C语言从入门到进阶——第3讲：分支和循环（上）

文章目录

• • 1. if语句
  • • 1.1 if
    • 1.2 else
    • 1.3 分支中包含多条语句
    • 1.4 嵌套if
    • 1.5 悬空else问题
  • 2. 关系操作符
  • • 2.1 用法示例
    • 2.2 返回值
    • 2.3 注意事项
  • 3. 条件操作符
  • • 3.1 计算逻辑
    • 3.2 练习1：改写if-else逻辑
    • 3.3 练习2：找两个数中的较大值
  • 4. 逻辑操作符: && , || , !
  • • 4.1 逻辑取反运算符 !
    • 4.2 逻辑与运算符 &&
    • 4.3 逻辑或运算符 ||
    • 4.4 练习：闰年的判断
    • 4.5 短路求值
  • 5. switch语句
  • • 5.1 语法形式
    • 5.2 if语句和switch语句的对比
    • 5.3 switch语句中的break
    • 5.4 switch语句中的default
    • 5.5 switch语句中case和default的顺序
  • 6. while循环
  • • 6.1 if 和 while的对比
    • 6.2 while语句的执行流程
    • 6.3 while循环的实践
    • 6.4 练习：逆序打印整数的每一位
  • 7. for循环
  • • 7.1 语法形式
    • 7.2 for循环的执行流程
    • 7.3 for循环的实践
    • 7.4 while循环和for循环的对比
    • 7.5 练习：计算1~100之间3的倍数的和
  • 8. do-while循环
  • • 8.1 语法形式
    • 8.2 do-while循环的执行流程
    • 8.3 do-while循环的实例
    • 8.4 练习：计算整数的位数
  • 9. break和continue语句
  • • 9.1 break的作用
    • • 9.1.1 while循环中的break
      • 9.1.2 for循环中的break
      • 9.1.3 do-while循环中的break
    • 9.2 continue的作用
    • • 9.2.1 while循环中的continue
      • 9.2.2 for循环中的continue
      • 9.2.3 do-while循环中的continue
  • 10. 循环的嵌套
  • 11. goto语句
  • • 11.1 语法形式
    • 11.2 基本用法
    • 11.3 多层循环中快速跳出

C语言是结构化的程序设计语言，结构指
顺序结构、
选择结构、
循环结构。
C语言可通过
if、
switch实现选择结构，通过
for、
while、
do while实现循环结构。

1. if语句

1.1 if

if 语句的语法形式如下：

if (表达式) 语句

表达式成立（为真）则语句执行，不成立（为假）则不执行。

C语言中，0为假，非0表示真。

例子：输入一个整数，判断是否为奇数

#include <stdio.h>
int main()
{
int num = 0;
scanf("%d", &num);
if(num % 2 == 1)
printf("%d 是奇数\\n", num);
return 0;
}

1.2 else

如果要清楚的判断判断整数是奇数还是偶数，就需使用if…else…语句，语法形式如下：

if (表达式)
语句1
else
语句2

例子：输入一个整数，判断是否为奇数，如果是奇数打印是奇数，否则打印偶数。

#include <stdio.h>
int main()
{
int num = 0;
scanf("%d", &num);
if(num % 2 == 1)
printf("%d 是奇数\\n", num);
else
printf("%d 是偶数\\n", num);
return 0;
}

练习：输入一个年龄，>= 18 岁就输出：成年，否则就输出：未成年。

#include <stdio.h>
int main()
{
int age = 0;
scanf("%d", &age);
if(age>=18)
printf("成年\\n");
else
printf("未成年\\n");
return 0;
}

1.3 分支中包含多条语句

默认if和else仅控制一条语句。 若需控制多条语句，需用{}将代码括起来，形成程序块（复合语句）。

示例：

#include <stdio.h>
int main()
{
int age = 0;
scanf("%d", &age);
if(age >= 18) //if 后使⽤{}控制多条语句-这个块叫：程序块，或者复合语句
{
printf("成年了\\n");
printf("可以谈恋爱了\\n");
}
else //else 后使⽤{}控制多条语句-这个块也叫：程序块，或者复合语句
{
printf("未成年\\n");
printf("不可以早恋哦\\n");
}
return 0;
}

