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【維生素C語言】第二章 - 分支和回圈（重制版）

2021-09-29 11:32:14 後端開發

前言：

就在前幾天，C語言入門到進階部分的專欄 ——《維生素C語言》終于完成了，全文共計十八個章節并附帶三張筆試練習篇，美中不足的是，第一章和第二章是以截圖形式展現的，由于本人一開始是在有道云筆記上寫的初稿，當時想方便省事（有道云排版個人感覺確實比較美觀）就直接以截圖的形式完成了第一章和第二章，本人考慮到因為是截圖，不能復制文中出現的代碼，不方便讀者進行復制粘貼，所以我打算重新寫一下第一章和第一章的內容，并且重新進行了排版，

一、陳述句

0x00 什么是陳述句

📚 C語言中，由一個分號（ ；）隔開的即為一條陳述句，

💬 這些都是陳述句：

（ 一行里只有 ；的陳述句，我們稱其為 "空陳述句" ）

int main(void) {
    printf("hello world!\n"); // 陳述句；
    3 + 5; // 陳述句；
    ; // 空陳述句；
}

0x01 真與假

📚 定義： 0為假，非0即為真（比如：1是真，0是假）

二、分支陳述句

0x00 if 陳述句

💬 單 if 陳述句演示：

int main(void) {
    int age = 0;
    scanf("%d", age);
    
    if ( age >= 18 )
        printf("成年\n");
    
    return 0;
}

💬 if...else 演示：

int main(void) {
    int age = 0;
    scanf("%d", age);
    
    if ( age >= 18 )
        printf("成年\n");
    else
        printf("未成年");
    
    return 0;
}

💬 多分支演示：

int main(void) {
    int age = 0;
    scanf("%d", age);

    if(age<18) {
        printf("少年\n");
    }   
    else if(age>=18 && age<30) {
        printf("青年\n");
    }
    else if(age>=30 && age<50) {
        printf("中年\n");
    } 
    else if(age>=50 && age<120) {
        printf("老年\n");
    } else {
        printf("請輸入正確的年齡\n");
    }
    
    return 0;
}

💬 判斷一個數是否為奇數：

int main(void) {
    int n = 0;
    scanf("%d", &n);

    if(n % 2 == 0) {
        printf("不是奇數\n");
    } else {
        printf("是奇數\n");
    }

    return 0;
}

0x01 代碼塊

📚 如果條件成立，需要執行多條陳述句，應該使用代碼塊，一對大括號，就是一個代碼塊，

💭 建議：無論是一行陳述句還是多行陳述句，建議都加上大括號，

💬 不加大括號的隱患：懸空 else

? 下列代碼會列印 abc 嗎？

int main(void) {
    int a = 0;
    int b = 2;
    if ( a == 1 )
        if ( b == 2 )
            printf("123\n");
    else
        printf("abc\n");
    
    return 0;
}

🚩 運行結果：（什么都沒列印出來）

🔑 決議：因為沒有大括號，else 與離它最近的一個if相結合（ 即內部 if ），所以即使 else 與外部 if 相對應，也沒用，

💬 訂正：加上大括號之后，可以使代碼的邏輯更加清楚！

int main(void) {
    int a = 0;
    int b = 2;
    if(a == 1) {
        if(b == 2) {
            printf("hehe\n");
        }
    } else {
        printf("haha\n");
    }

   return 0;   
}

🚩 運行結果： abc

0x02 代碼風格

代碼一：可讀性不好，但是節省空間

代碼二：可讀性強

代碼三：我們希望 hello 不被列印出來，但是事實上他列印出來了；

int main()
{
    int num = 0;
    if ( num = 5 ) {
        printf("hello\n");  // = 賦值   == 判斷相等；
    } 
        
    return 0;
}

🔑 決議：為什么會這樣呢？因為在 if 陳述句中 num = 5 相當于重新賦值了，

💬 為了防止把一個等號寫成兩個等號，發生這樣的BUG，我們可以這么寫：

int main()
{
    int num = 0;
    if (5 == num) {
        printf("hehe\n");
    }
    
    return 0;
}

這樣寫，如果不小心寫成了 "="，運行都運行不了，可以讓自己很容易地發現問題，這是種好的代碼風格！未來如果涉及到常量和變數相比較，比較相等與否，我們不妨把變數放在雙等號的右邊，常量放在左邊，以防不小心少打一個 "=" ，導致程式出錯，

