循环结构

• 特点：在给定条件成立时,反复执行某程序段,直到条件不成立为止。

while语句

• 一般形式：

    while(表达式){
        语句;
    }

流程图

• 注意：

  • 在循环体中应有使循环趋向于结束的语句，否则程序会陷入死循环，无限执行语句。
  • 程序陷入死循环，结束用atrl+break
  • 循环体中如果包含一个以上的语句，要用{}括起来!

例子

在控制台输出1-30

#include <stdio.h>

void main() {
    int i = 1;

    while (i <= 30)
    {
        printf("%d,", i);
        i++;
    }
}

求sum = 1+2+3+...+100

解题思路

• 令sum表示被加数(初始值为0)
• 令i表示加数（(初始值为1)
• 进行100次加法后结束，或者加数大于100时结束
• sum中存放计算结果

#include <stdio.h>

void main() {
    int sum = 0;
    int i = 1;

    while (i <= 100)
    {
        sum = sum + i;
        i++;
    }
    printf("%d\n", sum);
}

do while语句

先执行循环体，再判断， do...while 循环会确保至少执行一次循环

• 一般形式：

    do{
        语句;
    }
    while (表达式)；

例子

求sum = 1+2+3+...+100，用do...while实现

#include <stdio.h>

void main() {
    int sum = 0;
    int i = 1;

    do{
        sum = sum + i;
        i++;
    } while (i <= 100);

    printf("%d\n", sum);
}

for循环

• 一般形式

for ( 表达式1; 表达式2; 表达式3)
{
   语句;
}

流程图

• 首先会执行 表达式1 语句，且只会执行一次。这一步允许声明并初始化任何循环控制变量。也可以不在这里写任何语句，只要有一个分号出现即可。
• 接下来会判断 表达式2 语句如果为真，则执行循环主体。如果为假，则不执行循环主体，会执行 for 循环后面的下一条语句。
• 在执行完 for 循环主体后，控制流会跳回上面的 表达式3 语句。该语句允许更新循环控制变量。该语句可以留空，只要在条件后有一个分号出现即可。
• 条件再次被判断。如果为真，则执行循环，这个过程会不断重复。在条件变为假时，for 循环终止。
• for和while可以完成同样的循环功能,但for更为简洁和高效。

例子

求sum = 1+2+3+...+100，用for实现

#include <stdio.h>

void main() {
    int sum = 0;

    for (int i = 1; i <= 100;i++) {
        sum = sum + i;
    }
    printf("%d\n", sum);
}

• 一个或两个或三个表达式均可以省略,但 表达式后面的“;” 不能缺省。
• 为了程序正常运行，省略表达式1(循环变量赋初值)和表达式3(循环变量增量)。
• 表达式2一般是关系表达式或逻辑表达式,但也可是数值表达式或字符表达式,只要其值非零，就执行循环体。

省略了表达式1。

#include <stdio.h>

void main() {
    int sum = 0;
    int i = 1;
    for (; i <= 100;i++) {
        sum = sum + i;
    }
    printf("%d\n", sum);
}

省略了表达式2(循环条件),则不做其它处理时便成为死循环。

#include <stdio.h>

void main() {
    int sum = 0;
    for (int i = 1;;i++) {
        sum = sum + i;
    }
    printf("%d\n", sum);
}

省略了表达式3。

#include <stdio.h>

void main() {
    int sum = 0;
    
    for (int i = 1;i <= 100;) {
        sum = sum + i;
                i++;
    }
    printf("%d\n", sum);
}

goto语句

一般形式：

goto 语句标号;  //语句标号由字母、数字和下划线组成，不能使用整数
...
语句标号: 语句;

流程图

例子

求sum = 1+2+3+...+100，用goto和if实现

#include <stdio.h>

void main() {
    int sum = 0;
    int i = 1;

    loop: if (i <= 100) {
        sum = sum + i;
        i++;
        goto loop;
    }
    printf("%d\n", sum);
}

四种循环结构的区别

1. 四种循环都可以用来处理同一个问题,一般可以互相代替。一般不提倡用goto型循环。
2. while和do-while循环，循环体中应包含使循环趋于结束的语句。for语句功能更强,凡是用while循环能完成的，用for循环都能实现
3. 用while和do-while循环时，循环变量初始化的操作应在while和do-while语句之前完成，而for语句可以在表达式1中实现循环变量的初始化。
4. while循环、do-while循环和for循环,都可以用break语句跳出循环，用continue语句结束本次循环。

例子

• 思路：

  • 设置变量高度h,折叠次数n
  • 循环终止条件 h > 8848000
  • 折叠的算法 h = pow(2,n); n=n+1; (pow是计算次方的函数)

假设一张纸足够大并且可以无限折叠，这张纸的厚度是1mm，那么这张纸折叠多少次可以到达珠穆朗玛峰的高度(8848m)?

// while循环
#include <stdio.h>
#include <math.h>

void main() {
    int h = 0, n = 0;

    while (h <= 8848000)
    {
        h = pow(2, n);
        n++;
    }
    printf("%d\n", n - 1);
}

// for循环
#include <stdio.h>
#include <math.h>

void main() {
    int n, h=0;

    for (n=0;h <= 8848000;n++)
    {
        h = pow(2, n);
    }
    printf("%d\n", n - 1);
}