作者 谢恩铭,慕课网精英讲师 Oscar老师。
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内容简介
- 前言
- 循环是什么
- while 循环
- do…while 循环
- for 循环
- 总结
- 第一部分第十课预告
1. 前言
上一课是 C语言探索之旅 | 第一部分第八课:条件表达式 。
下一课我们就要一起编写第一个 C语言的小程序啦,激动吗?那就快点把今天这课学完吧。
循环,是什么呢?
简单地说:循环使你能够重复执行同样的指令。
放轻松,这一课的内容相对比较简单,不像之前的【变量】和【条件表达式】那么难以消化,所以好好享受这一课吧。因为第二部分就要开始难起来咯!
2. 循环是什么
循环是一种结构,使指令可以被执行多次。
与 条件语句/条件表达式 类似,循环语句也有几种形式。但是至终,目的仍然是一样的:多次执行同样的指令。
我们一起来看看 C语言中常用的三种循环:
- while 循环
- do…while 循环
- for 循环
这三种循环的基本原理都是一样的,如下图所示:
上图中,依次进行的是:
- 电脑从上到下执行各条指令,像往常一样。
- 执行完最后一条命令,重新回到第一条命令,从上往下开始执行。
- 如此周而复始。
上图中存在的问题是:如果我们不停止循环,那么电脑是有能力一直执行下去的(“我一路向北,离开有你的季节,方向盘周围,回转着我的后悔” – 歌词来自周杰伦的歌曲《一路向北》)。
是的,我们的电脑兄不像有些人,它是从来不抱怨的,叫它干什么就干什么,这也是我们喜欢它的原因。
永不停止的循环有一个术语叫“死循环”,陷入死循环的电脑很容易卡机,这也是程序员经常抱怨的问题之一。
怎么能够让循环停下来呢?
聪明的读者已经想到了:条件表达式 。
对了,上一课我们学了条件表达式,现在到它派用场的时候了。
事实上,我们创建循环语句的时候,总会给它一个条件,这个条件指明:在条件为真时,才继续执行循环,否则停止。
下面我们就来看看第一种循环:while 循环。
3. while 循环
while 循环的结构是这样的:
while (/* 条件 */)
{
// 重复执行的指令
}
不难理解吧,while 在英语中是“当…时”,即是说:
当括号里的“条件”为真时,执行大括号里的指令,一旦条件变为假,不执行指令,while 循环结束。
用一个小程序来看一下吧,这个程序中,我们要让用户输入数字 27,只有当用户输入的是 27 时,程序才会停止,否则会一直让用户输入数字(是的,我很任性):
#include <stdio.h>
int main(int agrc, char *argv[]) {
int number = 0;
while (number != 27) {
printf("请输入 27 ! ");
scanf("%d", &number);
}
return 0;
}
运行程序,会如下显示:
请输入 27 ! 10
请输入 27 ! 17
请输入 27 ! 30
请输入 27 ! 27
接下来,我们用 while 循环来做一点更有意思的事情:让循环执行一定次数 。
int counter = 0;
while (counter < 10) {
printf("你好 !\n");
counter++;
}
它会显示 10 次“你好!”,如下:
你好!
你好!
你好!
你好!
你好!
你好!
你好!
你好!
你好!
你好!
逻辑到底是怎么样的呢?
-
counter 初始值为 0 。
-
我们的 while 循环的循环条件是 counter < 10,也就是说,只有在 counter 变量的值小于 10 的时候,才会执行循环体(大括号里)的指令:打印“你好!”。
-
因为初始 counter 是 0,循环条件为真,所以执行 printf,显示“你好!” 。
-
在循环体中,我们将 counter 的值加 1 。
-
第二次判断条件的时候,counter 的值已经是 1 了,但还是满足 counter < 10 这个条件,因此再次显示“你好!”。
-
如此这般,一直到 counter 的值变为 10,不满足 counter < 10 这个条件了,while 循环才结束,所以一共打印了十个“你好!”。
为了加深理解,我们再来写一个小程序,这次我们让 while 循环每次输出变量的值:
int counter = 0;
while (counter < 10) {
printf("变量的值是 %d\n", counter);
counter++;
}
执行程序,显示如下:
变量的值是 0
变量的值是 1
变量的值是 2
变量的值是 3
变量的值是 4
变量的值是 5
变量的值是 6
变量的值是 7
变量的值是 8
变量的值是 9
这下是否理解得更透彻了?
