执行"语句块 2",否则再判断"表达式 3",如果真执行"语句块 3", 当表达式 1、2、3 都不满足,会执行最后一个 else 语句
    • 众多大括号中,只有一个大括号中的内容会被执行
    • 只有前面所有添加都不满足, 才会执行 else 大括号中的内容
if(表达式1) {
  语句块1;
}else if(表达式2){
  语句块2;
}else if(表达式3){
  语句块3;
}else{
  语句块4;
}
后续语句;
if(age>40){
  printf("给房卡");
}else if(age>25){
  printf("给名片");
}else if(age>18){
   printf("给网卡");
}else{
  printf("给好人卡");
}
printf("买烟\n");
  • if 嵌套
    • if 中可以继续嵌套 if, else 中也可以继续嵌套 if
if(表达式1){
    语句块1;
   if(表达式2){
      语句块2;
  }
}else{
   if(表达式3){
      语句块3;
  }else{
      语句块4;
  }
}
  • if 注意点
    • 任何数值都有真假性
#include <stdio.h>
int main(){
    if(0){
        printf("执行了if");
    }else{
        printf("执行了else"); // 被执行
    }
}
  • 当 if else 后面只有一条语句时, if else 后面的大括号可以省略
    // 极其不推荐写法
    int age = 17;
    if (age >= 18)
        printf("开网卡\n");
    else
        printf("喊家长来开\n");
  • 当 if else 后面的大括号被省略时, else 会自动和距离最近的一个 if 匹配
#include <stdio.h>
int main(){
    if(0)
    if(1)
    printf("A\n");
    else // 和if(1)匹配
    printf("B\n");
    else // 和if(0)匹配, 因为if(1)已经被匹配过了
    if (1)
    printf("C\n"); // 输出C
    else // 和if(1)匹配
    printf("D\n");
}
    • 如果 if else 省略了大括号, 那么后面不能定义变量
#include <stdio.h>
int main(){
    if(1)
        int number = 10; // 系统会报错
    printf("number = %i\n", number);
}
#include <stdio.h>
int main(){
    if(0){
        int number = 10;
    }else
        int value = 20; // 系统会报错
    printf("value = %i\n", value);
}
  • C 语言中分号(;)也是一条语句, 称之为空语句
// 因为if(10 > 2)后面有一个分号, 所以系统会认为if省略了大括号
// if省略大括号时只能管控紧随其后的那条语句, 所以只能管控分号
if(10 > 2);
{
printf("10 > 2");
}
// 输出结果: 10 > 2
  • 但凡遇到比较一个变量等于或者不等于某一个常量的时候，把常量写在前面
#include <stdio.h>
int main(){
    int a = 8;
//    if(a = 10){// 错误写法, 但不会报错
    if (10 == a){
      printf("a的值是10\n");
    }else{
     printf("a的值不是10\n");
    }
}

  • if 练习

    • 从键盘输入一个整数，判断其是否是偶数，如果是偶数就输出 YES，否则输出 NO；
    • 接收用户输入的 1 ～ 7 的整数，根据用户输入的整数，输出对应的星期几
    • 接收用户输入的一个整数 month 代表月份，根据月份输出对应的季节
    • 接收用户输入的两个整数，判断大小后输出较大的那个数
    • 接收用户输入的三个整数，判断大小后输出较大的那个数
    • 接收用户输入的三个整数，排序后输出

  • 实现石头剪刀布

剪刀石头布游戏:
1)定义游戏规则
  剪刀 干掉 布
  石头 干掉 剪刀
  布 干掉石头
2)显示玩家开始猜拳
3)接收玩家输入的内容
4)让电脑随机产生一种拳
5)判断比较
(1)玩家赢的情况(显示玩家赢了)
(2)电脑赢的情况(显示电脑赢了)
(3)平局(显示平局)

switch​

  • 由于 if else if 还是不够简洁，所以 switch 就应运而生了，他跟 if else if 互为补充关系。switch 提供了点的多路选择
  • 格式:
switch(表达式){
    case 常量表达式1:
        语句1;
        break;
    case 常量表达式2:
        语句2;
        break;
    case 常量表达式n:
        语句n;
        break;
    default:
        语句n+1;
        break;
}
  • 语义:
    • 计算"表达式"的值, 逐个与其后的"常量表达式"值相比较,当"表达式"的值与某个"常量表达式"的值相等时, 即执行其后的语句, 然后跳出 switch 语句
    • 如果"表达式"的值与所有 case 后的"常量表达式"均不相同时,则执行 default 后的语句
  • 示例:
#include <stdio.h>

