2024.11.4-第六讲：循环语句

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优质创作者: 人工智能技术领域

2024-11-04 20:21:10

第六讲：循环语句 🌀

目录 📋

计数控制的循环
条件控制的循环 (while, do-while)
标记控制的循环
嵌套循环
流程控制的转移
goto 和 continue 语句

一、计数控制的循环 🔢

计数控制的循环是通过计数器变量来控制循环执行次数的。常见的例子是 for 循环，适用于明确知道循环次数的场景。

代码示例 - 计算等差数列的和 ✏️

当你不可以直接使用求和公式时，可以使用循环。
代码问题：
- 大量重复代码，如1 + 2 + 3 + ... + 6，若要加到100代码量会激增。
- 可读性差，易于出错。
解决方案：使用循环控制语句优化代码。

for 循环语法结构 🔄

for (表达式1; 表达式2; 表达式3) {
    语句;
}

表达式1：循环初始条件
表达式2：循环控制条件
表达式3：循环转化条件
循环体内的语句是被重复执行的内容。

💡 三个表达式之间必须使用分号分隔，初学者容易犯错。

代码改进 - 6个输入数据的求和 💻

使用 for 循环可以将6改为更大的数字，减少代码重复。必须确保在循环开始前对累加变量进行初始化。

无限循环 🌀

如果循环条件始终为真，则会造成无限循环。
例如：当变量未及时更新或更新方向错误时，可能会导致循环无法终止。

二、条件控制的循环 (while, do-while) 🔁

条件控制循环的概念

while 循环 和 do-while 循环 是通过判断某个条件的真假来决定是否继续执行循环体的。
- while 循环：先判断条件再执行循环。
- do-while 循环：至少执行一次，然后再判断条件。

示例 - 猴子吃桃问题 🍑

猴子第一天摘了一些桃子，吃了一半又多吃了一个，第二天早上又重复吃掉一半加一个，以此类推，第十天发现只剩下一个桃子。
问：第一天摘了多少桃子？

代码实现

while 形式

int x = 1, d = 1;
while (d < 10) {
    x = (x + 1) * 2;
    d++;
}

do-while 形式

int x = 1, d = 1;
do {
    x = (x + 1) * 2;
    d++;
} while (d < 10);

💡 区别：do-while 会至少执行一次循环，而 while 在初始条件不满足时一次都不会执行。

三、标记控制的循环 🏳️

标记控制循环通过一个标志变量（如布尔型变量）来控制循环的继续或中断。常见的例子是 while 和 do-while 循环，适用于不确定循环次数的场景，如用户输入直到满足某个条件。

示例 - 累加用户输入直到用户输入0 💡

do-while 循环

int sum = 0, m;
do {
    printf("Input m: ");
    scanf("%d", &m);
    sum += m;
    printf("sum = %d\n", sum);
} while (m != 0);

💡 特点：最少要读取一次用户输入。

猜数游戏 🎲

计算机生成一个随机数，范围为1到100。
用户进行猜测，输入一个数字。
计算机给出反馈：
- 若猜的数字太大，提示“太大了”；
- 若猜的数字太小，提示“太小了”；
- 猜对则提示“恭喜你，猜对了！”
重复步骤，直到猜对为止，游戏结束。

代码实现

int magic, guess, counter = 0;
magic = rand() % 100 + 1;
do {
    printf("Please guess a magic number: ");
    scanf("%d", &guess);
    counter++;
    if (guess > magic) printf("Wrong! Too big!\n");
    else if (guess < magic) printf("Wrong! Too small!\n");
    else printf("Right!\n");
} while (guess != magic);

四、嵌套循环 ⛓️

嵌套循环是指一个循环嵌套在另一个循环内，常用于多层次迭代问题，例如二维数组的遍历或打印乘法表。

示例 - 打印乘法表 ✖️

代码实现

int m, n;
for (m = 1; m <= 9; m++) {
    for (n = 1; n <= 9; n++) {
        printf("%4d", m * n);
    }
    printf("\n");
}

思路：由内到外，先考虑每行的输出，再考虑如何打印多行。

五、流程的控制转移 ⤴️

示例 - 韩信点兵问题 👮‍♂️

描述：韩信有一队兵，按从1到5、6、7、11报数，分别得到特定的数。通过穷举法，可以找出至少有多少兵。

代码实现

int x;
for (x = 1; x < 5000; x++) {
  if (x % 5 == 1 && x % 6 == 5 && x % 7 == 4 && x % 11 == 10) {
      printf("x = %d\n", x);
  }
}

六、`goto` 和 `continue` 语句 🔄

goto 语句 🛑

goto 语句用于将程序跳转到指定标签位置。这种方式可能会使代码难以阅读和维护，因此不建议频繁使用。

代码示例 - 使用 goto 跳转到标签

#include <stdio.h>
int main() {
    int i = 0;

    loop:
    if (i < 5) {
        printf("i = %d\n", i);
        i++;
        goto loop; // 跳转到标签 loop
    }

    return 0;
}

💡 注意：频繁使用 goto 可能会导致“面条式代码”，难以维护。

continue 语句 ➰

continue 语句用于跳过当前循环的剩余部分，直接进入下一次循环的判断和执行。

代码示例 - 使用 continue 语句

#include <stdio.h>
int main() {
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        if (i % 2 == 0) {
            continue; // 如果 i 是偶数，则跳过本次循环
        }
        printf("i = %d\n", i);
    }
    return 0;
}