4. do…while 循环
do 表示“做”。
这种类型和 while 循环非常类似,不过比较少用到。
与 while 循环唯一的不同点就是循环条件的位置,while 循环中循环条件是在一开始,而 do…while 循环中是在最后:
int counter = 0;
do {
printf("你好 !\n");
counter++;
} while (counter < 10);
这样的不同改变了什么呢?
-
很简单,while 循环可能会一次也不执行循环体(大括号里)的指令,假如条件一开始就不满足。
-
而 do…while 循环是先执行循环体的指令,再做条件判断,所以 do…while 的指令至少会被执行一次。
如果我们将 do…while 循环中的变量 counter 初始化为 40,那么 do…while 会显示一次“你好!”,对于 while 循环,如果 counter 初始为 40,那么一次也不会显示“你好!”
5. for 循环
for 表示“对,对于”。
理论上,for 循环可以实现我们想要的任何类型循环。
之前已经说过,for 循环就是另一种形式的循环而已。
之前 while 循环的例子:
int counter = 0;
while (counter < 10) {
printf("你好 !\n");
counter++;
}
以上的代码,我们可以写一个 for 循环的版本,它们做的是同样的事情:
int counter;
for (counter = 0 ; counter < 10 ; counter++) {
printf("你好 !\n");
}
这两个循环都会显示十次“你好!”。
for 循环和 while 循环有什么区别呢?
-
for 循环的例子中,counter 变量并没有在声明的时候初始化。
-
在 for 后面的括号中,有更多的东西(下面我们会详述)。
-
在循环体(大括号里的内容)中,没有 counter++ 这个指令。
我们最感兴趣的是 for 后面的括号中的内容,因为那也是 for 循环吸引人的地方。
可以看到括号中有三条指令,用分号(;
)分隔:
-
第一条指令用于初始化:在我们的情况,我们将 counter 的值初始化为 0。
-
第二条指令用于规定条件:和 while 循环一样,这个条件用于判断循环是否继续执行。当这个条件为真时,for 循环才会继续。
-
第三条指令用于做自增:这条指令是在循环体中的指令执行完后才执行的,用于更新变量的值;大多数情况下我们是做自增,当然我们也可以做自减(
counter--
)或者增加/减少任意值(counter -= 2
) (关于自增和自减,请回顾运算符那一课)。
因此,for 循环的逻辑是这样的:
-
括号里的第一句指令用于初始化变量,只会执行一次,之后不再执行。
-
对括号里的第二句指令做判断,如果条件为真,则执行循环体(大括号里)的指令;如果为假,则不执行循环体,for 循环结束。
-
执行完循环体里的指令,接着执行括号里的第三句指令,用于更新变量的值。
-
再次对括号里的第二句指令做判断,如果条件为真,则执行循环体(大括号里)的指令;如果为假,则不执行循环体,for 循环结束。
-
如此周而复始。注意,括号里的第一句指令只会执行一次,之后就用不上了。
简单说来,for 循环浓缩了很多内容在 for 后面的括号里。
一定要熟练掌握 for 循环,因为会很常用。
6. 总结
-
循环能够使我们的程序重复执行一系列指令。
-
有好几种循环:while,do…while,for 。依场景不同,选择某个循环会更适合。
-
for 循环可能是使用最频繁的循环语句了,在里面我们经常会做变量的增减。
7. 第一部分第十课预告
今天的课就到这里,一起加油吧!
下一课我们将编写第一个 C语言小游戏!