C for / while 循环

category: 编程语言

有的时候，可能需要多次执行同一块代码。一般情况下，语句是顺序执行的：函数中的第一个语句先执行，接着是第二个语句，依此类推。

编程语言提供了允许更为复杂的执行路径的多种控制结构。

循环类型

while 循环

只要给定的条件为真，C 语言中的 while 循环语句会重复执行一个目标语句。

语法

C 语言中 while 循环的语法：

while(condition)
{
   statement(s);
}

在这里，statement(s) 可以是一个单独的语句，也可以是几个语句组成的代码块。condition 可以是任意的表达式，当为任意非零值时都为真。当条件为真时执行循环。

当条件为假时，程序流将继续执行紧接着循环的下一条语句。

在这里，while 循环的关键点是循环可能一次都不会执行。当条件被测试且结果为假时，会跳过循环主体，直接执行紧接着 while 循环的下一条语句。

实例

#include <stdio.h>
 
int main ()
{
   /* 局部变量定义 */
   int a = 10;

   /* while 循环执行 */
   while( a < 20 )
   {
      printf("a 的值： %d\n", a);
      a++;
   }
 
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

a 的值： 10
a 的值： 11
a 的值： 12
a 的值： 13
a 的值： 14
a 的值： 15
a 的值： 16
a 的值： 17
a 的值： 18
a 的值： 19

for 循环

for 循环允许您编写一个执行特定次数的循环的重复控制结构。

语法

C 语言中 for 循环的语法：

for ( init; condition; increment )
{
   statement(s);
}

下面是 for 循环的控制流：

init 会首先被执行，且只会执行一次。这一步允许您声明并初始化任何循环控制变量。您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 condition。如果为真，则执行循环主体。如果为假，则不执行循环主体，且控制流会跳转到紧接着 for 循环的下一条语句。
在执行完 for 循环主体后，控制流会跳回上面的 increment 语句。该语句允许您更新循环控制变量。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（循环主体，然后增加步值，再然后重新判断条件）。在条件变为假时，for 循环终止。

#include <stdio.h>
 
int main ()
{
   /* for 循环执行 */
   for( int a = 10; a < 20; a = a + 1 )
   {
      printf("a 的值： %d\n", a);
   }
 
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

a 的值： 10
a 的值： 11
a 的值： 12
a 的值： 13
a 的值： 14
a 的值： 15
a 的值： 16
a 的值： 17
a 的值： 18
a 的值： 19

do...while 循环

不像 for 和 while 循环，它们是在循环头部测试循环条件。在 C 语言中，do...while 循环是在循环的尾部检查它的条件。

do...while 循环与 while 循环类似，但是 do...while 循环会确保至少执行一次循环。

语法

C 语言中 do...while 循环的语法：

do
{
   statement(s);

}while( condition );

请注意，条件表达式出现在循环的尾部，所以循环中的 statement(s) 会在条件被测试之前至少执行一次。

如果条件为真，控制流会跳转回上面的 do，然后重新执行循环中的 statement(s)。这个过程会不断重复，直到给定条件变为假为止。

#include <stdio.h>
 
int main ()
{
   /* 局部变量定义 */
   int a = 10;

   /* do 循环执行 */
   do
   {
       printf("a 的值： %d\n", a);
       a = a + 1;
   }while( a < 20 );
 
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

a 的值： 10
a 的值： 11
a 的值： 12
a 的值： 13
a 的值： 14
a 的值： 15
a 的值： 16
a 的值： 17
a 的值： 18
a 的值： 19

嵌套循环

C 语言允许在一个循环内使用另一个循环，下面演示几个实例来说明这个概念。

语法

C 语言中 嵌套 for 循环 语句的语法：

for ( init; condition; increment )
{
   for ( init; condition; increment )
   {
      statement(s);
   }
   statement(s);
}

C 语言中 嵌套 while 循环 语句的语法：

while(condition)
{
   while(condition)
   {
      statement(s);
   }
   statement(s);
}

C 语言中 嵌套 do...while 循环 语句的语法：

do
{
   statement(s);
   do
   {
      statement(s);
   }while( condition );

}while( condition );