1.4 嵌套if

else可与另一个if连用，构成多重判断。

例子1：输入一个整数，判断输入的整数是 0，还是正数或者负数。

#include <stdio.h>
int main()
{
int num = 0;
scanf("%d", &num);
if(num == 0)
printf("输入的数字是0\\n");
else if(num > 0) //这⾥的if 相当于嵌套在else语句中，形成了嵌套结构
printf("输入的数字是正数\\n");
else
printf("输入的数字是负数\\n");
return 0;
}

例子2：输入一个整数，如果是正数，再判断是奇数还是偶数，并输出；如果不是正数则输出：非正数。

#include <stdio.h>
int main()
{
int num = 0;
scanf("%d", &num);
if(num > 0)
{
if(num%2 == 0)
printf("偶数\\n");
else
printf("奇数\\n");
}
else
printf("非正数\\n");
return 0;
}

练习： 输入一个入的年龄 如果年龄<18岁，打印"少年" 如果年龄在18岁至44岁打印"青年" 如果年龄在45岁至59岁打印"中老年" 如果年龄在60岁至89岁打印"老年" 如果90岁及以上打印"老寿星"

#include <stdio.h>
int main()
{
int age = 0;
scanf("%d", &age);
if(age < 18)
printf("少年\\n");
else if(age <= 44)
printf("青年\\n");
else if(age <= 59)
printf("中老年\\n");
else if(age <= 89)
printf("老年\\n");
else
printf("老寿星\\n");
return 0;
}

1.5 悬空else问题

如果有多个 if 和 else ，可以记住这样⼀条规则： else总是与最接近的if匹配。

反例：

#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 0;
int b = 2;
if(a == 1)
if(b == 2)
printf("hehe\\n");
else
printf("haha\\n");
return 0;
}

很多初学者，上来判断第一个 if 语句，a==1为假，就觉得应该执行 else 语句，打印 haha ，但是当你去运行代码，会发现没有输出。 实际，根据 else总是与最接近的if匹配 的规则，else是与第二个if匹配的，相当于如下代码

#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 0;
int b = 2;
if(a == 1)
{
if(b == 2)
printf("hehe\\n");
else
printf("haha\\n");
}
return 0;
}

因a==1为假，所以无任何输出。

正例（指定else匹配第一个if）：

#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 0;
int b = 2;
if(a == 1)
{
if(b == 2)
printf("hehe\\n");
}
else
{
printf("haha\\n");
}
return 0;
}

只要带上适当的大括号，代码的逻辑就会更加的清晰，所以在写代码的时候，要注意括号的使用，让代码的可读性更高。

2. 关系操作符

C语言中用于比较的表达式称为“关系表达式”，使用的运算符称为“关系运算符”，主要有如下6个：

• >：大于运算符
• <：小于运算符
• >=：大于等于运算符
• <=：小于等于运算符
• ==：相等运算符
• !=：不相等运算符

2.1 用法示例

a == b; // a等于b
a != b; // a不等于b
a < b; // a小于b
a > b; // a大于b
a <= b; // a小于等于b
a >= b; // a大于等于b

2.2 返回值

关系表达式返回0或1，表示真假。例如：

• 20 > 12 返回1（真）
• 12 > 20 返回0（假）

2.3 注意事项

示例：我们输入一个年龄，如果年龄在18岁~36岁之间，输出青年。

错误示例：判断年龄在18~36岁之间

#include <stdio.h>
int main()
{
int age = 0;
scanf("%d", &age);
if(18 <= age <= 36) // 错误：实际执行(18<=age) <=36
printf("青年\\n");
return 0;
}

正确示例：

#include <stdio.h>
int main()
{
int age = 0;
scanf("%d", &age);
if(age >= 18 && age <= 36) // 正确：使用逻辑与运算符
printf("青年\\n");
return 0;
}

3. 条件操作符

条件操作符（三目操作符）需接受三个操作数，语法形式如下：

exp1 ? exp2 : exp3

3.1 计算逻辑

• 若exp1为真，计算exp2，结果为整个表达式的结果；
• 若exp1为假，计算exp3，结果为整个表达式的结果。

3.2 练习1：改写if-else逻辑

原代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
int a=0;
int b=0;
scanf("%d",&a);
if(a>5)
b=3;
else
b=–3;
printf("%d\\n", b);
return 0;
}

改写后：

#include <stdio.h>
int main()
{
int a=0;
int b=0;
scanf("%d", &a);
b=(a>5?3:–3); // 条件操作符简化逻辑
printf("%d\\n",b);
return 0;
}

3.3 练习2：找两个数中的较大值

#include <stdio.h>
int main()
{
int a=0;
int b=0;
scanf("%d %d", &a, &b);
int m=(a>b?a:b); // 条件操作符找最大值
printf("%d\\n", m);
return 0;
}

4. 逻辑操作符: && , || , !

