分支与循环

C语⾔是结构化的程序设计语⾔，这⾥的结构指的是顺序结构、选择结构、循环结构，C语⾔是能够实现这三种结构的，其实我们如果仔细分析，我们⽇常所见的事情都可以拆分为这三种结构或者这三种结构的组合。

我们可以使⽤ if 、 switch 实现分⽀结构，使⽤ 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，表达式不成立（为假），则语句不执行

在C语⾔中，0为假，非0表示真，也就是表达式的结果如果是0，则语句不执行，表达式的结果如果不是0，则语句执行。

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

如果⼀个数不是奇数，那就是偶数了，如果任意⼀个整数，我们要清楚的判断是奇数还是偶数怎么表示呢？

这⾥就需要 if…else… 语句了，语法形式如下：

if ( 表达式 )

语句1

else

语句2

如果if 后跟的表达式为真，则执行if 后接的语句 ，如果if 后跟的表达式为假 ， 则执行相对应的else后的语句

下面我们就可以对上面的示例进行改进了：

#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;
}

1 – 3 · 分支中包含多条语句

默认在 if 和 else 语句中默认都只控制⼀条语句，⽐如：

#include <stdio.h>
int main()
{
int age = 0;
scanf("%d", &age);
if (age >= 18)
printf("成年了\\n");
printf("可以谈恋爱了\\n");
return 0;
}

上⾯的代码，你会发现输⼊的值不管是>=18 还是<18，"可以谈恋爱了" 都会打印在屏幕上。

这是因为 if 语句只能控制⼀条语句，就是 printf("成年了\\n"); ，if语句为真，则打印成年了，

if语句为假，则不打印，对于 printf("可以谈恋爱了\\n"); 是独⽴存在的，不管if语句的条件的真

假，都会被执⾏。那如果我们要if语句同时控制2条语句，怎么办呢？那就要使⽤大括号 { } 将代码括起来，else 后也可以跟上⼤括号。如下：

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

1 – 4 · 嵌套if

在 if else 语句中， else 可以与另⼀个 if 语句连⽤，构成多重判断。

⽐如：要求输⼊⼀个整数，判断输⼊的整数是0，还是正数或者负数。请看如下代码：

#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;
}

以上就是嵌套if语句的语法，有了嵌套if语句，就可以完成更多复杂逻辑的判断。

1 – 5 · 悬空else问题

如果有多个 if 和 else ，可以记住这样—条规则， else 总是跟最接近的 if 匹配。

我们⾸先从下⾯代码开始 ：

#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;
}

结果是什么？

很多初学者，上来以判断 a 是 0，不等于 1 ，那就执⾏ else ⼦句，打印 haha

但是当你去运⾏代码，输出的结果是：啥都不输出。

为什么呢？

这就是悬空 else 的问题，如果有多个 if 和 else ，可以记住这样⼀条规则， else 总是跟最接近

的 if 匹配。

上⾯的代码排版，让 else 和第⼀个 if 语句对⻬，让我们以为 else 是和第⼀个if匹配的，当 if

语句不成⽴的时候，⾃然想到的就是执⾏ else ⼦句，打印 haha ，但实际上 else 是和第⼆个 if

进⾏匹配的，这样后边的 if…else 语句是嵌套在第⼀个 if 语句中的，如果第⼀个 if 语句就不

成⽴，嵌套 if 和 else 就没机会执⾏了，最终啥都不打印。

如果代码改成下⾯这样就更加容易理解了

#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;
}

如果我们希望else确实和第⼀个if匹配，可以这样修改代码：

#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;
}

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 语⾔⽤于⽐较的表达式，称为 “关系表达式”（relational expression），⾥⾯使⽤的运算符就称

为“关系运算符”（relational operator），主要有下⾯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

比如：

a == b;

a != b;

a < b;

a > b;

a <= b;

a >= b;

关系表达式通常返回 0 或 1 ，表示真假。

C 语⾔中， 0 表示假，所有⾮零值表示真。⽐如， 20 > 12 返回 1 ， 12 > 20 返回 0 。

关系表达式常⽤于 if 或 while 结构。

if (x == 3) {
printf("x is 3.\\n");
}

注意：相等运算符 == 与赋值运算符 = 是两个不⼀样的运算符，不要混淆。有时候，可能会不⼩⼼写出下⾯的代码，它可以运⾏，但很容易出现意料之外的结果。

if (x = 3)

