C语言基础13：循环结构 for和while

循环结构

什么是循环结构

代码在满足某种条件的前提下，重复执行，就叫做循环结构。

循环的分类

• 无限循环：其实就是死循环，程序设计中尽量避免无限循环，如果非要使用，那么这个循环一定要在可控范围内。
• 有限循环：循环限定循环次数或者终止循环的条件。

循环的构成

• 循环条件
• 循环体

当型循环的实现

特点：先判断，后执行，如果条件不满足，一次都不执行

典型代表：while循环和for循环

while

语法：

//写法1：省略{}
while (循环条件)循环语句；//单语句//写法2：保留{}
while (循环条件)
{循环语句;//可以是单语句，可以是复合语句
}

说明：

​ 1.循环条件的返回值必须是逻辑值（布尔类型，条件表达式只能是关系表达式或者逻辑表达式，可以是具体的值（0、非0，false、true））。在C语言中使用0和非0来表示关系表达式或者逻辑表达式的值，如果引入<stdbool.h>，也可也用true或false来表示。

​ 2.{ }包起来的内容整体称之为循环体

​ 3.我们要在循环体中控制循环条件的变化，否则产生死循环

执行过程：

特点：

先判断，后执行，循环体语句可能一次都不执行。

案例：

• 需求：求1~100的累加和

• 分析：

  • 创建一个变量sum = 0，用来接受累加和
  • 创建一个变量i，用来表示计算数，我们给i初始值i= 1，每次循环的时候，让i++
  • 在循环中，使用sum+=i，完成累加和计算
  • 同时我们要限定i的范围i <= 100
    • 第一次 ：sum += i= 0 + 1 = 1 0+1
    • 第二次：sum += i = 1 + 2 = 3 1+2
    • 第三次：sum += i = 3 + 3 = 6 1+2+3
    • …

• 代码：

  /*************************************************************************> File Name:    demo01.c> Author:         ZK> Description: while循环案例：求1～100的累加和> Created Time: 2025年02月12日 星期三 09时44分51秒************************************************************************/#include <stdio.h>int main(int argc,char *argv[])
  {//定义两个变量，sum存储累加和，i用来存储计算数int sum = 0,i = 1;while(i <= 100){//累加和计算sum += i;//sum = sum + i;i++;}printf("1～100的累加和是%d\n",sum);return 0;
  }

案例：

• 需求：求1~100以内的偶数和。

• 分析：

  • 创建两个变量，一个变量sum用来存储偶数和，一个变量i用作循环变量
  • 创建一个循环，设置循环条件：i <=100
  • 在循环体中，需要使用一个if语句判断i是否为偶数 if(i % 2 == 0),如果满足，就求偶数和：sum += i
  • 在循环体 的最后一行，写代码改变循环变量的值：i++
  • 循环结束，打印输出sum

• 代码：

  /*************************************************************************> File Name:    demo02.c> Author:       ZK> Description: while案例：求1～100以内的偶数和 > Created Time: 2025年02月12日 星期三 10时02分54秒************************************************************************/#include <stdio.h>int main(int argc,char *argv[])
  {//创建两个变量，一个变量sum用来存偶数和，一个变量i用来存循环变量int i = 1,sum = 0;//循环求和while (i <= 100){//过滤奇数if (i % 2 == 0)sum += i;i++;//改变循环变量的值}printf("1~100的偶数和是%d\n",sum);return 0;
  }

死循环：

while (1)

for…

原则上，for循环能实现的，while循环一定可以实现，for循环可以看作是while循环的一种特殊写法。

语法：

for (①表达式1;②表达式2;③表达式3)
{④循环体语句;//如果是单语句，可以省略{}；如果是复合语句，必须保留{ }
}

说明：

​ ①( )中可以只保留;;，举例：for(;;)，此时就是for循环的死循环

​ ②表达式1是循环变量，我们需要赋初值，循环变量可以是单个，也可以是列表，多个循环变量使用逗号分隔

​ ③表达式2是循环条件，用来限制循环的次数，循环条件支持关系表达式、逻辑表达式，举例：i < 10 && j<=i

​ ④表达式3是改变循环变量（条件），支持列表，这里可以使用赋值表达式，举例：i++,j--

​ ⑤执行顺序：①②④③→②④③→②④③→…→②

// 

执行过程：

特点：先判断，后执行循环体语句有可能一次都不执行。

案例：

/*************************************************************************
> File Name:
demo03.c
> Author:
FPF
> Description: for循环案例
> Created Time: 2025年02月12日 星期三 10时52分51秒
************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <math.h>
/**
* 需求：while循环案例：计算1~100以内的偶数和
*/
int while_test()
{// 创建一个变量用来存储sumint sum = 0;// 创建一个循环变量，并初始化（表达式1）int i = 2;// 循环while(i <= 100) // 循环条件（表达式2）{// 过滤调奇数 循环体语句if (i % 2 == 0){sum += i;}// 改变循环条件（表达式3）i++;}printf("1~100以内的偶数和是%d\n",sum);
}
/**
* 需求：for循环案例：计算1~100以内的偶数和
*/
int for_test()
{// 创建一个变量用来存储sumint sum = 0;// 创建一个循环变量，并初始化（表达式1）int i = 2;// 循环for(;i <= 100;) // 循环条件（表达式2）{// 过滤调奇数 循环体语句if (i % 2 == 0){sum += i;}// 改变循环条件（表达式3）i++;}printf("1~100以内的偶数和是%d\n",sum);
}
/**
* 需求：for循环案例：计算1~100以内的偶数和
*/
int for_test2()
{// 创建一个变量用来存储sumint sum = 0;// 循环for(int i = 2; i <= 100; i++) // 循环条件（表达式2）{// 过滤调奇数 循环体语句if (i % 2 == 0){sum += i;}}printf("1~100以内的偶数和是%d\n",sum);
}
/**
* for循环案例
* 需求：用户可以通过键盘录入一个整数n，用来作为阶乘的最高位，比如n = 5，那么阶乘表示:1 * 2 * 3 * 4
* 5
*/
int for_test3()
{// 创建一个变量，接收控制台输入的整数nint n;// 创建一个变量，用来接收阶乘的结果int r = 1;printf("请输入一个整数:\n");scanf("%d",&n);// 使用for循环实现阶乘 fabs()求绝对值，需要引入 math.hfor (int i = 1; i <= fabs(n); i++){r *= i;}printf("1～%d之间的阶乘的将结果是%d\n",(int)fabs(n),r);
}
int main(int argc,char *argv[])
{while_test();for_test();for_test2();for_test3();return 0;
}

死循环：

for (表达式1;;表达式3)
for(;;)

循环实现的三要素：

• 循环变量的初始化，举例：int i = 2；
• 循环条件，举例：i <= 100
• 循环变量的更新，举例：i++

案例：

• 需求：求斐波拉契数列前20个

• 分析：

  • 斐波拉契数列指的是符合一定规则的数列，举例：1，1，2，3，5，8
  • 斐波拉契数列的特点是第2个就等于前两个数之和，最开始的第1，2数是固定的，都是1

• 代码：

  /*************************************************************************> File Name:    demo04.c> Author:       ZK> Description:  for循环案例：求斐波拉契数列的前20位> Created Time: 2025年02月12日 星期三 11时31分44秒************************************************************************/#include <stdio.h>int main(int argc,char *argv[])
  {int i = 1;//定义一个循环变量int f1 = 1;//数列第一位int f2 = 1;//数列第二位for (;i <= 10;i++){printf("%d %d ",f1,f2);//第一次：1 1 2 3f1 += f2;f2 += f1;}return 0;
  }