C语言详解：三大结构及其语句
目录
一、选择结构
1.if语句
2.switch语句
二、循环结构
1.while循环
2.for循环
1.goto语句
结束了初识C语言，现在我们再从头细细的学起。首先映入眼帘的是三大结构，分别是顺序结构，选择结构，循环结构。
生活中的事情大大小小基本上都可以通过这三种结构描述。
C语言是一门结构化的编程语言。顺序结构不必多言，选择结构有if语句，switch语句，循环结构有while循环，for循环以及do...while循环语句，还会介绍到goto语句。
语句
那首先，什么是语句呢，以分号；结尾的，用分号；隔开的就是一条语句。
例如printf("hehe\n"); ，这便是一条语句。甚至还有只有一个分号；的语句称为空语句。
printf("hehe\n");
1+2;
;//空语句选择结构
那么现在我们知道了什么是语句。再来看看什么是选择结构，选择结构对应分支语句或称选择语句。比如这么一个简单的例子就可以用分支语句描述。
if语句
语法结构
那if语句的语法结构是什么样的呢？
if(表达式)
语句;
else
语句;
//多分支
if(表达式)
语句;
else if(表达式)
语句;
else if(表达式)
语句;
...
else
语句; if语句的条件表达式，若为真，则进入语句，反正为假，则不执行。
下面是关于年龄的多分支情况。
int main()
{
int age = 20;
//多分支
if (age < 18)
printf("青少年\n");
else if (age >= 18 && age < 30)
printf("青年\n");
else if (age >= 30 && age < 50)
printf("壮年\n");
else if (age >= 50 && age < 80)
printf("老年\n");
else
printf("快没了\n");
return 0;
}
当然如果想一个if语句控制多条语句则需要使用代码块。即用一个大括号将所以语句括在一起。这样有一个明显的好处就是可以提高代码的可读性。如：
//代码块
//提高代码可读性
//if控制多条语句，使用代码块
int main()
{
int age = 10;
if (age >= 18)
{
printf("成年了\n");
printf("可以谈恋爱了\n");
}
return 0;
}如果没有代码块则会显示10岁的小屁孩也可以谈恋爱，这显然是不符合社会主义核心价值观的，则是坚决不允许的。
问题
下面是关于if语句的一些常见的问题及一些特例。
①18 <= age < 30
//18 <= age < 30
int main()
{
int age = 50;
if (18 <= age < 30)
printf("青年\n");
return 0;
}
小白很容易写出这样的代码，问题就出现在判断条件上，
编程语言里18 <= age < 30的意义是一个表达式，
先看左边的18 <= age 无论其是真是假，真则为1，假则为0，
1或0都是要小于30的，故整个表达式为真，所以无论怎样都会执行if语句。
②悬空else
还有一个经典的问题就是悬空else。
//悬空else
int main()
{
int a = 0;
int b = 2;
if (a == 1)
if (b == 2)
printf("hehe\n");
else
printf("haha\n");//else与其上最近的一个if匹配
return 0;
}该代码的else部分虽然是和第一个if对齐，但是else总是与其上最近的一个if搭配，不受代码风格的影响。
所以该else和上一个if都是嵌套在第一个if语句里的。
故修改后应为下图，显著的提示了代码的可读性。
int main()
{
int a = 0;
int b = 2;
if (a == 1)
{
if (b == 2)
printf("hehe\n");
else
printf("haha\n");//else与其上最近的一个if匹配
}
return 0;
}
特例
下面看几个特例。
①
if(condition)
return x;
return y;该代码的含义为如果条件成立，则返回x，否则返回y。
void test()
{
if (1)
{
printf("hehe\n");
return 0;
}
//函数返回值后，后面的代码不执行
printf("haha\n");
}
int main()
{
test();
return 0;
}从上面的代码可以看出，函数返回值后，下面的代码将不再执行。
故不会又返回x又返回y。
②判断表达式误写成赋值表达式
还有就是错把比较相等的表达式写出赋值表达式。这也是一个小白经常犯的，不起眼的却又很难找且编译器不报错的错误。
//判断表达式误写成赋值表达式
int main()
{
int a = 0;
if (a = 5)