逻辑运算符用于构建复杂表达式，提供逻辑判断功能，共3个：

• !：逻辑取反运算符（改变单个表达式的真假）；
• &&：逻辑与运算符（两侧表达式都为真，结果才为真，否则为假）；
• ||：逻辑或运算符（两侧至少一个表达式为真，结果为真，否则为假）。

4.1 逻辑取反运算符 !

示例：当flag为假时执行操作

#include <stdio.h>
int main()
{
int flag = 0;
if(!flag) // flag为0（假），!flag为1（真），执行语句
{
printf("do something\\n");
}
return 0;
}

4.2 逻辑与运算符 &&

示例：判断月份是否为3~5月（春季）

int month = 0;
scanf("%d", &month);
if(month >= 3 && month <= 5) // 同时满足两个条件才为真
{
printf("春季\\n");
}

4.3 逻辑或运算符 ||

示例：判断月份是否为12、1、2月（冬季）

int month = 0;
scanf("%d", &month);
if(month == 12 || month == 1 || month == 2) // 满足任一条件即为真
{
printf("冬季\\n");
}

4.4 练习：闰年的判断

闰年规则：

代码1：

#include <stdio.h>
int main()
{
int year = 0;
scanf("%d", &year);
if(year % 4 == 0 && year % 100 != 0)
printf("是闰年\\n");
else if(year % 400 == 0)
printf("是闰年\\n");
return 0;
}

代码2（合并条件）：

#include <stdio.h>
int main()
{
int year = 0;
scanf("%d", &year);
if((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0))
printf("是闰年\\n");
return 0;
}

4.5 短路求值

逻辑运算符的特点：先对左侧表达式求值，再对右侧求值。若左侧表达式已能确定整个表达式的结果，右侧表达式不再求值，称为“短路”。

练习1：分析代码输出结果

#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 0, a = 0, b = 2, c = 3, d = 4;
i = a++ && ++b && d++;
printf("a = %d\\nb = %d\\nc = %d\\nd = %d\\n", a, b, c, d);
return 0;
}

• 输出：a=1, b=2, c=3, d=4
• 原因：a++为0（假），&& 短路，右侧++b和d++未执行。

若a=1，则：

• 输出：a=2, b=3, c=3, d=5
• 原因：a++为1（真），执行++b（b=3），再执行d++（d=5），整个表达式为真。

练习2：分析代码输出结果

#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 0, a = 1, b = 2, c = 3, d = 4;
i = a++ || ++b || d++;
printf("a = %d\\nb = %d\\nc = %d\\nd = %d\\n", a, b, c, d);
return 0;
}

• 输出：a=2, b=2, c=3, d=4
• 原因：a++为1（真），|| 短路，右侧++b和d++未执行。

若a=0，则：

• 输出：a=1, b=3, c=3, d=4
• 原因：a++为0（假），执行++b（b=3，真），|| 短路，d++未执行。

5. switch语句

switch语句是特殊形式的if…else结构，适用于条件有多个结果的场景，使代码更易用、可读性更高。

5.1 语法形式

switch (expression)
{
case value1: statement;
case value2: statement;
...
default: statement;
}

• expression：必须是整型表达式；
• case后的值：必须是整型常量表达式；
• 功能：根据expression的值，执行对应case分支；无匹配值时，执行default分支。