int main() {

    int num = 3;
    switch(num){
    case 1:
        printf("星期一\n");
        break;
    case 2:
        printf("星期二\n");
        break;
    case 3:
        printf("星期三\n");
        break;
    case 4:
        printf("星期四\n");
        break;
    case 5:
        printf("星期五\n");
        break;
    case 6:
        printf("星期六\n");
        break;
    case 7:
        printf("星期日\n");
        break;
    default:
        printf("回火星去\n");
        break;
    }
}
  • switch 注意点
  • switch 条件表达式的类型必须是整型, 或者可以被提升为整型的值(char、short)
#include <stdio.h>

int main() {

    switch(1.1){ // 报错
    case 1:
        printf("星期一\n");
        break;
    case 2:
        printf("星期二\n");
        break;
    default:
        printf("回火星去\n");
        break;
    }
}
  • +case 的值只能是常量, 并且还必须是整型, 或者可以被提升为整型的值(char、short)
#include <stdio.h>

int main() {

    int num = 3;
    switch(1){
    case 1:
        printf("星期一\n");
        break;
    case 'a':
        printf("星期二\n");
        break;
    case num: // 报错
        printf("星期三\n");
        break;
    case 4.0: // 报错
        printf("星期四\n");
        break;
    default:
        printf("回火星去\n");
        break;
    }
}
  • case 后面常量表达式的值不能相同
#include <stdio.h>

int main() {
    switch(1){
    case 1: // 报错
        printf("星期一\n");
        break;
    case 1: // 报错
        printf("星期一\n");
        break;
    default:
        printf("回火星去\n");
        break;
    }
}
  • case 后面要想定义变量,必须给 case 加上大括号
#include <stdio.h>

int main() {
    switch(1){
    case 1:{
        int num = 10;
        printf("num = %i\n", num);
        printf("星期一\n");
        break;
        }
    case 2:
        printf("星期一\n");
        break;
    default:
        printf("回火星去\n");
        break;
    }
}
  • switch 中只要任意一个 case 匹配, 其它所有的 case 和 default 都会失效. 所以如果 case 和 default 后面没有 break 就会出现穿透问题
#include <stdio.h>

int main() {

    int num = 2;
    switch(num){
    case 1:
        printf("星期一\n");
        break;
    case 2:
        printf("星期二\n"); // 被输出
    case 3:
        printf("星期三\n"); // 被输出
    default:
        printf("回火星去\n"); // 被输出
        break;
    }
}
  • switch 中 default 可以省略
#include <stdio.h>

int main() {
    switch(1){
    case 1:
        printf("星期一\n");
        break;
    case 2:
        printf("星期一\n");
        break;
    }
}
  • switch 中 default 的位置不一定要写到最后, 无论放到哪都会等到所有 case 都不匹配才会执行(穿透问题除外)
#include <stdio.h>

int main() {
    switch(3){
    case 1:
        printf("星期一\n");
        break;
    default:
        printf("Other,,,\n");
        break;
    case 2:
        printf("星期一\n");
        break;
    }
}
  • if 和 Switch 转换
  • 看上去 if 和 switch 都可以实现同样的功能, 那么在企业开发中我们什么时候使用 if, 什么时候使用 switch 呢?
    • if else if 针对于范围的多路选择
    • switch 是针对点的多路选择
  • 判断用户输入的数据是否大于 100
#include <stdio.h>

int main() {
    int a = -1;
    scanf("%d", &a);
    if(a > 100){
        printf("用户输入的数据大于100");
    }else{
        printf("用户输入的数据不大于100");
    }
}
#include <stdio.h>

int main() {
    int a = -1;
    scanf("%d", &a);
    // 挺(T)萌(M)的(D)搞不定啊
    switch (a) {
        case 101:
        case 102:
        case 103:
        case 104:
        case 105:
            printf("大于\n");
            break;
        default:
            printf("不大于\n");
            break;
    }
}
  • 练习
    • 实现分数等级判定
要求用户输入一个分数，根据输入的分数输出对应的等级
A 90～100
B 80～89
C 70～79
D 60～69
E 0～59
  • 实现+ - * / 简单计算器

循环结构​

  • C 语言中提供了三大循环结构, 分别是 while、dowhile 和 for
  • 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"

while​

  • 格式:
while (  循环控制条件 ) {
    循环体中的语句;
    能够让循环结束的语句;
    ....
}

  • 构成循环结构的几个条件

    • 循环控制条件
      • 循环退出的主要依据,来控制循环到底什么时候退出
    • 循环体
      • 循环的过程中重复执行的代码段
    • 能够让循环结束的语句(递增、递减、真、假等)
      • 能够让循环条件为假的依据,否则退出循环

  • 示例:

int count = 0;
while (count < 3) { // 循环控制条件
    printf("发射子弹~哔哔哔哔\n"); // 需要反复执行的语句
    count++; // 能够让循环结束的语句
}
  • while 循环执行流程
    • 首先会判定"循环控制条件"是否为真, 如果为假直接跳到循环语句后面
    • 如果"循环控制条件"为真, 执行一次循环体, 然后再次判断"循环控制条件"是否为真, 为真继续执行循环体,为假跳出循环
    • 重复以上操作, 直到"循环控制条件"为假为止
#include <stdio.h>
int main(){
    int count = 4;
    // 1.判断循环控制条件是否为真,此时为假所以跳过循环语句
    while (count < 3) {
        printf("发射子弹~哔哔哔哔\n");
        count++;
    }
    // 2.执行循环语句后面的代码, 打印"循环执行完毕"
    printf("循环执行完毕\n");
}
#include <stdio.h>
int main(){
    int count = 0;
    // 1.判断循环控制条件是否为真,此时0 < 3为真
    // 4.再次判断循环控制条件是否为真,此时1 < 3为真
    // 7.再次判断循环控制条件是否为真,此时2 < 3为真
    // 10.再次判断循环控制条件是否为真,此时3 < 3为假, 跳过循环语句
    while (count < 3) {
        // 2.执行循环体中的代码, 打印"发子弹"
        // 5.执行循环体中的代码, 打印"发子弹"
        // 8.执行循环体中的代码, 打印"发子弹"
        printf("发射子弹~哔哔哔哔\n");
        // 3.执行"能够让循环结束的语句" count = 1
        // 6.执行"能够让循环结束的语句" count = 2
        // 9.执行"能够让循环结束的语句" count = 3
        count++;
    }
    // 11.执行循环语句后面的代码, 打印"循环执行完毕"
    printf("循环执行完毕\n");
}
  • while 循环注意点
    • 任何数值都有真假性
#include <stdio.h>
int main(){
    while (1) { // 死循环
         printf("发射子弹~哔哔哔哔\n");
         // 没有能够让循环结束的语句
    }
}
  • 当 while 后面只有一条语句时,while 后面的大括号可以省略
#include <stdio.h>
int main(){
    while (1)  // 死循环
         printf("发射子弹~哔哔哔哔\n");
         // 没有能够让循环结束的语句
}
  • 如果 while 省略了大括号, 那么后面不能定义变量
#include <stdio.h>
int main(){
    while (1)  // 死循环
         int num = 10; // 报错
         // 没有能够让循环结束的语句
}
  • C 语言中分号(;)也是一条语句, 称之为空语句
#include <stdio.h>
int main(){
    int count = 0;
    while (count < 3);{ // 死循环
       printf("发射子弹~哔哔哔哔\n");
       count++;
    }
}
  • 最简单的死循环
// 死循环一般在操作系统级别的应用程序会比较多, 日常开发中很少用
while (1);
  • while 练习
    • 计算 1 + 2 + 3 + ...n 的和
    • 获取 1 ～ 100 之间 7 的倍数的个数

do while​

  • 格式:
do {
    循环体中的语句;
    能够让循环结束的语句;
    ....
} while (循环控制条件 );
  • 示例
int count = 0;
do {
   printf("发射子弹~哔哔哔哔\n");
   count++;
}while(count < 10);

