10. C语言 -- 循环结构：for 语句和嵌套循环

ChuanXin · 发表于 2022-5-11 12:59

本博客主要内容为 “小甲鱼” 视频课程《带你学C带你飞》【第一季】学习笔记，文章的主题内容均来自该课程，在这里仅作学习交流。在文章中可能出现一些错误或者不准确的地方，如发现请积极指出，十分感谢。
也欢迎大家一起讨论交流，如果你觉得这篇文章对你有所帮助，记得评论、点赞哦　～(????)??

1. 循环的基本结构

??循环的基本结构一般如下图所示

通常一个循环都将涉及到三个动作，初始化计数器、判断循环条件是否满足和更新计数器。但是这种方式导致我们书写一个 while 循环至少需要三个语句，为了简化可以使用 for 循环。
2. for 语句

??for 语句的用法如下所示

for(表达式1; 表达式2; 表达式3)
循环体

复制代码

在 for 语句中三个表达式用分号隔开，其中表达式1是循环初始化表达式（对应上面的 “初始化计数器”），表达式2是循环条件表达式（对应上面的 “循环条件”），表达式3是循环调整表达式（对应上面的 “更新计数器”）。
??这样一来，for 语句将初始化计数器、循环条件判断、更新计数器三个动作组织到了在一起，那么以后如果要修改循环的次数，每次递进的跨度，或者循环结束条件，只需要在 for 语句后边的小括号内统一修改即可。

3. 灵活的 for 语句

3.1 表达式的省略

??for 语句的表达式1，表达式2和表达式3都可以按照需要进行省略，但分号不能省，其中可以是包括但不限以下的任何一种形式

for(; 表达式2; 表达式3)for(表达式1; 表达式2;)for(表达式1;;)for(;;)

复制代码

其中需要注意的是最后一个表达式，他实际上代表的是一个死循环。在程序中有死循环的存在并不代表着程序一定出现了错误，因为有的情境下需要死循环，如一个服务不停地向用户发送一个请求之类的。
3.1.1 举例说明

??下面是一个 for 语句使用的示例说明，通过 for 循环将一句话打印十遍。

#include<stdio.h>intmain(){int count;for(count =0; count <10; count ++){
printf ("a line ~~~\n");}return0;}

复制代码

??下面考虑上面所说的出现省略的情况，如下是省略表达式 1 的情况

#include<stdio.h>intmain(){int count =0;for(; count <10; count ++){
printf ("a line ~~~\n");}return0;}

复制代码

在上面的代码中，因为初始化的过程已经在之前的部分完成，所以可以在 for 语句简化这部分；当让我们还可以省略 count ++ ，将其放在循环体中，但是这种代码与 while 循环的差别也就不打了。所以除非有较为特殊的需求，否则过多的省略 for 语句，一方面使得程序较为难懂，另外也有可能降低程序的效率。
3.1.2 判断一个数字是否为素数

??素数指在大于 1 的自然数中，除了 1 和此数自身外，无法被其他自然数整除的数。关于素数的求法有很多，这里我们用比较朴素暴力的方式：迭代测试从2到num/2所有整数是否能被整除（num为待测试的整数），如果没有出现能被整除的整数，那么它就是素数。
??具体代码如下所示

#include<stdio.h>intmain(){int input_num, i;int flag =0;printf("%s: ","input a number");scanf("%d",&input_num);for(i =2;i <= input_num/2; i++){if(input_num%i ==0){
flag =1;}}if(flag ==1){printf("It is a prime number\n");}else{printf("It is not a prime number\n");}return0;}

复制代码

执行上面的程序可以根据输入判断其是否为一个素数，这种判断方式较为麻烦，只是对本节课 for 循环的一个联系，在后面会介绍更为简单的方法。
3.2 逗号表达式

??表达式1和表达式3可以是一个简单的表达式，也可以是逗号表达式，即用逗号分隔多个表达式，如下所示

#include<stdio.h>intmain(){int i, j;for( i=0, j=10; i < j; i++, j--){printf("%d\n", i);}return0;}

复制代码

在表达式 1 中，同时对 i j 两个变量进行初始化，同样的，在表达式 3 中同时对两个变量的值进行调整。
3.3 在表达式 1 中定义变量

??在 C99 的新标准中允许在 for 语句的表达式 1 中定义变量，如下所示

#include<stdio.h>intmain(){for(int i=0,int j=10; i < j; i++, j--){printf("%d\n", i);}return0;}

复制代码

使用 gcc 进行编译的时候需要加上 –std=c99，否则可能会出错。因此在编译的时候在终端中输入

gcc –std=c99 test.c &&./a.out

复制代码

其中的 test.c 为上述代码所对应的 C 文件。
??增加这个新特性的原因主要是考虑到循环通常需要一个计数器，而这个计数器出了循环就没什么用了。所以在表达式1的位置定义的变量，活动范围仅限于循环中，出了循环，它就无效了。这个从原理上涉及到变量的生命周期，具体的将会在后面的函数的部分讲述。

4. 循环嵌套

??循环结构跟分支结构一样，都可以实现嵌套。对于嵌套的循环结构，执行顺序是从内到外：先执行内层循环，再执行外层循环。
4.1 举例说明

??在下面的双层循环中，我们打印出变量 i j 来看看是否先执行内层循环，再执行外层循环。

#include<stdio.h>intmain(){int i, j;for(i =0; i <3; i++){for(j =0; j <3; j++){printf("i = %d, j = %d\n", i, j);}}return0;}

复制代码

执行这个程序的结果可以看到

很明显是先执行内层循环，在执行外层循环。
4.2 打印九九乘法表

??在这里我们将联系打印输出如下的一个九九乘法表

这个是一个很经典的 C 语言入门编程题，可以通过刚刚所讲的循环嵌套来实现，如果将每个表达式看成 i * j，那么第一行是 i = 1，j <= i，第二行是i = 2，j <= i，……所以可以得到如下所示代码

#include<stdio.h>intmain(){for(int i =1; i <9; i++){for(int j =1; j <= i; j++){printf("%d*%d=%-4d", i, j,i*j);}printf("\n");}return0;}

复制代码

??其中有两点需要注意，首先是 %-4d，这里的 - 表示左对齐，因为默认是右对齐，里面的 4 表示占 4 个字符；其次是在每一次循环结束之后会打印一个回车符号以换行。执行后的结果如下所示

参考

[1] “小甲鱼” 视频课程《带你学C带你飞》【第一季】P14
欢迎大家关注我的知乎号（左侧）和经常投稿的微信公众号（右侧）

		自动登录	找回密码
密码			立即注册

10. C语言 -- 循环结构：for 语句和嵌套循环

本帖子中包含更多资源