5.2 if语句和switch语句的对比

练习：输入一个整数，计算除3后的余数

if语句实现：

#include <stdio.h>
int main()
{
int n = 0;
scanf("%d", &n);
if(n % 3 == 0)
printf("整除,余数为0\\n");
else if(n % 3 == 1)
printf("余数是1\\n");
else
printf("余数是2\\n");
return 0;
}

switch语句实现：

#include <stdio.h>
int main()
{
int n = 0;
scanf("%d", &n);
switch(n % 3)
{
case 0:
printf("整除,余数为0\\n");
break;
case 1:
printf("余数是1\\n");
break;
case 2:
printf("余数是2\\n");
break;
}
return 0;
}

注意事项：

5.3 switch语句中的break

break的作用是跳出switch语句，避免贯穿效应。

示例（无break）：

#include <stdio.h>
int main()
{
int n = 0;
scanf("%d", &n);
switch(n % 3)
{
case 0:
printf("整除,余数为0\\n");
case 1:
printf("余数是1\\n");
case 2:
printf("余数是2\\n");
}
return 0;
}

运行结果：输入7（7%3=1），输出：

余数是1
余数是2

原因：无break，执行case 1后继续执行case 2。

5.4 switch语句中的default

default用于处理无匹配case的情况。

示例：输入1~7的数字，打印星期几；输入错误则提示

#include <stdio.h>
int main()
{
int day = 0;
scanf("%d", &day);
switch(day)
{
case 1:
case 2:
case 3:
case 4:
case 5:
printf("工作日\\n");
break;
case 6:
case 7:
printf("休息日\\n");
break;
default:
printf("输入错误\\n");
break;
}
return 0;
}

5.5 switch语句中case和default的顺序

case和default无固定顺序，可根据需求调整，但通常将default放在最后。

6. while循环

while是C语言三种循环语句之一，语法结构与if语句相似。

6.1 if 和 while的对比

// if语句：条件满足，执行一次
if(表达式)
语句;

// while循环：条件满足，重复执行
while(表达式)
语句; // 循环体需包含多条语句时，用{}括起

示例代码1（if语句）：

#include <stdio.h>
int main()
{
if(1)
printf("hehe\\n"); // 打印一次hehe
return 0;
}

示例代码2（while循环）：

#include <stdio.h>
int main()
{
while(1)
printf("hehe\\n"); // 死循环打印hehe
return 0;
}

6.2 while语句的执行流程

循环语句执行完后，回到表达式判断步骤，重复上述过程。

6.3 while循环的实践

练习：在屏幕上打印1~10的值

#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 1;
while(i <= 10)
{
printf("%d ", i);
i = i + 1; // 循环变量调整
}
return 0;
}

运行结果：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

6.4 练习：逆序打印整数的每一位

题目：输入一个正整数，逆序打印其每一位（如输入1234，输出4 3 2 1）

题目解析：

参考代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
int n = 0;
scanf("%d", &n);
while(n) // n != 0时循环
{
printf("%d ", n % 10); // 打印最低位
n /= 10; // 去掉最低位
}
return 0;
}

7. for循环

for循环是三种循环中使用最多的，语法简洁，维护性强。

7.1 语法形式

for(表达式1; 表达式2; 表达式3)
语句; // 循环体需包含多条语句时，用{}括起

• 表达式1：循环变量的初始化（仅执行1次）；
• 表达式2：循环结束条件的判断；
• 表达式3：循环变量的调整。

7.2 for循环的执行流程

7.3 for循环的实践

练习：在屏幕上打印1~10的值

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

运行结果：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

7.4 while循环和for循环的对比

while循环实现打印1~10：

#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 1; // 初始化
while (i <= 10) // 判断
{
printf("%d ", i);
i = i + 1; // 调整
}
return 0;
}

for循环实现打印1~10：

#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 0;
for(i = 1; i <= 10; i++) // 初始化、判断、调整集中
{
printf("%d ", i);
}
return 0;
}

7.5 练习：计算1~100之间3的倍数的和

参考代码1：

#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 0;
int sum = 0;
for(i = 1; i <= 100; i++)
{
if(i % 3 == 0)
sum += i;
}
printf("%d\\n", sum);
return 0;
}

参考代码2（优化）：直接生成3的倍数，减少循环次数

#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 0;
int sum = 0;
for(i = 3; i <= 100; i += 3) // 每次加3，直接生成3的倍数
{
sum += i;
}
printf("%d\\n", sum);
return 0;
}

