C语言控制结构

顺序结构

顺序结构是最基本的程序结构，它按照代码的书写顺序依次执行。

语句与表达式

语句

• 语句是程序执行的基本单元，每个语句以分号 ; 结尾。
• C语言中的语句包括声明语句、赋值语句、控制语句等。

表达式

• 表达式是由运算符和操作数组成的计算序列，它能够被计算出一个值。
• 表达式可以分为简单表达式和复杂表达式。

输入与输出函数

在C语言中，标准输入输出库 <stdio.h> 提供了输入输出函数，用于与用户进行交互。

输出函数

printf()：用于格式化输出数据到标准输出（通常是屏幕）。

输入函数

scanf()：用于从标准输入（通常是键盘）读取格式化的数据。

格式化输入输出

格式化输出

使用 printf() 函数，可以按照指定的格式输出数据。
格式化字符串包含普通字符和格式说明符，格式说明符用于指定数据的类型和输出格式。

示例

printf("整数：%d，浮点数：%f\n", 10, 3.14); // 输出整数和浮点数

格式说明符：

• %d：整数
• %ld：长整数
• %f：浮点数
• %s：字符串
• %c：字符
• %x：以十六进制显示的数
• %e：根据数据格式与类型自动显示

等等…

格式化输入

使用 scanf() 函数，可以按照指定的格式读取用户输入的数据。
需要提供格式字符串和对应变量的地址。

示例

int number;
scanf("%d", &number); // 读取一个整数到变量number中

分支结构

分支结构用于根据条件执行不同的代码路径。

if语句

• 基本语法：

if (条件表达式) {
    // 条件为真时执行的代码
}

• if-else语法：

if (条件表达式) {
    // 条件为真时执行的代码
} else {
    // 条件为假时执行的代码
}

• if-else if-else链：

if (条件表达式1) {
    // 条件1为真时执行的代码
} else if (条件表达式2) {
    // 条件2为真时执行的代码
} else {
    // 以上条件都不为真时执行的代码
}

switch语句

• 基本语法：

switch (表达式) {
    case 常量表达式1:
        // 执行代码块1
        break;
    case 常量表达式2:
        // 执行代码块2
        break;
    ...
    default:
        // 以上case都不匹配时执行的代码
        break;
}

循环结构

循环结构用于重复执行一段代码。

for循环

• 基本语法：

for (初始化表达式; 循环条件; 步进表达式) {
    // 循环体
}

while循环

• 基本语法：

while (循环条件) {
    // 循环体
}

do-while循环

• 基本语法：

do {
    // 循环体
} while (循环条件);

break与continue语句

在C语言中，关键字 break 和 continue 语句用于控制循环的流程。它们可以用于 for、while 和 do-while 循环中。

break 语句

break 语句用于立即退出当前循环，不再执行循环中剩余的代码，也不管循环的条件是否满足。当 break 语句执行后，程序将继续执行循环之后的代码。

以下是一个使用 break 语句的例子：

#include <stdio.h>

int main() {
    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        if (i == 5) {
            break; // 当 i 等于 5 时，退出循环
        }
        printf("%d ", i); // 打印 1 到 4
    }
    printf("\n循环结束\n");
    return 0;
}

在这个例子中，循环会在 i 等于 5 时中断，所以输出结果将是 1 2 3 4，然后打印 “循环结束”。

continue 语句

continue 语句用于跳过当前循环迭代中剩余的代码，并立即开始下一次循环迭代。与 break 不同，continue 不会退出循环，而是继续执行下一次循环。

以下是一个使用 continue 语句的例子：

#include <stdio.h>

int main() {
    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        if (i == 5) {
            continue; // 当 i 等于 5 时，跳过当前迭代
        }
        printf("%d ", i); // 打印 1 到 10，但不包括 5
    }
    printf("\n循环结束\n");
    return 0;
}

在这个例子中，当 i 等于 5 时，continue 语句会跳过当前的迭代，不打印 5，输出结果将是 1 2 3 4 6 7 8 9 10，然后打印 “循环结束”。

注意事项

1. break 和 continue 语句通常与 if 语句一起使用，以便在满足特定条件时改变循环的行为。
2. 在多层循环嵌套中，break 和 continue 只影响它们所在的最内层循环。
3. 如果要在多层嵌套循环中跳出所有循环，可能需要使用额外的标记或条件变量，或者使用 goto 语句（但这通常不推荐，因为它可能导致代码难以理解和维护）。

循环嵌套

循环嵌套是指在循环语句内部再嵌套一个或多个循环语句。以下是一些常见的循环嵌套示例：

for 循环嵌套

//代码将输出一个 5x5 的星号矩阵。
#include <stdio.h>

int main() {
    int i, j;
    for (i = 0; i < 5; i++) { // 外层循环
        for (j = 0; j < 5; j++) { // 内层循环
            printf("* "); // 输出星号和空格
        }
        printf("\n"); // 每完成内层循环一次，换行
    }
    return 0;
}

while 循环嵌套

//代码将输出一个 5x5 的星号矩阵。
#include <stdio.h>

int main() {
    int i = 0, j;
    while (i < 5) { // 外层循环
        j = 0;
        while (j < 5) { // 内层循环
            printf("* ");
            j++;
        }
        printf("\n");
        i++;
    }
    return 0;
}

循环嵌套在处理矩阵、多维数组或需要重复执行的操作时非常有用。通过改变循环的条件和循环体内部的代码，可以实现各种复杂的逻辑和数据处理任务。

作业

编写一个C语言程序，实现以下功能：

1. 程序开始时，提示用户输入一个整数。
2. 使用if-else结构判断该整数是正数、负数还是零，并输出相应的信息。
3. 如果输入的整数是正数，使用for循环计算从1到该整数的所有整数的和，并输出结果。
4. 如果输入的整数是负数，使用while循环计算从该整数到-1的所有整数的和，并输出结果。
5. 如果输入的整数是零，输出“输入的数是零”。

#include <stdio.h>

int main() {
    int number;
    int sum = 0;

    // 获取用户输入
    printf("请输入一个整数：");
    scanf("%d", &number);

    // 使用if-else结构判断并输出信息
    if (number > 0) {
        // 使用for循环计算正数和
        for (int i = 1; i <= number; i++) {
            sum += i;
        }
        printf("从1到%d的所有整数的和是：%d\n", number, sum);
    } else if (number < 0) {
        // 使用while循环计算负数和
        while (number < 0) {
            sum += number;
            number++;
        }
        printf("从%d到-1的所有整数的和是：%d\n", number, sum);
    } else {
        // 输出零的信息
        printf("输入的数是零。\n");
    }

    return 0;
}