📚 關于 return 0

int test() {
    if (1) {
        return 0; // 當return 0 執行了，下面的代碼都不會執行了；
    }
    printf("hehe\n");
    return 1;
}

int main(void) {
    test();
    return 0;
}

0x04 switch 陳述句

📚 介紹：switch 陳述句是一種多分支陳述句，常常用于多分支的情況，一個標準 switch 陳述句的組成：

① case 陳述句項：后面接常量運算式（型別只能是整型和列舉型別），

② break 陳述句：用來跳出 switch 陳述句，實際效果是把陳述句串列劃分為不同的部分，

③ default 子句：默認執行的陳述句，當所有 case 都無法與 switch 的值相匹配時執行，

📌 注意事項：

1. case 和 default 后面記得加 ：（冒號），而不是分號，

2. 在 switch 陳述句中可以出現if陳述句，

3. switch 后面必須是整型常量運算式，

4. 每個 switch 陳述句后面只能有一個 default，

5. 不一定非要加 default，也可以不加，

📜 建議：

1. 在最后一個 case 陳述句的后面也加上一條 break 陳述句，以防未來增添陳述句項時遺漏，

2. 建議在每個 switch 中都加入 default 子句，甚至在后邊再加一個 break 都不過分，

💬 switch 用法演示：用戶輸入一個數字x，回傳星期（eg. 1 >>> 星期一）

int main(void) {
    int day = 0;
    scanf("%d", &day);
    
    switch (day) {
        case 1:
            printf("星期一\n");
            break; // 跳出switch
        case 2:
            printf("星期二\n");
            break;
        case 3:
            printf("星期三\n");
            break;
        case 4:
            printf("星期四\n");
            break;
        case 5:
            printf("星期五\n");
            break;
        case 6:
            printf("星期六\n");
            break;
        case 7:
            printf("星期日\n");
            break;
        default: // 默認執行的陳述句；
            break;
    }

    return 0;
}

💬 多 case 同一個結果情況演示：輸入1-5，輸出 作業日；輸入6-7，輸出休息日；其他數字回傳error

int main(void) {
    int day = 0;
    scanf("%d", &day);
    
    switch (day) {
        case 1:
        case 2:
        case 3:
        case 4:
        case 5:
            printf("作業日\n");
            break;
        case 6:
        case 7:
            printf("休息日\n");
            break; // 末尾加上break是個好習慣；
        default:
            printf("輸入錯誤\n");
            break; // 這里可以不加break，但是加上是個好習慣；
        
    return 0;
}

? 下列代碼輸出值是多少？

int main(void) {
    int n = 1;
    int m = 2;
    switch(n) {
        case 1: 
            m++;
        case 2: 
            n++;
        case 3:
            switch(n) {
                case 1: 
                    n++;
                case 2: 
                    m++;
                    n++;
                    break;
            }
        case 4: 
            m++;
            break;
        default:
            break;
    }
    printf("m = %d, n = %d\n", m, n);

    return 0;
}

💡 答案：m = 5, n = 3

🔑 決議：因為n=1，所以進入switch后執行case1的陳述句m++，此時m=3，由于該陳述句項末尾沒有break，繼續向下流到case2的陳述句n++，此時n=2，又沒有break，流向case3，case3中又嵌了一個switch(n)，此時因n=2，執行內部switch的case2的陳述句m++和n++，此時m=4，n=3，后面有break，跳出內部switch，但是外部switch的case3后面依然沒有break，所以流向case4，m++，此時m=5，后面終于有break了，運行下來后的結果為 m=5，n=3，

三、回圈陳述句

0x00 while 回圈

📚 定義：當滿足條件時進入回圈，進入回圈后，當條件不滿足時，跳出回圈，

📌 注意事項：while 回圈條件將會比回圈體多執行一次，

while 回圈中，當條件運算式成立時，才會執行回圈體中陳述句，每次執行期間，都會對回圈因子進行修改（否則就成為死回圈），修改完成后如果 while 條件運算式成立，繼續回圈，如果不成立，回圈結束，

💬 while死回圈：運算式結果如果為非0，為真，回圈就執行

int main(void) {
    while(1)
        printf("hehe\n");

    return 0;
}

🚩 運行結果如下：

💬 while 回圈列印 1~10 的數字：

int main(void) {
    int i = 1;
    while(i<=10) {
        printf("%d ", i);
        i++;
    }

    return 0;
}

🚩 運行結果： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0x01 break 陳述句

📚 break 陳述句在 while 回圈中的效果：

在 while 回圈中，break 用于永久地終止回圈，

int main(void) {
    int i = 1;
    while(i <= 10) {
        if(5 == i) // i=5時停止回圈；
            break;

        printf("%d ", i);
        i++;
    }

    return 0;
}

🚩 運行結果：1 2 3 4

0x02 continue 陳述句

📚 continue 陳述句：

int main()
{
    int i = 1;
    while(i<=10) {
        if(i==5) {
            continue;  // 跳至判斷部分；
        } 
        printf("%d ", i);
        i++;
    }
    
    return 0;
}

🚩 運行結果： 1 2 3 4（程式會一直判斷）

0x03 getchar 和 putchar

📚 getchar：

從流（stream）或鍵盤上，讀取一個字符，

回傳值：如果正確，回傳ASCII值；如果讀取錯誤嗎，回傳 EOF（檔案結束標志），

📚 putchar：單純的輸出一個字符，

💬 getchar 使用方法演示： "輸入什么就回傳什么"

int main(void) {
    int ch = getchar();
    putchar(ch); // 輸出一個字符；

    return 0;
}

🚩 運行結果：（假設輸入a） a

💬 getchar 與 while 的結合： "一直從鍵盤上讀取字符的程式"

int main(void) {
    int ch = 0;
    // ctrl+z - getchar 就讀取結束；
    while ( (ch = getchar()) != EOF ) {
        putchar(ch);
    }

    return 0;
}

? 如果想停止輸入，怎么辦？

💡 解決方法： 輸入 ctrl + z 可以使 getchar 結束讀取，

💬 getchar 只列印數字：

int main(void) {
    int ch = 0;
    while( (ch=getchar()) != EOF ) {
        if(ch<'0' || ch>'9') {
            continue; // 發現不是數字，跳回判斷部分，重新getchar；
        }
        putchar(ch);
    }

    return 0;
}

💬 清理緩沖區：用戶輸入密碼后，讓用戶確認（Y/N）

int main(void) {
    char password[20] = {0};
    printf("請輸入密碼:>");
    scanf("%s", password);
    printf("請確認密碼(Y/N) :>");
    int ch = getchar();
    if(ch == 'Y') {
        printf("確認成功\n");
    } else {
        printf("確認失敗\n");
    }

    return 0; 
}

🚩 運行結果：（假設用戶輸入了123456；Y）確認失敗

? 為什么還沒有讓用戶確認（Y/N）就顯示確認失敗了？

🔑 決議：輸入函式并不是從鍵盤上讀取，而是從緩沖區中讀取內容的；鍵盤輸入123456時敲下回車鍵，此時為 “123456\n”，這時scanf將123456取走，getchar讀取到的就是“\n”了，因為“\n”不是Y，執行了else的結果，所以顯示確認失敗，

💡 解決方案：在 scanf 后加上一個“讀取 \n ”的 getchar()

int main(void) {
    char password[20] = {0};
    printf("請輸入密碼:>");
    scanf("%s", password);
    printf("請確認密碼(Y/N) :>");
    // 清刷緩沖區；
    getchar()
    
    int ch = getchar();
    if(ch == 'Y') {
        printf("確認成功\n");
    } else {
        printf("確認失敗\n");
    }

    return 0; 
}

🚩 （假設用戶輸入了123456；Y）確認成功

🚩 （假設用戶輸入了123 456；Y）確認失敗

?“用戶輸入了空格，確認Y，為什么顯示確認失敗？”

