C 循环
关键要点
- C语言中的循环结构用于重复执行代码，主要包括
while循环、for循环和do...while循环。 while循环先检查条件再执行，可能一次都不执行；for循环适合已知次数，结构紧凑；do...while循环至少执行一次。- 循环可嵌套，使用
break和continue控制流，注意避免无限循环。
循环结构简介
C语言的循环结构允许程序员在满足特定条件时多次执行相同的代码块，提高代码的效率和可读性。以下是三种主要循环类型的简要说明：
while循环
- 用法：先检查条件，如果为真（非零）则执行循环体。
- 示例：
int i = 0;
while (i < 5) {
printf("%d ", i);
i++;
}输出：0 1 2 3 4
for循环
- 用法：适合已知循环次数，包含初始化、条件和增量。
- 示例：
for (int i = 0; i < 5; i++) {
printf("%d ", i);
}输出：0 1 2 3 4
do…while循环
- 用法：先执行一次循环体，然后检查条件，至少执行一次。
- 示例：
int i = 0;
do {
printf("%d ", i);
i++;
} while (i < 5);输出：0 1 2 3 4
更多详情请参考：菜鸟教程 – C 循环、C语言中文网 – C语言循环结构。
详细讲解
C语言中的循环结构是编程中的核心概念，理解其定义、类型和使用方式对编写高效、安全的程序至关重要。以下是对C语言循环结构的全面中文讲解，涵盖了主要类型、语法、示例和注意事项。
1. 循环结构概述
循环结构是编程语言中用于重复执行代码的控制结构。C语言中的循环结构包括：
- while循环：在条件为真时重复执行循环体。
- for循环：用于已知循环次数的场景，结构更紧凑。
- do…while循环：至少执行一次循环体，然后检查条件。
循环结构的关键是控制条件，它决定了循环何时开始、何时结束。C语言将非零值视为“真”，零值视为“假”。
2. 各类型循环结构的详细讲解
2.1 while循环
- 语法：
while (condition) {
// 循环体
}- 描述：
while循环是一种顶部控制的循环结构，意思是在执行循环体之前先检查循环条件。如果循环条件为真（非零），则执行循环体；否则，跳出循环。 - 示例：
int i = 0;
while (i < 5) {
printf("%d ", i);
i++;
}
// 输出：0 1 2 3 4- 特点：
- 循环体可能一次都不执行（如果初始条件为假）。
- 适合未知循环次数的场景。
- 注意：确保循环条件最终会变为假，否则可能导致无限循环。例如：
while (1) { // 无限循环
printf("无限循环\n");
}2.2 for循环
- 语法：
for (init; condition; increment) {
// 循环体
}- 描述：
for循环是一种更结构化的循环结构，通常用于已知循环次数的情况。它将循环的初始化、条件检查和迭代操作都放在了一起。 - init：初始化表达式，只执行一次。
- condition：条件表达式，每次循环前检查，如果为真，执行循环体。
- increment：增量表达式，每次循环后执行。
- 示例：
for (int i = 0; i < 5; i++) {
printf("%d ", i);
}
// 输出：0 1 2 3 4- 特点：
- 初始化、条件和增量都集中在循环头部，代码更紧凑。
- 适合已知循环次数的场景。
- 循环体可能一次都不执行（如果初始条件为假）。
- 注意：三个表达式（init、condition、increment）都可以省略，但分号必须保留。例如：
for (;;) { // 无限循环
printf("无限循环\n");
}2.3 do…while循环
- 语法：
do {
// 循环体
} while (condition);- 描述：
do...while循环是一种底部控制的循环结构，意思是先执行循环体一次，然后再检查循环条件。如果循环条件为真，继续执行循环体；否则，跳出循环。do...while循环保证循环体至少执行一次。 - 示例：
int i = 0;
do {
printf("%d ", i);
i++;
} while (i < 5);
// 输出：0 1 2 3 4- 特点：
- 循环体至少执行一次（即使初始条件为假）。
- 适合需要至少执行一次循环的场景。
- 注意：
do...while循环的结尾有一个分号（;），这是语法要求。
3. 循环控制语句
在循环中，可以使用以下控制语句来改变循环的执行流：
- break：跳出当前循环，转移控制到循环后的下一条语句。
- continue：跳过当前循环的剩余部分，继续下一次循环。
示例：
for (int i = 0; i < 5; i++) {
if (i == 3) {
continue; // 跳过i=3时的printf
}
printf("%d ", i);
}
// 输出：0 1 2 4break示例：
for (int i = 0; i < 5; i++) {
if (i == 3) {
break; // 跳出循环
}
printf("%d ", i);
}
// 输出：0 1 24. 嵌套循环
循环可以嵌套使用，即在一个循环体内包含另一个循环。嵌套循环常用于处理多维数组或复杂的迭代逻辑。
示例：
for (int i = 0; i < 3; i++) {
for (int j = 0; j < 3; j++) {
printf("%d %d ", i, j);
}
printf("\n");
}
// 输出：
// 0 0 0 1 0 2
// 1 0 1 1 1 2
// 2 0 2 1 2 2 5. 无限循环
有时需要编写无限循环，可以使用while(1)或for(;;)来实现。
示例：
while (1) {
printf("无限循环\n");
}6. 循环结构的比较
以下表格总结了三种循环结构的特性：
| 循环类型 | 检查条件时机 | 至少执行一次 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| while | 顶部 | 否 | 未知循环次数 |
| for | 顶部 | 否 | 已知循环次数 |
| do…while | 底部 | 是 | 需要至少执行一次的场景 |
7. 注意事项
- 确保循环条件最终会变为假，否则可能导致无限循环。
- 在使用
break和continue时，要清楚它们对循环流的影响。 - 对于复杂的循环逻辑，建议使用
for循环来提高代码的可读性。 - 循环条件必须是标量类型（如整数或指针），非零为真，零为假。
8. 历史与优化
C语言的循环结构设计源于其发展历史，旨在提供灵活的控制流。while和for是早期C语言的核心，do...while后来引入，适合需要至少执行一次的场景。现代编译器对循环进行了优化，尤其是在分支预测和短路求值方面，提高了执行效率。
9. 总结与建议
C语言的循环结构是编程中不可或缺的部分，用于控制程序的重复执行。主要类型包括while、for和do...while，它们支持简单到复杂的重复逻辑。理解循环结构的语法和使用方式是编写高效、可靠程序的关键。建议初学者从while和for循环开始练习，逐步掌握do...while和嵌套循环的用法。
参考资料：
Citations: