C语言程序设计：程序控制及for循环解析

与其他高级程序设计语言一样，在C语言中也有三种基本程序控制结构：顺序结构、选择（分支）结构、循环结构。另外还有辅助控制转向语句：如，break语句和continue语句等。

1.顺序结构

顺序结构是三种基本程序控制结构中最简单的一种，按照语句出现的先后顺序依次执行。

2.选择结构

选择结构可以根据判断给定的条件是否成立，来选择执行不同的程序段落。通过选择结构可以控制程序的走向。在C语言中，实现选择结构的语句主要有if条件语句和switch语句。

（1）if 条件语句

if条件语句分为单分支、双分支、多分支三种形式。

● 单分支语句

if单分支语句的语法格式如下：

单分支语句的执行过程是：先计算表达式的值，若值为“真”（即表达式具有非0值），则执行语句段，然后执行单分支语句后面的语句。若表达式的值为“假”（ 即表达式的值为0），就跳过该语句，直接执行单分支语句后面的语句。

● 双分支语句

if双分支语句的语法格式如下：

双分支语句的执行过程是：先计算表达式的值，若值为“真”（即表达式具有非0值），则执行语句段1，然后执行双分支语句后面的语句。若表达式的值为“假”（ 即表达式的值为0），则执行语句段2，然后执行双分支语句后面的语句。

● 多分支语句

当判断条件有多种情况（多于两种）时，可以使用if 多分支语句。

if多分支语句的语法格式如下：

if多分支语句的执行过程是：首先计算表达式1的值，如果值为“真”（即表达式1具有非0值），则执行语句段1，然后跳过其他语句段，直接执行后续语句；否则跳过语句段1，接着依次判断其他表达式，如果某个表达式的值为“真”（即该表达式具有非0值），就执行其分支的语句段，之后转到后续语句执行；如果所有表达式的值都是“假”（即值都是0），则执行最后一个分支else中的语句段n+1。

多分支语句也可以没有最后一段else部分。此时，如果没有任何一个分支的表达式结果为真，则不执行任何一个语句段，直接跳过去执行后续语句。

对if条件语句，需要注意下面三点：

● if后面的表达式一般为关系表达式或逻辑表达式，也可以使C语言中的任何一种其他表达式。例如，以下的几种形式都是合法的：

● 当if语句嵌套使用时，要注意if与else的配对关系。else总是与它上面最近的未配对的if配对。如果if与else的数目不一样，可以加花括号来确定配对关系。

（2）switch语句

当判断条件有多种情况（多于两种）时，也可以使用多分支专用的switch 语句。

switch语句的语法格式如下：

其中，switch、case和default是关键字，switch后面圆括号中表达式的值为整型或字符型。花括号内的部分是switch的语句体，case后面必须是整型、字符型的常量或常量表达式。冒号后面是当表达式的值与某个常量相等时，需执行的语句段。如果所有的常量都不与表达式的值相等，就执行default后面的语句段。

对switch语句，要注意下面几点：

● switch 后面的表达式在ANSI标准中允许为任何类型，但通常为整型或字符型，如果是实型数据，系统会自动将其转换成整型或字符型。case 后面的常量表达式，则为整数或字符常量。

● 各个case 和 default 的出现顺序可以是任意的，但各个常量表达式的值必须互不相同。

● 执行完一个case 后面的语句段后，流程控制转移到下一个case 继续执行。因此，为了使多分支结构程序得以实现，通常在语句段的最后添加break 语句。

● 多个case 可以共用一个语句段。例如：

在此程序段中，三个case共用 “printf(">64\n"); break; ” 语句段。

3.循环结构

循环结构是指按照一定的条件，控制重复执行某个程序段的一种结构。C语言中用来实现循环控制结构的语句有3种：for语句、while语句、do-while语句。

（1）for语句

(www.xing528.com)

for 语句的语法格式如下：for语句中，花括号内的内嵌语句为循环体，可以是一条或多条语句构成。for后面圆括号中通常含有3个表达式，用“；”隔开，可以是任意形式合法的表达式。注意圆括号后面没有“；”。

for循环的执行过程是：首先计算表达式1的值，再判断表达式2，如果其值为“真”（即表达式2的值非0），则执行循环体，并计算表达式3；接着再去判断表达式2，一直到其值为“假”（即值为0）时结束循环，执行后续语句。

for 循环不仅可以用于循环次数已经确定的情况，也可以用于循环次数不确定的情况；for 后圆括号内的三个表达式可以是C语言的任何一种表达式，也可以都缺省，但三个部分的分号不能省。

