【大话 C 语言】分支与循环语句

作者：Albert Edison

2022 年 9 月 02 日
四川
本文字数：8574 字
阅读完需：约 28 分钟

🌟 前言

大家好，我是 Edison😎

上一篇文章说到要把 C 语言整个系列做个整理；

这不，今天开始我们的第二篇 「分支语句和循环语句」

Let's get i

本章目标

对 C 语言的「分支语句和循环语句」进行深入讲解，对个别难点进行深度剖析；以及文末会进行相应的例题练习

1、什么是语句？

C 语句可分为以下五类： 1、表达式语句 2、函数调用语句 3、控制语句 4、复合语句 5、空语句

本文后面介绍的是控制语句。

控制语句用于控制程序的执行流程，以实现程序的各种结构方式，它们由特定的语句定义符组成；

C 语言有九种控制语句。

可分成以下三类： 1、条件判断语句也叫分支语句：if 语句、switch 语句； 2、循环执行语句：do while 语句、while 语句、for 语句； 3、转向语句：break 语句、goto 语句、continue 语句、return 语句。

2、分支语句（选择结构）

如果你好好学习，校招时拿一个好 offer，走上人生巅峰。如果你不学习，毕业等于失业，回家卖红薯。这就是选择！

🍑2.1 if 语句

那 if 语句的语法结构是怎么样的呢？

语法结构👇

//单分支if(表达式)    语句;    //if和else   if(表达式)    语句1;else    语句2;
//多分支    if(表达式1)    语句1;else if(表达式2)    语句2;else    语句3;

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我们来看看 单分支 的情况

代码示例📝

#include <stdio.h>
int main(){    int age = 0;    scanf("%d", &age);    if (age < 18)    {        printf("未成年\n");    }}

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运行结果👇

当条件满足时，会执行；

当条件不满足时，不会执行；

那如果用 if 和 else 呢？

#include <stdio.h>
int main(){    int age = 0;    scanf("%d", &age);    if (age < 18)    {        printf("未成年\n");    }    else    {        printf("成年\n");    }}

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运行结果👇

age > 18，执行 if 语句；

age < 18，执行 else 语句；

那 多分支 的情况呢？

#include <stdio.h>
int main(){    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 < 80)    {        printf("老年\n");    }    else    {        printf("老寿星\n");    }}

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&&：可以理解的并且，相当于要同时满足&& 左右的条件； age >= 18 && age < 30：age 既要大于等于 18，又要小于 30；关于&&操作符，我在后续的文章专门会讲到，这里不要急；

运行结果👇

age = 45 时；

解释一下：如果表达式的结果为真，则语句执行。在 C 语言中如何表示真假？ 0 表示假，非 0 表示真。

🎃重点：如果条件成立，要执行多条语句，怎应该使用代码块。

#include <stdio.h>
int main(){    if(表达式)     {        语句列表1；     }    else     {        语句列表2；     }    return 0;}

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这里的一对{}就是一个代码块。那为什么要使用{} 代码块呢？因为，if 只能控制离它最近的一条语句，想要 if 控制多条语句，要使用 {} 大括号；

🍎 悬空 else

当你写了下面这个代码时📝

#include <stdio.h>
int main(){    int a = 0;    int b = 2;    if (a == 1)        if (b == 2)            printf("hehe\n");    else        printf("haha\n");    return 0;}

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猜猜看，这段代码的执行结果是多少呢？我猜肯定有同学会说：在屏幕上打印 haha；是不是呢？我们来运行看一看

结果并没有打印任何东西；因为 else 这条语句是与if (b == 2) 进行匹配的，而不是 if (a == 1) ；因此当if (a == 1) 这条语句中的条件为假，if (b == 2) 这条语句也不会执行，与之匹配的 else 语句自然也不会执行。

那这段代码如何修改呢？

很简单，只需要加上 {} 就好可以了

#include <stdio.h>
int main(){    int a = 0;    int b = 2;    if (a == 1)    {        if (b == 2)        {            printf("hehe\n");        }    }    else    {        printf("haha\n");    }    return 0;}

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运行结果👇

else 的匹配：else 是和它离的最近的 if 匹配的；适当的使用{}可以使代码的逻辑更加清楚；所以代码风格很重要。

🍎 if 书写形式的对比

//代码1if (condition) {    return x;}return y;
//代码2if(condition){    return x;}else{    return y;}
//代码3int num = 1;if(num == 5){    printf("hehe\n");}
//代码4int num = 1;if(5 == num){    printf("hehe\n");}

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那我们到底咋如何选择呢？ 代码 2 和代码 4 更好，逻辑更加清晰，不容易出错。

🍎 练习题

1、判断一个数是否为奇数 2、输出 1~100 之间的奇数

🍑2.2 switch 语句

switch 语句也是一种分支语句，常常用于多分支的情况。

比如：

输入 1，输出星期一输入 2，输出星期二输入 3，输出星期三输入 4，输出星期四输入 5，输出星期五输入 6，输出星期六输入 7，输出星期日

那我如果写成 if...else if ...else if 的形式，会不会太复杂了？

所以就得有不一样的语法形式，这就是 switch 语句。

switch(整型表达式){    语句项；}

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而语句项是什么呢？是一些 case 语句

case 整形常量表达式:    语句;