printf("hehe\n");
return 0;
}在上面的代码中，错把a==5写成了a=5。但是逻辑上又没有什么问题，a=5是赋值表达式，其值为5为真，所以判断条件失效，无论如何都执行if语句。
那怎么修改呢？
//建议改成
int main()
{
int a = 0;
if (5 == a)
printf("hehe\n");
return 0;
}把 a == 5 改成 5 == a，这样一来如果再写成赋值表达式，编译器就会报警（常量怎么可以被赋值呢）。
别人一看：“霍！盖了帽了，我的老baby！代码老司机！”
练习
下面的代码是小练习，输出0到100之间的奇数。
//输出1-100之间的奇数
int main()
{
int i = 0;
while (i <= 100)
{
if (i % 2 == 0)
printf("%d ", i);
i++;
}
for (i = 0; i < 100; i++)
{
if (i % 2 == 1)
{
printf("%d ", i);
}
}
return 0;
}
switch语句
关于if语句的讲完了，现在我们进入到switch语句。
语句结构
switch(整型表达式)
{
语句项;
}之所以会用到switch语句，是因为再该种情况下使用if...else 会过于繁琐。
int main()
{
int day = 0;
scanf("%d", &day);
switch (day)//整型表达式
{
case 1://整型常量表达式
{
printf("星期一\n");
printf("美好的一天，从上班开始5555~");
break;
}
//switch里可以加{}
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;
}
return 0;
}
注意
- 首先switch后面的表达式必须是整型表达式，即其后变量必须为整型。
- 其中case语句项里也必须是整型常量表达式，既是整型也是常量缺一不可。
- 从上述代码中我们也可以看出，switch的case语句项若想控制多条语句，仍需使用代码块。
上述代码的逻辑里，必须在每种情况下都要又break跳出去，不然的话代码就会一直向下走。case是代码入口，break是代码出口。
但是若有时我们不需要分的如此清楚，比如1到5我们定为工作日，6到7我们定为休息日。那么我们的代码就可以这么改。
int main()
{
int day = 0;
scanf("%d", &day);
switch (day)
{
case 1:
case 2:
case 3:
case 4:
case 5:
printf("工作日\n");
break;
case 6:
case 7:
printf("休息日\n");
break;
default:
printf("输入数据有误，请重新输入\n");
break;
}
return 0;
}但从上述代码中我们还可以得到以下信息。
虽然多个case对应一种结果，但是最后仍需加上break;
default子句，是适配所有不符合case情况的情况。即当所有的case标签都不满足时，便会来到default的情况。
default子句末尾最好也加上break；这样后续如果再加入其他情况时，不至于代码错误。
另外，所以case语句不存在顺序问题，即无论顺序怎么排，都无所谓。
记得曾经学C的时候，写过一个选择题，问switch语句里有没有continue。现在看来绝对是脑残，continue只有循环里有，它的作用是跳出本次循环，分支语句里哪有本次一说？
总结：
if语句里的break&continue都是是为了控制外面的循环等语句。
switch语句里是break结束switch语句，代码不往下走，switch语句里没有continue。
循环结构
while循环
//while语法结构
while(表达式)
循环语句；那while语句的执行流程呢？
条件为真，则进入循环反之则退出循环。这并不难理解。
break&continue
但是图中break，和continue是什么意思呢？break是否和在switch里是一个用法呢？
int main()
{
int i = 0;
while (i <= 10)
{
if (i == 6)
break;
printf("%d ", i);
i++;
}
return 0;
}如上述代码，当i=6时，break后则终止了循环，所以输出结果为0 1 2 3 4 5 。
int main()
{
int i = 0;
while (i <= 10)
{
if (i == 6)
continue;
printf("%d ", i);
i++;
}
return 0;
}但是当把break换成continue则会发生什么呢？
细心想一想就会发现，该程序陷入了死循环中。
