C语言之循环结构：直到型循环

C语言

循环结构

直到型循环的实现

• 特点：先执行，后判断，不管条件是否满足，至少执行一次。
• 典型代表：do…while，goto（已淘汰，不推荐使用）

do…while

• 语法：

  do
  {循环体；
  }
  while(循环条件)；
  

• 说明：

  • ①循环条件的返回值必须是逻辑值（0或者非0）
  • 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，否则会产生死循环。

• 执行过程：

  

• 特点：先执行，后判断，不管条件是否满足，循环体语句至少执行一次。

• 案例：

  • 需求：求1~100以内的偶数和

  • 分析：

    • 创建一个变量，用来存储sum
    • 创建一个循环变量 i = 2
    • 创建一个do…while循环，在循环体中，校验偶数 i % 2 == 0，如果满足，就实现偶数和计算 sum += i
    • 计算完之后，在循环体的末行，对循环条件进行更新，i++
    • 限制循环条件：i <= 100
    • 循环结束，打印输出 sum 的值

  • 代码：

    #include <stdio.h>int main()
    {// 创建一个变量，用来存储偶数和int sum = 0;// 创建一个循环变量int i = 2;do{if(i % 2 == 0){sum += i;}i++;// 更新循环变量} while(i <= 100);printf("1~100以内的偶数和是%d\n",sum);return 0;
    }
    

goto

• 语法：

  goto 标签(label)
  

• 标签：标明目标的代码的位置，是一个不加""的字符串。

• 案例：

  • 需求：求1~100以内的偶数和

  • 代码：

    #include <stdio.h>int main()
    {// 创建一个变量存放偶数和int sum = 0;// 创建一个循环变量int i = 2;// 定义一个标签（标签名自定义，这是一个不带引号的字符串）我们一般给需要重复执行的代码添加标签
    loop: // 这个标签需要通过goto触发if(i % 2 == 0){sum += i;}i++;// 循环条件的校验if (i <= 100){// 触发循环goto loop;}printf("1~100以内的偶数和是%d\n",sum);return 0;
    }
    

  • 注意事项

    • ①可读性：goto语句会破坏代码的结构和可读性，使得代码难以理解和维护。因此，应尽量避免使用。
    • ②替代方案：大多数情况下，可以使用循环、条件语句、函数等结构来替代goto语句，使代码更加清晰和易于管理。
    • ③嵌套限制：虽然goto语句可以跨函数跳转（即跳转到另一个函数中的标签），但这种用法是不合法的，并且会导致编译错误。 goto语句只能在同一函数内部跳转。
    • ④错误处理：在某些情况下，goto语句可以用于错误处理，例如从嵌套的多层循环中跳出。但即使在这种情况下，也应谨慎使用，并考虑是否有更好的替代方案。

  • 总结

  虽然 goto 语句在C语言中是合法的，并且有时可能看起来很方便，但过度使用或不当使用会导致代码质量下降。因此，建议尽量避免使用goto语句，而是采用更结构化和可维护的编程方法。

循环的嵌套

• 3种循环（while、do…while、for）可以互相嵌套。在前一个循环结构的内容有存在一个完成的循环结构。例如：

  