上⾯⽰例中，原意是 x == 3 ，但是不⼩⼼写成 x = 3 。这个式⼦表示对变量 x 赋值 3 ，它的返

回值为 3 ，所以 if 判断总是为真。

为了防⽌出现这种错误，有的程序员喜欢将变量写在等号的右边。

if (3 == x)

这样的话，如果把 == 误写成 = ，编译器就会报错。

另⼀个需要避免的错误是：多个关系运算符不宜连⽤。

比如：

a < b < c

上⾯示例中，连续使⽤两个⼩于运算符。这是合法表达式，不会报错，但是通常达不到想要的果，

即不是保证变量 b 的值在 a 和 c 之间。因为关系运算符是从左到右计算，所以实际执⾏的是下⾯的表达式。

( a < b ) < c

上⾯式⼦中， a < b 返回 0 或 1 ，所以最终是 0 或 1 与变量 c 进⾏⽐较。如果想要判断变量 b

的值是否在 a 和 c 之间，应该使⽤下⾯的写法。

a < b && b < c

3 · 条件操作符

条件操作符也叫三⽬操作符，需要接受三个操作数的，形式如下：

exp1 ? exp2 : exp3

条件操作符的计算逻辑是：如果 exp1 为真， exp2 计算，计算的结果是整个表达式的结果；如果

exp1 为假， exp3 计算，计算的结果是整个表达式的结果。

4 · 逻辑运算符 && ，|| ，!

逻辑运算符提供逻辑判断功能，⽤于构建更复杂的表达式，主要有下⾯三个运算符。

! ：逻辑取反运算符（改变单个表达式的真假）。

&& ：逻辑与运算符，就是并且的意思（两侧的表达式都为真，则为真，否则为假）。

|| ：逻辑或运算符，就是或者的意思（两侧⾄少有⼀个表达式为真，则为真，否则为假）。

注：C语⾔中，⾮0表⽰真，0表⽰假

4 – 1 · 逻辑取反运算符 !

如果有一个变量 a ，如果 a 是非零值，那么 !a 的值就是 0 。

                                 如果 a 是 0 ，那么 !a 的值就是 1 。

⽐如，我们有⼀个变量叫 flag ,如果flag为假，要做⼀个什么事情，就可以这样写代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
int flag = 0;
if(!flag)
{
printf("do something\\n");
}
return 0;
}

如果 flag 为真， !flag 就是假，如果 flag 为假， !flag 就是真

所以上⾯的代码的意思就是 flag 为假，执⾏if语句中的代码。

4 – 2 · 逻辑与运算符 &&

&& 就是与运算符，也是并且的意思， && 是⼀个双⽬操作符，使⽤的⽅式是 a&&b , && 两边的表达式都是真的时候，整个表达式才为真，只要有⼀个是假，则整个表达式为假。

4 – 3 · 逻辑或运算符 ||

|| 就是或运算符，也就是或者的意思， || 也是⼀个双⽬操作符，使⽤的⽅式是 a || b ， ||

两边的表达式只要有⼀个是真，整个表达式就是真，两边的表达式都为假的时候，才为假。

4 – 4 · 短路

C语⾔逻辑运算符还有⼀个特点，它总是先对左侧的表达式求值，再对右边的表达式求值，这个顺序是保证的。

如果左边的表达式满⾜逻辑运算符的条件，就不再对右边的表达式求值。这种情况称为“短路”。

比如：

if(a>=3 && b<=6)

表达式中&& 的左操作数是 a >= 3 ，右操作数是 b <= 6 ,当左操作数 a >= 3 的结果是0的时候，即使不判断 b <= 6 ，整个表达式的结果也是0。

所以，对于&&操作符来说，左边操作数的结果是0的时候，右边操作数就不再执⾏。

对于 || 操作符是怎么样呢？

if(c=5 || c=10 || c = 15)