先是输出了0 1 2 3 4 5 ，但当i=6时，continue跳出了本次循环，直接进入下一次循环，但此时i并没有得到i++，所以还一直处于i=6的状态，故一直在continue，一直死循环。
如此，我们将代码稍作修改。
int main()
{
int i = 0;
while (i <= 10)
{
i++;
if (i == 6)
continue;
printf("%d ", i);//1 2 3 4 5 7 8 9 10 11
}
return 0;
}把i++，放到了前面这样的话，我们的i便有了++的机会。
总结：
循环中只要遇到break，就停止后期所有循环，直接终止循环。所以while中的break是用于永久终止循环的。
continue用于终止本次循环，也就是本次循环中continue后边的代码不会再执行，而是直接跳转到while语句的判断部分。进行下一次循环的入口判断。
特例
先看下面代码是什么意思。
int main()
{
int ch = 0;
while ((ch = getchar()) != EOF)
putchar(ch);
return 0;
}这里我们先简单的介绍两个函数getchar和putchar。
通俗的说，getchar就是从键盘获取字符，putchar就是把字符打印到屏幕。
然后就是EOF，end of file，顾名思义是个文件结束标志。打开EOF后可以看到EOF的值为-1。
判断条件中的ch = getchar() ，同样返回的也是字符的ACSII码值。
这也是为什么，ch用的是整型int定义的原因。
getchar和scanf是从输入缓冲区里读取的字符。
二者读取的方式有所不同，scanf读取到空格就停下不读了，getchar一次只读取一个字符。
但又有相同之处，如果输入缓冲区没东西，那么就等待我们从键盘上输入。如果输入缓冲区有东西，就直接读取。
应用到实例就是这样的一个输入密码的程序。
int main()
{
int ch = 0;
char password[20] = { 0 };
printf("请输入密码>:");
scanf("%s", password);
printf("请确认密码(Y/N):>");
//清理\n
//getchar();//只能清理一个字符
while ((ch = getchar()) != '\n')
{
;
}
ch = getchar();
if (ch == 'Y')
printf("确认成功\n");
else
printf("确认失败\n");
return 0;
}
第二个特例就是这样的一个程序
//只打印数字字符
int main()
{
int ch = 0;
while ((ch = getchar()) != EOF)
{
if (ch < '0' || ch > '9')
continue;
putchar(ch);
}
return 0;
}
该程序的特点就是排除数字字符以外的所以字符。
for循环
既然已经有了while循环，那我们为什么还要学for循环呢？其实for循环才是我们日后使用最多的循环语句。
先看其语法结构。
for (表达式1, 表达式2, 表达式3)
循环语句;表达式1为初始化部分，用于初始化循环变量。表达式2为条件判断部分，用于判断什么时候终止循环。表达式3为调整部分，用于循环条件的调整。
他把循环最重要的三个部分合在一起，与while循环形成了鲜明的对比。
int i = 1;//初始化部分
//...
while (i <= 10)//判断部分
{
//...
printf("%d ", i);
//...
i++;//调整部分
}
return 0;当我们的while循环体写的够多够大时，其弊病就显现出来了，三个部分分离，不好找，修改时容易引起错误。
int main()
{
int i = 0;
for (i = 1; i <= 10; i++)
{
printf("%d ", i);
}
return 0;
}
这是一个for循环的例子，很清晰，很简单。
break&continue
int main()
{
int i = 0;
for (i = 1; i <= 10; i++)
{
if (i == 5)
break;
printf("%d ",i);//1 2 3 4
}
return 0;
}这是for循环里break的作用，显而易见，和其他循环甚至和分支语句里的作用都一样。是直接终止循环，或者说是跳出语句。
int main()
{
int i = 0;
for (i = 1; i <= 10; i++)
{
if (i == 5)
continue;
printf("%d ", i);//1 2 3 4 6 7 8 9 10
}
return 0;
}而如果将这里的break改成continue会怎么样呢？
显然跳过了i=5的情况，直接跳到了for循环的调整部分，调整循环变量，不容易造成死循环。