• 案例：

  • 需求：求100~200之间的所有的素数（素数又被称为质数）

  • 分析：

    • 只能被1和自身整除的数叫做素数或质数。（做这个题，思路要反着来，过滤合数，剩余的就是素数）

  • 代码：

    #include <stdio.h>int main()
    {// 创建一个变量，存放100～200之间的自然数int num = 100;// 循环变量，默认从2开始，因为自然数除以1没有意义，因为所有自然数都能被1整数，我们现在需要校验 2 ～ 自身 -1之间int i;// 定义一个标志位：用来记录1～自身之间能被当前自然数整除的次数，用来校验是否位素数int is_flag; // 默认就是素数// 第1层for循环：生成100～200之间的自然数for(; num <= 200; num++){// 每个自然数在判别之前，需要重置标志位is_flag = 1;// 第2层循环：校验每一个自然数，检测其是否是非素数 举例：num = 4, i= 2~3 9// for (i = 2; i< num / 2; i++)// for (i = 2; i*1 <= num; i++)for(i = 2;i < num; i++) // 排除1和自身 9, 9 % 2==0,9 % 3==0...9%8==0 20 2 45 10{// 被校验数是否能被校验数整除，如果能，就是非素数if ( num % i == 0){// 如果是和数，就跳出is_flag = 0;break;// break就是结束循环}}// 根据标志位，判断该自然数是否是素数if (is_flag) // 条件判断：is_flag == 1 缩写 is_flag(推荐)，is_flag == 0 缩写!is_flag(推荐){printf("%-4d",num);}}printf("\n");return 0;
    }
    

循环结构的典型应用场景

• 求累和：举例：1+2+3+...+100的和,sum = 0
• 求累积：举例：1*2*3*...*100的积,result = 1
• 求均值：举例： (1+2+3...+100)/100的值
• 求极值：举例： 12,34,56,67中的最大值、最小值
• 元素遍历：常用于数组元素的遍历。
• …

基础算法模型

1. 累和

• 定义一个变量（sum）,并赋初值为0；

• 该变量累加（+=）每一个数据项（i）；

• 当访问完每一个数据项，此时该变量的取值就是累加和的结果。

2. 累乘

• 定义一个变量，并赋初值为1；

• 用该变量累乘（*=）每一个数据项；

• 当访问完每一个数据项，此时该变量的取值就是累乘的结果。

3. 极值（多应用于数组）

• 定义一个变量，并赋初值为第一个数据项；

• 从第二个数据项开始，依次于该变量进行比较，如果大于/小于该变量，则将当前数据项的数据赋值给该变量。

• 当访问完每一个数据项，此时该变量的取值就是求极值的结果。

break与continue

break

• 功能：

  • ①用在switch中，用来跳出switch的case语句；如果case没有break，可能会产生case穿透。
  • ②用在循环中（while、do…while、for），提前结束循环，也就是跳出整个循环。

• 说明：

  • ①break不能用于循环语句和switch语句之外的任何其他语句之中。
  • ②break只能终止并跳出最近一层的循环结构。

• 图例：

  

• 案例：

  • 需求：四海同学参与运算符考试，如果考试及格，就跳出循环，否则就一直考。

  • 代码：

    #include <stdio.h>int main()
    {printf("运算符考试\n");// 创建一个变量，用来存放小明兄弟的考试成绩int score;do{printf("小明兄弟开始运算符考试...\n");scanf("%d",&score);// 考试合格，跳出循环if (score >= 60){// printf("恭喜小明兄弟通过考试！\n");break;}else{printf("很遗憾，小明兄弟你需要重新考试！\n");}} while(1);printf("恭喜小明兄弟通过考试！\n");return 0;
    }
    

continue

• 功能：continue语句不会结束整个循环，而是跳过本次循环尚未执行的语句，进入下一次循环。

• 说明：

  • ①仅用于循环语句中。
  • ② 在嵌套循环的情况下，continue语句只对包含它的最近一层的循环起作用。

• 图例：

  

• 案例：

  • 需求：求1~100以内的偶数和

  • 代码：

    #include <stdio.h>/**
    * continue案例：求1~100以内的偶数和，（不使用continue）
    */
    int continue_test1()
    {int sum = 0;for(int i = 1; i <= 100; i++){// 查找偶数if ( i % 2 == 0){sum += i;}}printf("1~100以内的偶数和是%d\n",sum);
    }/**
    * continue案例：求1~100以内的偶数和，（使用continue）
    */
    int continue_test2()
    {int sum = 0;for(int i = 1; i <= 100; i++){// 查找计数if ( i % 2 != 0){continue;}sum += i;}printf("1~100以内的偶数和是%d\n",sum);
    }
    int main()
    {continue_test1();continue_test2();
    }
    

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