如果 c 等于 5 ，则不用判断c 是否等于10或15，整个表达式的结果都是1。

所以， || 操作符的左操作数的结果不为0时，就⽆需执⾏右操作数。

像这种仅仅根据左操作数的结果就能知道整个表达式的结果，不再对右操作数进⾏计算的运算称为短路求值。

5 · switch 语句

除了 if 语句外，C语⾔还提供了 switch 语句来实现分⽀结构。

switch 语句是⼀种特殊形式的 if…else 结构，⽤于判断条件有多个结果的情况。它把多重

的 else if 改成更易⽤、可读性更好的形式。

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

上⾯代码中，根据表达式 expression 不同的值，执⾏相应的 case 分⽀。如果找不到对应的值，

就执⾏ default 分⽀。

注：

switch 后的 expression 必须是整型表达式

case 后的值，必须是整形常量表达式

5 – 1 · if 与 switch 的比较

比如输⼊任意⼀个整数值，计算除3之后的余数

如果使⽤if语句完成，如下：

#include <stdio.h>

int main()
{
int n = 0;
printf("请输入一个整数:>");
scanf("%d", &n);

//判断
if (n % 3 == 0)
{
printf("余数为0\\n");
}
else if (n % 3 == 1)
{
printf("余数为1\\n");
}
else
{
printf("余数为2\\n");
}

return 0;
}

如果使⽤switch语句改写，就可以是这样的：

#include <stdio.h>

int main()
{
int n = 0;
printf("请输入一个整数:>");
scanf("%d", &n);

//判断
switch (n % 3)
{
case 0:
printf("余数为0\\n");
break;
case 1:
printf("余数为1\\n");
break;
case 2:
printf("余数为2\\n");
break;
}

return 0;
}

上述的代码中，我们要注意的点有：

1. case 和后边的数字之间必须有空格

2. 每⼀个 case 语句中的代码执⾏完成后，需要加上 break ，才能跳出这个switch语句。

5 – 2 · switch 语句中的 break

前⾯的代码中，如果我们去掉case语句中的break，会出现什么情况呢？

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

测试一下：

我们发现，7除以3本来余数是1，但是我们发现程序运⾏的结果多了⼀⾏“余数是2”的打印。

这是为什么呢？

原因是 switch 语句也是分⽀效果的，只有在 switch 语句中使⽤ break 才能在跳出 switch 语

句，如果某⼀个 case 语句的后边没有 break 语句，代码会继续往下执⾏，有可能执⾏其他 case

语句中的代码，直到遇到 break 语句或者 switch 语句结束。就⽐如上⾯的代码就执⾏了 case

2 中的语句。

所以在 switch 语句中 break 语句是⾮常重要的，能实现真正的分⽀效果。

当然， break 也不是每个 case 语句都得有，这就得根据实际情况来看了。

如果要求输入一个数字：

如果输⼊1~5，输出的是“⼯作⽇”;

如果输⼊6~7，输出“休息⽇”

那么可以写这样的代码：

#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;
}
return 0;
}

上⾯的练习中，我们发现 应该根据实际的情况，来在代码中觉得是否使⽤ break ，或者在哪⾥使⽤break ，才能正确完成实际的需求。

5 – 3 · switch 语句中的 default

在使⽤ switch 语句的时候，我们经常可能遇到⼀种情况，⽐如 switch 后的表达式中的值⽆法匹

配代码中的 case 语句的时候，这时候要不就不做处理，要不就得在 switch 语句中加⼊default ⼦句。

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

switch 后边的 expression 的结果不是 value1 ，也不是 value2 的时候，就会执⾏

default ⼦句。

比如上面的练习中如果 day 的输⼊不是1~7的值，如果我们要提示：输⼊错误

那么就可以：

#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 – 4 · switch 语句中的 case 与 default 的顺序问题

在 switch 语句中 case ⼦句和 default ⼦句有要求顺序吗？ default 只能放在最后吗？

其实，在 switch 语句中 case 语句和 default 语句是没有顺序要求的，只要你的顺序是满⾜实

际需求的就可以。

在swiitch 语句中 不管 case语句 和 default 语句的顺序是怎么样的，都会先看是否符合 case 语句后的整型常量表达式，如果每一个 case 后的整型常量表达式都不符合，那么才会执行default 后的语句。

不过我们通常是把 default ⼦句放在最后处理的。

6 · while 循环

C语⾔提供了3种循环语句， while 就是其中⼀种，接下来就介绍⼀下 while 语句。

while 语句的语法结构和 if 语句⾮常相似。

while(表达式)
语句;//如果循环体想包含更多的语句，可以加上⼤括号

int main()
{
while(1)
printf("hehe\\n"); //while后边的条件满⾜，死循环的打印hehe
return 0;
}

while 是可以实现循环效果的，如果运行上面这串代码，会一直打印hehe，死循环。

6 – 1 · while 语句的执行流程

⾸先上来就是执⾏判断表达式，表达式的值为0，循环直接结束；表达式的值不为0，则执⾏循环语

句，语句执⾏完后再继续判断表达式，表达式值为0，循环结束，不为0，执行循环语句，语句执行完后再判断表达式。如此循环。

6 – 2 · while 循环的实践

如果我们想要在屏幕上打印 1 ~ 10 的值，可以如下：

#include <stdio.h>

int main()
{
int i = 1;

while (i <= 10)
{
printf("%d ", i);
i++;
}

return 0;
}

7 · for 循环

7 – 1 · 语法形式

for 循环是三种循环中使⽤最多的， for 循环的语法形式如下：

for(表达式1; 表达式2; 表达式3)
语句；//如果循环体想包含更多的语句，可以加上⼤括号

表达式1 ⽤于循环变量的初始化

表达式2 ⽤于循环结束条件的判断

表达式3 ⽤于循环变量的调整

7 – 2 · for 循环的执行流程

⾸先执⾏ 表达式1 初始化循环变量，接下来就是执⾏ 表达式2 的判断部分， 表达式2 的结果如果

==0，则循环结束； 表达式2 的结果如果!=0则执⾏循环语句，循环语句执⾏完后，再去执⾏表达式3 ,调整循环变量，然后再去 表达式2 的地⽅执⾏判断， 表达式2 的结果是否为0，决定循环是否继续。

整个循环的过程中，表达式1 只执⾏1次，剩下的就是表达式2、循环语句、表达式3在循环。

7 – 3 · for 循环的实践

上面我们用 while 循环，打印了 1 ~ 10，下面我们用 for 循环实现：

#include <stdio.h>

int main()
{
int i = 0;

for (i = 0; i <= 10; i++)
{
printf("%d ", i);
}

return 0;
}

7 – 4 · while循环和for循环的对比

for 和 while 在实现循环的过程中都有初始化、判断、调整这三个部分，但是 for 循环的三个部分⾮常集中，便于代码的维护，⽽如果代码较多的时候 while 循环的三个部分就⽐较分散，所以从形式上 for 循环要更优⼀些。

8 · do-while 循环

8 – 1 · 语法形式

在循环语句中 do while 语句的使⽤最少，它的语法如下：

do
语句；
while(表达式)；

while 和 for 这两种循环都是先判断，条件如果满⾜就进⼊循环，执⾏循环语句，如果不满⾜就跳

出循环；

⽽ do while 循环则是先直接进⼊循环体，执⾏循环语句，然后再执⾏ while 后的判断表达式，表

达式为真，就会进⾏下⼀次，表达式为假，则不再继续循环。

所以在 do while 语句中循环体是⾄少执⾏⼀次的，这是 do while 循环⽐较特殊的地⽅。

8 – 2 · do-while 的实践

打印 1 ~ 10 ：

#include <stdio.h>

int main()
{
int i = 1;

do
{
printf("%d ", i);
i++;

} while (i <= 10);

return 0;
}

⼀般 do while 使⽤在循环体⾄少被执⾏⼀次的场景下，所以较少⼀些。

9 · break 语句和 countinue 语句

在循环执⾏的过程中，如果某些状况发⽣的时候，需要提前终⽌循环，这是⾮常常⻅的现象。C语⾔中提供了 break 和 continue 两个关键字，就是应⽤到循环中的。

break 的作⽤是⽤于永久的终⽌循环，只要 break 被执⾏，直接就会跳出循环，继续往后执⾏。

continue 的作⽤是跳过本次循环中 continue 后边的代码，在 for 循环和 while 循环中是有所差异的。

9 – 1 · while 中的 break 和 continue

9 – 1 – 1 · break

#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 1;
while(i<=10)
{
if(i == 5)
break;//当i等于5后，就执⾏break，循环就终⽌了
printf("%d ", i);
i = i+1;
}
return 0;
}

运行结果：

打印了1,2,3,4后，当i等于5的时候，循环在 break 的地⽅终⽌，不再打印，不再循环。

所以 break 的作⽤就是永久的终⽌循环，只要 break 被执⾏， break 外的第⼀层循环就终⽌了。

那以后我们在循环中，想在某种条件下终⽌循环，则可以使⽤ break 来完成我们想要的效果。

9 – 1 – 2 · continue

continue 是继续的意思，在循环中的作⽤就是跳过本次循环中 continue 后边的代码，继续进⾏

下⼀次循环的判断。

上⾯的代码，如果把 break 换成 continue 会是什么结果呢?