提示：为加以区别，可记成continue跳过循环体下面的代码（只有for循环的调整部分在循环体上面所以不受影响，其他循环都不行）
建议
1.不可在for循环体内修改循环变量，防止for循环失去控制。
例如还是这条小白经常忽略的语病，判断表达式写出赋值表达式。
int main()
{
int i = 0;
for (i = 1; i <= 10; i++)
{
if (i = 5)//循环体内修改循环变量
printf("%d ",i);
}
return 0;
}这还是相当于在循环体内改变了循环变量，这便造成了5555...的死循环。
还有这样的。
int main()
{
int i = 0;
for (i = 1; i <= 10; i++)
{
printf("%d ", i);
i++;
}
return 0;
}尽量不要这样，可以在循环调整部分修改为i+=2。不然的话，代码写多了，就把下面的i++给忘了。
2.建议for语句的循环控制变量的取值采用"左闭右开"写法。
int main()
{
int i = 0;
int arr[20] = { 0 };//0~9
for (i = 0; i < 10; i++)//左闭右开
{
scanf("%d", &arr[i]);
}
for (i = 0; i < 10; i++)//左闭右开
{
printf("%d ", arr[i]);
}
return 0;
}例如这样很经典的用for循环遍历数组元素来赋值和输出的用法。
这里循环变量i就拥有了更多的意义，比如i从0开始，表示数组下标从0开始，i<10表示i循环10次。
也不是说必须要左开右闭，根据事实情况来看，目的就是使循环变量拥有更多的意义。
变种
1.省略问题
考试也容易考，但是一般真正写代码时不会这样。
int i=0;
for (;;)
{
printf("%d ", i);
}若把三个循环部分都省了，可不可行？
初始化，判断，调整部分都可省略。若初始化部分省略则在创建变量时就已经初始化。判断部分省略，意味着判断条件恒为真。调整部分省略，那就不调整呗。
还有一例代码，请诸君细细思量一下。
int i=0;
int j=0;
for ( ; i < 10; i++)
{
for ( ; j < 10; j++)
{
printf("hehe\n");
}
}答案是屏幕上打印了10个hehe。
其实在第一遍外循环结束之后，内循环就不再循环了，因为内循环初始化条件的缺失，之后的j始终等于10，故一直不进内循环，所以只有i=1时循环一遍。
2.多循环变量的情况
int main()
{
int x = 0;
int y = 0;
for (x = 0, y = 0; x < 5 && y < 7; x++, y++)
{
printf("hehe\n");
}
return 0;
}
该种情况也是可以的，该怎么循环和单循环变量一样。
现在我们来看一下一道笔试题，既然出出来考我们，那么一定有坑，还请各位细细思量一下，小提示：和我前面介绍的是一种的经典语病。
请问下面代码循环几遍？
int main()
{
int i = 0;
int k = 0;
for (i = 0, k = 0; k = 0; i++, k++)
{
k++;
}
return 0;
}
当然是一遍都不循环啦。判断条件都成赋值表达式了，k=0恒为假，还循环个屁呀。
do..while循环
先看它的语法结构。
do
{
循环语句;
}while(表达式)
他的特点显而易见，是先执行再判断，所以就算条件不满足，也至少执行一次，使用的场景有限，所以不是经常使用。
break&continue
再来看它的break和continue的用法。
int main()
{
int i = 1;
do
{
if (i == 5)
break;
printf("hehe\n");
i++;
} while (i < 10);
return 0;
}
和其他循环并无二致。
int main()
{
int i = 1;
do
{
if (i == 5)
continue;
printf("hehe\n");
i++;
} while (i < 10);
return 0;
}
//死循环这里也是和while循环一样，因跳过了i++这样的进步条件。所以造成了死循环。
总结：
循环语句里break都是提前终止循环。
continue都是跳过其后部分的代码，重新开始下一次的循环。
练习题
okkkkk，现在又到了最爱的练习题环节，此后的练习必须是要写进文件并且上传到gitee了。（ps：难了现在）
1.计算n的阶乘。
//封装阶乘函数
int factorial()
{
int n = 0;
int i = 1;
int pro = 1;
scanf("%d", &n);
for (i = 1; i <= n; i++)
{
pro *= i;
}
return pro;
}
2.计算1!+2!+3!.......+10!