  • do-while 循环执行流程

    • 首先不管 while 中的条件是否成立, 都会执行一次"循环体"
    • 执行完一次循环体,接着再次判断 while 中的条件是否为真, 为真继续执行循环体,为假跳出循环
    • 重复以上操作, 直到"循环控制条件"为假为止

  • 应用场景

    • 口令校验
#include<stdio.h>
int main()
{
    int num = -1;
    do{
        printf("请输入密码,验证您的身份\n");
        scanf("%d", &num);
    }while(123456 != num);
    printf("主人,您终于回来了\n");
}
  • while 和 dowhile 应用场景
    • 绝大多数情况下 while 和 dowhile 可以互换, 所以能用 while 就用 while
    • 无论如何都需要先执行一次循环体的情况, 才使用 dowhile
    • do while 曾一度提议废除，但是他在输入性检查方面还是有点用的

for​

  • 格式:
for(初始化表达式；循环条件表达式；循环后的操作表达式) {
    循环体中的语句;
}
  • 示例
for(int i = 0; i < 10; i++){
    printf("发射子弹~哔哔哔哔\n");
}

  • for 循环执行流程

    • 首先执行"初始化表达式"，而且在整个循环过程中,只会执行一次初始化表达式
    • 接着判断"循环条件表达式"是否为真，为真执行循环体中的语句
    • 循环体执行完毕后，接下来会执行"循环后的操作表达式"，然后再次判断条件是否为真,为真继续执行循环体,为假跳出循环
    • 重复上述过程，直到条件不成立就结束 for 循环

  • for 循环注意点:

    • 和 while 一模一样
    • 最简单的死循环for(;;);

  • for 和 while 应用场景

    • while 能做的 for 都能做, 所以企业开发中能用 for 就用 for, 因为 for 更为灵活
    • 而且对比 while 来说 for 更节约内存空间
int count = 0; // 初始化表达式
while (count < 10) { // 条件表达式
      printf("发射子弹~哔哔哔哔 %i\n", count);
      count++; // 循环后增量表达式
}
// 如果初始化表达式的值, 需要在循环之后使用, 那么就用while
printf("count = %i\n", count);
// 注意: 在for循环初始化表达式中定义的变量, 只能在for循环后面的{}中访问
// 所以: 如果初始化表达式的值, 不需要在循环之后使用, 那么就用for
// 因为如果初始化表达式的值, 在循环之后就不需要使用了 , 那么用while会导致性能问题
for (int count = 0; count < 10; count++) {
     printf("发射子弹~哔哔哔哔 %i\n", count);
}
//     printf("count = %i\n", count);
// 如果需要使用初始化表达式的值, 也可以将初始化表达式写到外面
int count = 0;
for (; count < 10; count++) {
     printf("发射子弹~哔哔哔哔\n", count);
}
printf("count = %i\n", count);

跳转语句​

  • C 语言中提供了四大跳转语句, 分别是 return、break、continue、goto

break​

  • 立即跳出 switch 语句或循环
  • 应用场景:
  • switch
  • 循环结构
  • break 注意点:
    • break 离开应用范围，存在是没有意义的
if(1) {
  break; // 会报错
}
  • 在多层循环中,一个 break 语句只向外跳一层
while(1) {
  while(2) {
    break;// 只对while2有效, 不会影响while1
  }
  printf("while1循环体\n");
}
  • break 下面不可以有语句，因为执行不到
while(2){
  break;
  printf("!");// 执行不到
}

continue​

continue语句只能用在循环语句中，不能用在选择语句中。

作用是结束本轮循环，进入下一轮循环

int main(){
    int i = 0;
    while (i < 10) {
        i++;
        if (i == 5) {
            // 当i等于5时，结束本轮循环，进入下一轮循环
            // 所以i等于5时，不会打印i = 5
            continue;
        }
        printf("i = %d\n", i);
    }
}
  • 注意continue 离开应用范围，存在是没有意义的:
if(1) {
  continue; // 会报错
}

return​

在函数中任意位置都可以使用return语句，结束当前函数，将结果返回给调用者

int main(){
    while (1) {
        while(2){
            // 立刻结束main函数
            return 0;
        }
    }
}