#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 1;
while (i <= 10)
{
if (i == 5)
continue;
//当i等于5后，就执行continue，直接跳过循环中continue后面的代码，去循环的判断的地⽅
//因为这里跳过了i = i+1，所以i⼀直为5，程序陷入死循环
printf("%d ", i);
i = i + 1;
}
return 0;
}

当i等于5后，就执行continue，直接跳过循环中continue后面的代码，去循环的判断的地⽅
因为这里跳过了i = i+1，所以i⼀直为5，程序陷入死循环

到这⾥我们就能分析出来， continue 可以帮助我们跳过某⼀次循环 continue 后边的代码，直接

到循环的判断部分，进⾏下⼀次循环的判断，如果循环的调整是在 continue 后边的话，可能会造成死循环。

9 · 2 for 中的 while 和 continue

9 – 2 – 1 · break

其实和 while 循环中的 break ⼀样， for 循环中的 break 也是⽤于终⽌循环的，不管循环还需

要循环多少次，只要执⾏到了 break ，循环就彻底终⽌。

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

运行结果：

break 的作⽤是永久的终⽌循环，未来我们在某个条件发⽣的时候，不想再继续循环的时候，就可以使⽤ break 来完成。

9 – 2 – 2 · continue

上⾯的代码，如果把 break 换成 continue 会是什么结果呢？

#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 1;
for(i=1; i<=10; i++)
{
if(i == 5)
continue;//这⾥continue跳过了后边的打印，来到了i++的调整部分
printf("%d ", i);
}
return 0;
}

运行结果 ：

所以在 for 循环中 continue 的作⽤是跳过本次循环中 continue 后的代码，直接去到循环的调

整部分。未来当某个条件发⽣的时候，本次循环⽆需再执⾏后续某些操作的时候，就可以使⽤

continue 来实现。

9 – 3 · do-while 中的 break 和 continue

do-while 语句中的 break 和 continue 的作⽤和 while 循环中⼏乎⼀模⼀样，这里不过多赘述。

10 · 循环的嵌套

三种循环 while ， do while ， for ，这三种循环往往会嵌套在⼀起才能更好的解决问题，就是我们所说的：循环嵌套。

比如找出 100 ~ 200 之间的素数

素数⼜称质数，只能被1和本⾝整除的数字。

要从100~200之间找出素数，⾸先得有100~200之间的数，这⾥可以使⽤循环解决。

假设要判断i是否为素数，需要拿2~i-1之间的数字去试除i，需要产⽣2~i-1之间的数字，也可以使⽤

循环解决。

如果2~i-1之间有数字能整除i，则i不是素数，如果都不能整除，则i是素数。

参考代码 ： 

#include <stdio.h>

int main()
{
int i = 0;
int j = 0;

for (i = 100; i <= 200; i++)
{

int flag = 1;//假设此时的 i 是素数
for (j = 2; j < i; j++)
{
if (i % j == 0)//判断是否为素数
{
flag = 0;
break;
}
}
if (flag == 1)
{
printf("%d ", i);
}
}

return 0;
}

11 · goto 语句

C语⾔提供了⼀种⾮常特别的语法，就是 goto 语句和跳转标号， goto 语句可以实现在同⼀个函数

内跳转到设置好的标号处。

#include <stdio.h>
int main()
{
printf("hehe\\n");
goto next;
printf("haha\\n");

next:
printf("跳过了haha的打印\\n");
return 0;
}

goto 语句如果使⽤的不当，就会导致在函数内部随意乱跳转，打乱程序的执⾏流程，所以我们的建议是能不⽤尽量不去使⽤；但是 goto 语句也不是⼀⽆是处，在多层循环的代码中，如果想快速跳出使⽤ goto 就⾮常的⽅便了。

for (…)
{
for (…)
{
for (…)
{
if (disaster)
goto error;
}
}
}
error:
//…

本来 for 循环想提前退出得使⽤ break ，⼀个 break 只能跳出⼀层 for 循环，如果3层循环嵌套

就得使⽤3个 break 才能跳出循环，所以在这种情况下我们使⽤ goto 语句就会更加的快捷。

总结

以上简单介绍了 C语言中的分支结构与循环结构，关于C语言的其余内容，请期待后续更新。

以上内容如有错误或不准确之处，欢迎指出，或者你有更好的想法，也欢迎交流。