//封装阶乘求和函数
int sum_on_factorial()
{
int i = 0;
int n = 0;
int pro = 1;
int sum = 0;
for (n = 1; n <= 10; n++)
{
pro = 1;
for (i = 1; i <= n; i++)
{
pro *= i;
}
sum += pro;
}
return sum;
}这样还有点复杂，还可以优化。
//修改后
int sum_on_factorial2()
{
int n = 0;
int pro = 1;
int sum = 0;
for (n = 1; n <= 10; n++)
{
//这里的pro就不用初始化了
pro *= n;
sum += pro;
}
return sum;
}3.在一个有序数组中查找具体的某个数字n。编写int binsearch(int x, int v[, int n);功能︰在v[0]<=v[1]<=v[2]<=....<=v[n-1]的数组中查找x.
//封装有序数组查找元素函数
void findkey()
{
int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int key = 7;
//求数组长度
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
//遍历数组
int i = 0;
for (i = 0; i < sz; i++)
{
if (arr[i] == key)
{
printf("找到了，下标是%d\n", i);
break;
}
}
if (i == sz)
{
printf("找不到\n");
}
}上面是最基本的遍历数组的方法。当然还有更好的方法：二分查找。数组越大，效率越高。
//封装有序数组查找元素函数
void findkey()
{
int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int key = 7;
//求数组长度
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
//二分查找
int left = 0;
int right = sz - 1;
while (left <= right)
{
int mid = (left + right) / 2;
if (arr[mid] > key)
{
right = mid - 1;
}
else if (arr[mid] < key)
{
left = mid + 1;
}
else
{
printf("找到了，下标为%d\n", mid);
break;
}
}
if (left > right)
printf("没找到\n");
}4.编写代码，演示多个字符从两端移动，向中间汇聚。
//演示一行代码从两端移动，向中间汇聚
#include <string.h>
#include <windows.h>
#include <stdlib.h>
int string_move()
{
char arr1[] = "happy birthday to you!!!";
char arr2[] = "########################";
int len = strlen(arr1);
int left = 0;
int right = len - 1;
while (left <= right)
{
arr2[left] = arr1[left];
arr2[right] = arr1[right];
printf("%s\n", arr2);
Sleep(500);//1000ms
system("cls");
left++;
right--;
}
printf("%s\n", arr2);
return 0;
}
其代码运行过程不好用语言描述，感兴趣的朋友们可以自己试试。
5.编写代码实现，模拟用户登录情景，并且只能登录三次。(只允许输入三次密码，如果密码正确则提示登录成，如果三次均输入错误，则退出程序。
//模拟用户登录情景
#include <string.h>
int followsignup()
{
int i = 0;
char password[20] = { 0 };
//假设密码为abcdef
for (i = 0; i < 3; i++)
{
printf("请输入密码:>\n");
scanf("%s", password);
if (strcmp(password, "abcdef") == 0)
//字符串比较函数
{
printf("密码正确\n");
break;
}
else
{
printf("密码输入错误，请重新输入\n");
}
}
if (i == 3)
{
printf("三次输入错误，退出系统\n");
}
else
{
printf("登录成功\n");
}
return 0;
}
goto语句
C语言中提供了可以随意滥用的goto语句和标记跳转的标号。如：
int main()
{
again:
//...
goto again;
return 0;
}当然，这里的again只是一个标记名字而已，像函数名一样随便取，a也好b也罢，只是为了更有意义罢了。
从理论上goto语句是没有必要的，一般来说用goto语句的地方也可以用循环代替。
其常见用法就是使程序在各种深层嵌套的代码中一次性跳出来，break一般只能跳出一次的循环。
实例
下面是使用goto语句的一个很有趣的例子︰关机程序。
//关机程序
#include <windows.h>
int Shutdown()
{
char input[20] = { 0 };
system("shutdown -s -t 60");
printf("你的电脑将于60s内关机，若输入我是猪，则取消关机\n");
again:
scanf("%s", input);
if (strcmp(input, "我是猪") == 0)
{
system("shutdown -a");
}
else
{
goto again;
}
return 0;
}
60s关机，输入我是猪就解锁。嘻嘻~~
这里我就不过多介绍了，各位亲自去了解下还是很有趣的，笔者当时是笑着学完的。当然其实我是懒的。
这里搞上这么一个shutdown的更多了解链接，感兴趣可以自己去看看。
欧克，到这里三大结构语句就讲完了，这回感谢各位了，一万三千字真的不容易呀。