goto​

warning

goto 语句，仅能在本函数内实现跳转，不能实现跨函数跳转(短跳转)。

goto 会破坏结构化程序设计流程，它将使程序层次不清，且不易读，所以慎用

#include <stdio.h>
int main(){
    while (1) {
        while(2){
            // 转到标签的位置
            goto lnj;
        }
    }
    //标签（label）是C语言中的一个语法元素，主要用于配合 goto 语句实现程序流程的跳转。
    //标签就是一个标识符后面跟着冒号 :
    lnj:printf("跳过了所有循环");
}

int call(){
    int num = 0;
// loop:是定义的label
loop:if(num < 10){
        printf("num = %d\n", num);
        num++;
        // goto loop代表跳转到loop的位置
        goto loop;
    }
}

控制流练习​

info
  • 循环结构的循环体中存在其他的循环结构，我们称之为循环嵌套
    • 注意: 一般循环嵌套不超过三层
    • 外循环执行的次数 * 内循环执行的次数就是内循环总共执行的次数
  • 格式:
while(条件表达式) {
    while循环结构 or dowhile循环结构 or for循环结构
}
for(初始化表达式；循环条件表达式；循环后的操作表达式) {
    while循环结构 or dowhile循环结构 or for循环结构
}
do {
     while循环结构 or dowhile循环结构 or for循环结构
} while (循环控制条件 );
  • 循环优化
    • 在多重循环中，如果有可能，应当将最长的循环放在最内层，最短的循环放在最外层，以减少 CPU 跨切循环层的次数
for (row=0; row<100; row++) {
  // 低效率：长循环在最外层
  for ( col=0; col<5; col++ ) {
    sum = sum + a[row][col];
  }
}
for (col=0; col<5; col++ ) {
  // 高效率：长循环在最内层
  for (row=0; row<100; row++) {
    sum = sum + a[row][col];
  }
}
  • 练习
    • 打印好友列表
好友列表1
    好友1
    好友2
好友列表2
    好友1
    好友2
好友列表3
    好友1
    好友2
for (int i = 0; i < 4; i++) {
    printf("好友列表%d\n", i+1);
    for (int j = 0; j < 4; j++) {
        printf("    角色%d\n", j);
    }
}
  • 一重循环解决线性的问题，而二重循环和三重循环就可以解决平面和立体的问题了
  • 打印矩形
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****
****
// 3行4列
//  外循环控制行数
for (int i = 0; i < 3; i++) {
//        内循环控制列数
    for (int j = 0; j < 4; j++) {
        printf("*");
    }
    printf("\n");
}
  • 打印三角形
    • 尖尖朝上，改变内循环的条件表达式，让内循环的条件表达式随着外循环的 i 值变化
    • 尖尖朝下，改变内循环的初始化表达式，让内循环的初始化表达式随着外循环的 i 值变化
*
**
***
****
*****
/*
最多打印5行
最多打印5列
每一行和每一列关系是什么? 列数<=行数
*/
for(int i = 0; i< 5; i++) {
    for(int j = 0; j <= i; j++) {
        printf("*");
    }
    printf("\n");
}
*****
****
***
**
*
for(int i = 0; i< 5; i++) {
    for(int j = i; j < 5; j++) {
        printf("*");
    }
    printf("\n");
}
  • 练习
    • 打印特殊三角形
1
12
123
for (int i = 0; i < 3; i++) {
    for (int j = 0; j <= i; j++) {
        printf("%d", j+1);
    }
    printf("\n");
}
    • 打印特殊三角形
1
22
333
for (int i = 1; i <= 3; i++) {
    for (int j = 1; j <= i; j++) {
        printf("%d", i);
    }
    printf("\n");
}
    • 打印特殊三角形
--*
-***
*****
for (int i = 0; i <= 5; i++) {
    for (int j = 0; j < 5 - i; j++) {
        printf("-");
    }
    for (int m = 0; m < 2*i+1; m++) {
        printf("*");
    }
    printf("\n");
}
    • 打印 99 乘法表
1 * 1 = 1
1 * 2 = 2     2 * 2 = 4
1 * 3 = 3     2 * 3 = 6     3 * 3 = 9
for (int i = 1; i <= 9; i++) {
    for (int j = 1; j <= i; j++) {
        printf("%d * %d = %d \t", j, i, (j * i));
    }
    printf("\n");
}