对for循环，如果表达式2的初始值就为“假”，则循环体一次也不被执行。

（2）while语句

while循环是一种典型的“当型”循环结构，根据判断条件决定是否执行循环体。while语句的语法格式如下：

While后圆括号中的表达式用来控制循环体是否执行，一般是关系表达式或逻辑表达式，也可以是返回值为0或非0的其他合法表达式。花括号内的内嵌语句为循环体。圆括号后面也是没有“；”，否则会发生空循环。

While语句的执行过程是：首先计算表达式的值，当其值为“真”（即表达式值非0 ）时，重复执行循环体，每执行一次，就判断一次表达式的值，直到其值为“假”（即表达式值为0）时，结束循环，执行后续语句。

对while循环，如果表达式的初始值就为“假”，则循环体一次都不被执行。

（3）do-while语句

do-while 语句是一种“直到型”循环结构。该语句执行时，先进入循环执行循环体，再进行条件判断。根据循环条件是否成立，决定是否继续执行循环体。

do-while 语句的语法格式为：do后面的内嵌语句是循环体，while后面圆括号内的表达式用于进行条件判断，决定循环体是否继续执行。圆括号后面有“；”，表示语句结束，这与for循环、while循环语句不同。

do-while语句的执行过程是：首先执行循环体，然后计算while圆括号中表达式的值，当其值为“真”（即值非0）时，再重复执行循环体，并判断条件，直到表达式的值为“假”（即值为0）时，结束循环，执行do-while语句的后续语句。

do-while语句的循环体，至少被执行一次。

（4）无穷循环

在使用循环结构时，如果忘记了更新循环控制变量，就会出现循环条件始终为真的情况，这时就会出现无穷循环（无限次的循环）。除非特殊需要，一般情况下，要尽量避免出现这种情况。

在图3-1中，所示的两种循环结构都表示无穷循环，这两种循环结构在功能上是等价的。

图3-1 两种无穷循环

4.辅助控制语句

C语言中，经常使用的辅助控制语句有break 和 continue 两种。

break语句用在switch语句中，用于跳出switch语句体。同样，在循环结构中，也可用break语句终止本层循环体，提前结束本层循环。

continue语句的作用是跳过当前循环体后面的语句，即结束本次循环，进行下一次循环。

这两种辅助控制语句使用示意，如图3-2所示。

图3-2 break和continue使用示意图

（1）break 语句

break 语句经常用于终止循环语句的运行。

例如：

以上程序段是已知8次的for 循环，但实际只循环了4次。因为i=4时，if条件满足，执行break语句终止了循环。在循环体中用break语句，一般应该与if语句配合使用。

（2）continue 语句

continue 语句只用在循环语句中。在循环体中，当程序流程执行到continue时，就结束本次循环，不再运行循环体中continue 语句后面的其他语句，强行进行下一次循环，但并不退出循环。

例如：

在此程序段运行时，当变量i的值循环到4和8时，表达式“i%4==0”为真，执行contiune语句结束本次循环，使循环变量i的值增1并将程序流程转向for继续进行下一次循环。在这种情况下，语句“sum=sum+i;”不被执行。当循环变量i的值不等于4或8时，表达式“i%4==0”为假，系统直接执行语句“sum=sum+i;”后使循环变量i的值增1并将程序流程转向for继续进行下一次循环。

以上程序段运行时的输出结果如下：

退出for循环时：i=9, sum=24。