🔑 決議：剛才加入的一個getchar()處理掉了空格，導致后面“\n”沒人管了；

💡 解決方案：加入回圈

int main(void) {
    char password[20] = {0};
    printf("請輸入密碼:>");
    scanf("%s", password);
    printf("請確認密碼(Y/N) :>");
    // 清理緩沖區的多個字符；
    int tmp = 0;
    while( (tmp = getchar()) != '\n' ) {
        ;
    }

    int ch = getchar();
    if(ch == 'Y') {
        printf("確認成功\n");
    } else {
        printf("確認失敗\n");
    }

    return 0; 
}

🚩 （假設用戶輸入了123 456；Y）確認成功

0x04 for 回圈

📚 定義：

① 運算式1：初始化部分，用于初始化回圈變數，

② 運算式2：條件判斷部分，用于判斷回圈終止，

③ 運算式3：調整部分，用于回圈條件的調整，

📌 注意事項：

① 為了防止for回圈失去控制，禁止在for回圈體內修改回圈變數，

② for回圈內的運算式可以省略，但是得注意，

📜 建議：

① 建議使用“左閉區間，右開區間”的寫法：

for( i=0; i<10; i++ ) 左閉，右開區間 ?

for( i=0; i<=9; i++ ) 左右都是閉區間 ?

② 不要在for回圈體內修改回圈變數，防止for回圈失去控制，

💬 for 的使用方法演示

① 利用 while 回圈列印1~10數字：

int main(void) {
    int i = 1; // 初始化
    while(i<=10) { //判斷部分
        printf("%d ", i);
        i++; // 調整部分
    }
    return 0;
}

🚩 運行結果：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

② 利用 for 回圈列印1~10數字：

int main(void) {
    int i = 0;
    for(i=1; i<=10; i++) {
        printf("%d ", i);
    }
    return 0;
}

🚩 運行結果：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

💬 break 陳述句在 for 回圈中的效果：

int main(void) {
    int i = 0;
    for(i=1; i<=10; i++) {
        if(i==5) {    // 當i==5時；
            break;    // 直接跳出回圈；
        }
        printf("%d ", i);
    }
}

🚩 運行結果：1 2 3 4

? 什么沒有列印5？

🔑 決議：因為當 i==5 時，break 跳出了回圈，回圈中 break 之后的陳述句全都不再執行，printf 位于 break 之后，所以5自然不會被列印出來；

💬 continue 在 for 回圈中的效果

if 中的 continue 會陷入死回圈，但是在 for 中并不會：

int main(void) {
    int i = 0;
    for(i=1; i<=10; i++) {
        if(i == 5)
            continue; // 跳至調整部分（i++）；
        printf("%d ", i);
    }
}

🚩 運行結果：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

? 這里為什么又沒列印 5？

🔑 決議：因為當 i==5 時，continue 跳至調整部分，此時 i++，i 為6，同上，所以5自然不會被列印，i 為6時，if 不成立，繼續列印，最終結果為 1 2 3 4 6 7 8 9 10（跳過了5的列印）；

💬 for 回圈體內修改回圈變數的后果：

int main(void) {
    int i = 0;
    for (i=0; i<10; i++) {
        if (i = 5) {
            printf("haha\n");
        }
        printf("hehe\n");
    }

    return 0;
}

🚩 hehehahahehehaha…… 💀死回圈

0x05 for 回圈的嵌套

📚 定義：

① for 回圈是允許嵌套的；

② 外部的 for 回圈稱為外部回圈，內部的 for 回圈稱為內部回圈；

💬 for 嵌套的演示：

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

    for (i=0; i<10; i++) {
        for (j=0; j<10; j++) {
            printf("hehe\n");
        }
    }
    // 10x10 == 100
    return 0;
}

🚩 （列印了100個hehe）

0x06 for 回圈的省略

📚 for 回圈的省略：

① for 回圈的 "初始化、判斷部分、調整部分" 都可以省略，

② 判斷部分的省略 - 判斷部分恒為真 - 死回圈 💀，

③ 如果不是非常熟練，建議不要省略，

💬 判斷部分的省略：

int main(void) {
    // 判斷部分恒為真 - 死回圈
    for(;;) {
        printf("hehe\n");
    }

    return 0;
}

🚩 hehehehehehe…… 💀死回圈

💬 省略帶來的弊端

假設我們希望下列代碼能列印 9 個呵呵：

int main(void) {
    int i = 0;
    int j = 0;
    for(; i<3; i++) {
        for(; j<3; j++) {
            printf("hehe\n");
        }
    }

    return 0;
}

🚩 運行結果：hehe hehe hehe （只列印了3個）

🔑 決議：因為 i=0，內部 for 列印了3次 hehe，此時 j=3，這時 i++，j因為沒有初始化，所以此時 j仍然是3，而判斷部分要求 j<3，自然就不再列印了，程式結束，