关于嵌套循环有一点值得注意，您可以在任何类型的循环内嵌套其他任何类型的循环。比如，一个 for 循环可以嵌套在一个 while 循环内，反之亦然。

实例

下面的程序使用了一个嵌套的 for 循环来查找 2 到 100 中的质数：

#include <stdio.h>
 
int main ()
{
   /* 局部变量定义 */
   int i, j;
   
   for(i=2; i<100; i++) {
      for(j=2; j <= (i/j); j++)
        if(!(i%j)) break; // 如果找到，则不是质数
      if(j > (i/j)) printf("%d 是质数\n", i);
   }
 
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

2 是质数
3 是质数
5 是质数
7 是质数
11 是质数
13 是质数
17 是质数
19 是质数
23 是质数
29 是质数
31 是质数
37 是质数
41 是质数
43 是质数
47 是质数
53 是质数
59 是质数
61 是质数
67 是质数
71 是质数
73 是质数
79 是质数
83 是质数
89 是质数
97 是质数

循环控制语句

循环控制语句更改执行的正常序列。当执行离开一个范围时，所有在该范围中创建的自动对象都会被销毁。

break 语句

C 语言中 break 语句有以下两种用法：

当 break 语句出现在一个循环内时，循环会立即终止，且程序流将继续执行紧接着循环的下一条语句。
它可用于终止 switch 语句中的一个 case。

如果您使用的是嵌套循环（即一个循环内嵌套另一个循环），break 语句会停止执行最内层的循环，然后开始执行该块之后的下一行代码。

语法

C 语言中 break 语句的语法：

break;

#include <stdio.h>
 
int main ()
{
   /* 局部变量定义 */
   int a = 10;

   /* while 循环执行 */
   while( a < 20 )
   {
      printf("a 的值： %d\n", a);
      a++;
      if( a > 15)
      {
         /* 使用 break 语句终止循环 */
          break;
      }
   }
 
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

a 的值： 10
a 的值： 11
a 的值： 12
a 的值： 13
a 的值： 14
a 的值： 15

continue 语句

C 语言中的 continue 语句有点像 break 语句。但它不是强迫终止，continue 会跳过当前循环中的代码，强迫开始下一次循环。

对于 for 循环，continue 语句会导致执行条件测试和循环增量部分。对于 while 和 do...while 循环，continue 语句会导致程序控制回到条件测试上。

语法

C 语言中 continue 语句的语法：

continue;

#include <stdio.h>
 
int main ()
{
   /* 局部变量定义 */
   int a = 10;

   /* do 循环执行 */
   do
   {
      if( a == 15)
      {
         /* 跳过迭代 */
         a = a + 1;
         continue;
      }
      printf("a 的值： %d\n", a);
      a++;
     
   }while( a < 20 );
 
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

a 的值： 10
a 的值： 11
a 的值： 12
a 的值： 13
a 的值： 14
a 的值： 16
a 的值： 17
a 的值： 18
a 的值： 19

goto 语句

C 语言中的 goto 语句允许把控制无条件转移到同一函数内的被标记的语句。

注意：在任何编程语言中，都不建议使用 goto 语句。因为它使得程序的控制流难以跟踪，使程序难以理解和难以修改。任何使用 goto 语句的程序可以改写成不需要使用 goto 语句的写法。

语法

C 语言中 goto 语句的语法：

goto label;
..
.
label: statement;

在这里，label 可以是任何除 C 关键字以外的纯文本，它可以设置在 C 程序中 goto 语句的前面或者后面。

#include <stdio.h>
 
int main ()
{
   /* 局部变量定义 */
   int a = 10;

   /* do 循环执行 */
   LOOP:do
   {
      if( a == 15)
      {
         /* 跳过迭代 */
         a = a + 1;
         goto LOOP;
      }
      printf("a 的值： %d\n", a);
      a++;
     
   }while( a < 20 );
 
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

a 的值： 10
a 的值： 11
a 的值： 12
a 的值： 13
a 的值： 14
a 的值： 16
a 的值： 17
a 的值： 18
a 的值： 19

无限循环

如果条件永远不为假，则循环将变成无限循环。for 循环在传统意义上可用于实现无限循环。由于构成循环的三个表达式中任何一个都不是必需的，您可以将某些条件表达式留空来构成一个无限循环。

#include <stdio.h>
 
int main ()
{

   for( ; ; )
   {
      printf("This loop will run forever.\n");
   }

   return 0;
}

当条件表达式不存在时，它被假设为真。您也可以设置一个初始值和增量表达式，但是一般情况下，C 程序员偏向于使用 for(;;) 结构来表示一个无限循环。

注意：您可以按 Ctrl + C 键终止一个无限循环。