8. do-while循环

do-while循环使用最少，特点是循环体至少执行一次。

8.1 语法形式

do
语句; // 循环体
while(表达式);

• while和for循环：先判断条件，再执行循环体；
• do-while循环：先执行循环体，再判断条件。

8.2 do-while循环的执行流程

8.3 do-while循环的实例

练习：在屏幕上打印1~10的值

#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 1;
do
{
printf("%d ", i);
i = i + 1; // 循环变量调整
} while(i <= 10);
return 0;
}

运行结果：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

8.4 练习：计算整数的位数

题目：输入一个正整数，计算其位数（如输入1234，输出4）

参考代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
int n = 0;
scanf("%d", &n);
int cnt = 0;
do
{
cnt++; // 统计位数
n = n / 10; // 去掉最低位
} while (n); // n != 0时循环
printf("%d\\n", cnt);
return 0;
}

说明：即使输入n=0，do-while循环也会执行一次，正确统计0的位数（1位）。

9. break和continue语句

break和continue是用于控制循环流程的关键字，功能不同。

9.1 break的作用

执行break后，直接跳出当前所在的循环，继续往后执行。

9.1.1 while循环中的break

#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 1;
while(i <= 10)
{
if(i == 5)
break; // i=5时，终止循环
printf("%d ", i);
i = i + 1;
}
return 0;
}

运行结果：1 2 3 4

9.1.2 for循环中的break

#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 1;
for(i = 1; i <= 10; i++)
{
if(i == 5)
break; // i=5时，终止循环
printf("%d ", i);
}
return 0;
}

运行结果：1 2 3 4

9.1.3 do-while循环中的break

#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 1;
do
{
if(i == 5)
break;
printf("%d ", i);
i = i + 1;
} while(i <= 10);
return 0;
}

运行结果：1 2 3 4

9.2 continue的作用

跳过本次循环中continue后边的代码，直接进入下一次循环判断。

9.2.1 while循环中的continue

#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 1;
while(i <= 10)
{
if(i == 5)
continue; // 跳过后续代码，进入下一次判断
printf("%d ", i);
i = i + 1; // 注意：i=5时，此语句被跳过，导致死循环
}
return 0;
}

运行结果：1 2 3 4（之后死循环）

9.2.2 for循环中的continue

#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 1;
for(i = 1; i <= 10; i++)
{
if(i == 5)
continue; // 跳过后续代码，进入i++调整
printf("%d ", i);
}
return 0;
}

运行结果：1 2 3 4 6 7 8 9 10

9.2.3 do-while循环中的continue

#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 1;
do
{
if(i == 5)
{
i = i + 1; // 避免死循环，手动调整i
continue;
}
printf("%d ", i);
i = i + 1;
} while(i <= 10);
return 0;
}

运行结果：1 2 3 4 6 7 8 9 10

10. 循环的嵌套

三种循环（while、do while、for）可相互嵌套，解决复杂问题。

练习：找出100~200之间的素数并打印

素数定义：只能被1和本身整除的数字。

题目解析：

参考代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 0;
// 外层循环：产生100~200的数字
for(i = 100; i <= 200; i++)
{
int j = 0;
int flag = 1; // 假设i是素数
// 内层循环：判断i是否为素数
for(j = 2; j < i; j++)
{
if(i % j == 0)
{
flag = 0; // 不是素数，修改flag
break; // 跳出内层循环
}
}
if(flag == 1)
printf("%d ", i); // 打印素数
}
return 0;
}

11. goto语句

goto语句可在同一个函数内跳转到指定好的标号处。

11.1 语法形式

goto 标号;
// …
标号: 语句;

11.2 基本用法

#include <stdio.h>
int main()
{
printf("hehe\\n");
goto next;
printf("haha\\n"); // 被跳过，不执行
next:
printf("跳过了haha的打印\\n");
return 0;
}

运行结果：

hehe
跳过了haha的打印

11.3 多层循环中快速跳出

goto语句如果使用不当，会导致函数内部随意乱跳转，打乱程序流程，所有建议尽量避免使用。但是，goto在多层循环中可快速跳出所有循环，比break更方便：

for(...)
{
for(...)
{
for(...)
{
if(disaster)
goto error; // 直接跳转到error标号处
}
}
}
error:
// 后续处理代码