? 請問要回圈多少次？

int main(void) {
    int i = 0;
    int k = 0;
    int count = 0;
    for(i=0,k=0; k=0; i++,k++) {
        k++;
        count++;
    }
    printf("count：%d", count);
    
    return 0;
}

💡 答案：count = 0，一共回圈0次，

🔑 決議：判斷部分 k=0，賦值為 0 時為假，所以一次都不會回圈，

0x07 do...while 回圈

📚 定義：在檢查 while() 條件是否為真之前，該回圈首先會執行一次 do{} 之內的陳述句，然后在 while() 內檢查條件是否為真，如果條件為真，就會重復 do...while 這個回圈，直至 while() 為假，

📌 注意事項：

① do...while 回圈的特點：回圈體至少執行一次，

② do...while 的使用場景有限，所以不是經常使用，

③ 簡單地說就是：不管條件成立與否，先執行一次回圈，再判斷條件是否正確，

💬 do...while 使用方法演示：

int main(void) {
    int i = 1;
    do {
        printf("%d ", i);
        i++;
    } while(i<=10);
    
    return 0;
}

🚩 運行結果： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

💬 break 陳述句在 do...while 回圈中的效果：

int main(void) {
    int i = 1;
    do {
        if(i==5) {
            break;
        }
        printf("%d ", i);
        i++;
    } while(i<10);
    
    return 0;
}

🚩 運行結果：1 2 3 4

💬 continue 陳述句在 do...while 回圈中的效果：

int main(void) {
    int i = 1;
    do {   
        if(i == 5)
            continue;
        printf("%d ", i);
        i++;
    }
    while(i<=10);
    
    return 0;
}

0x08 goto 陳述句

📚 C語言中提供了可以隨意濫用的 goto 陳述句和標記跳轉的標號，最常見的用法就是終止程式在某些深度嵌套的結構的處理程序，

“ goto 陳述句存在著爭議”

1. goto 陳述句確實有害，應當盡量避免，

2. 理論上講goto陳述句是沒有必要的，實踐中沒有goto陳述句也可以很容易的寫出代碼，

3. 完全避免使用 goto 陳述句也并非是個明智的方法，有些地方使用 goto 陳述句，會使程式流程 更清楚、效率更高，

📌 注意事項：goto 陳述句只能在一個函式內跳轉，

💬 可以考慮使用 goto 的情形：

for(...) {
    for(...) {
        for(...) {
            // HOW TO ESCAPE?
        }
    }
}

💬 體會 goto 陳述句的特點：

int main(void) {
flag:
    printf("hehe\n");
    printf("haha\n");
    goto flag;

    return 0;
}

🚩 hehehahahehehaha （💀 死回圈）

💬 goto實戰：一個關機程式

C語言提供的用于執行系統命令的函式：system()

關機指令：shutdown -s -t 60 （60秒后關機）

取消關機：shutdown -a

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {
    char input[20] = {0}; // 存放輸入的資訊；
    system("shutdown -s -t 60"); // 關機指令；
    printf("[系統提示] 計算機將在一分鐘后關機 （取消指令：/cancel） \n");
    
again:
    printf("C:\\Users\\Admin> ");
    scanf("%s", &input);
    if(strcmp(input, "/cancel") == 0) {
        system("shutdown -a"); // 取消關機；
        printf("[系統提示] 已取消，\n");
    } else {
        printf("'%s' 不是內部或外部命令，未知指令，\n", input);
        printf("\n");
        goto again;
    } 

    return 0;
}

練習題：

參考文獻 / 資料

Microsoft. MSDN(Microsoft Developer Network)[EB/OL]. []. .

百度百科[EB/OL]. []. https://baike.baidu.com/.

位元科技. C語言基礎[EB/OL]. 2021[2021.8.31]. .

本章完，

轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/houduan/303993.html

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