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🍎 在 switch 语句中的 break

在 switch 语句中，我们没法直接实现分支，搭配 break 使用才能实现真正的分支。

比如：

#include <stdio.h>
int main(){    int day = 5;    switch (day)    {    case 1:        printf("星期一\n");        break;    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("星期天\n");        break;    }    return 0;}

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执行结果👇

那如果不加 break 会怎么样呢？

当day=5时，程序会在 case 5 这条语句下依次往下执行，这显然不是我们想要的，我们想要程序只打印星期五；因此为了能使程序执行完 case 5 就终止，我们需要关键字 break 来跳出程序。现在知道 break 的重要性了吧！

但是有时候我们的需求变了：

输入 1-5，输出的是 weekday; 输入 6-7，输出 weekend;

所以我们的代码就应该这样实现了：

#include <stdio.h>
int main(){    int day = 6;    switch (day)    {    case 1:    case 2:    case 3:    case 4:    case 5:        printf("weekday\n");        break;    case 6:    case 7:        printf("weekend\n");        break;    }    return 0;}

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执行结果👇

输入 1

输入 6

break 语句的实际效果是把语句列表划分为不同的部分。

🎃编程好习惯

在最后一个 case 语句的后面加上一条 break 语句。可以避免出现在以前的最后一个 case 语句后面忘了添加 break 语句。

🍎 default 子句

如果表达的值与所有的 case 标签的值都不匹配怎么办？其实也没什么，结构就是所有的语句都被跳过而已。程序并不会终止，也不会报错，因为这种情况在 C 中并不认为是个错误。但是，如果你并不想忽略不匹配所有标签的表达式的值时该怎么办呢？你可以在语句列表中增加一条 default 子句；把这个标签default： ，写在任何一个 case 标签可以出现的位置。

那么此时结构是什么意思呢？

当 switch 表达式的值并不匹配所有 case 标签的值时，这个 default 子句后面的语句就会执行。所以，每个 switch 语句中只能出现一条 default 子句。但是它可以出现在语句列表的任何位置，而且语句流会像贯穿一个 case 标签一样贯穿 default 子句。

代码示例📝

#include <stdio.h>
int main(){    int day = 0;    scanf("%d", &day);    switch (day)    {    case 1:    case 2:    case 3:    case 4:    case 5:        printf("weekday\n");        break;    case 6:    case 7:        printf("weekend\n");        break;    default:        printf("输入错误,请重新输入\n");    }    return 0;}

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执行结果👇

输入 3

输入 7

输入 10

🎃编程好习惯

在每个 switch 语句中都放一条 default 子句是个好习惯，甚至可以在后边再加一个 break ； case 后面要不要加 break，取决于逻辑。

🍎 练习

思考一下🤔，看看下面这段代码的执行结果是多少？

#include <stdio.h>
int main(){    int n = 1;    int m = 2;    switch (n)   {    case 1:            m++;    case 2:            n++;    case 3:             switch (n)           {//switch允许嵌套使用             case 1:                    n++;             case 2:                    m++;                    n++;                    break;           }    case 4:            m++;             break;    default:             break;   }    printf("m = %d, n = %d\n", m, n);    return 0;}

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3、循环语句

while 循环 for 循环 do while 循环

🍑3.1 while 循环

我们已经掌握了 if 语句；当条件满足的情况下，if 语句后的语句执行，否则不执行。但是这个语句只会执行一次。但是我们发现生活中很多的实际的例子是：同一件事情我们需要完成很多次。 那我们怎么做呢？

C 语言中给我们引入了：while 语句，可以实现循环。

//while 语法结构
while(表达式)   循环语句；

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while 语句执行的流程图

注：expr是表达式；stmt是循环语句；

比如我们实现：

在屏幕上打印 1-10 的数字

代码示例📝

#include <stdio.h>
int main(){    int i = 1;    while (i <= 10)    {        printf("%d ", i);        i = i + 1;    }    return 0;}

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执行结果👇

这个代码已经帮我了解了 while 语句的基本语法。

🍎 while 语句中的 break 和 continue

🍅break 介绍

#include <stdio.h>
int main(){    int i = 1;    while (i <= 10)    {        if (i == 5)            break;        printf("%d ", i);        i = i + 1;    }    return 0;}

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执行结果👇

当i == 5时 if 条件成立，程序读到 break，跳出循环。

总结：break 在 while 循环中的作用

其实在循环中只要遇到 break，就停止后期的所有的循环，直接终止循环。所以，while 中的 break 是用于永久终止循环的。

🍅continue 介绍

#include <stdio.h>
int main(){  int i = 1;  while (i <= 10)  {    i = i + 1;    if (i == 5)      continue;    printf("%d ", i);  }  return 0;}

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执行结果👇

当i == 5时，遇到 continue，程序直接跳转到 while 语句中的判断部分，并没有执行后面的打印语句。

continue 使用不当可能会造成死循环 👇

#include <stdio.h>
int main(){    int i = 1;    while (i <= 10)    {        if (5 == i)            continue;        printf("%d ", i);        i ++;    }    return 0;}

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执行结果👇

当i=5时，print和i++不执行；直接回到i <= 10判断部分；那么此时 i 还是 等于 5，所以打印：1 2 3 4 ....死循环

总结：continue 在 while 循环中的作用

continue 是用于终止本次循环的；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。

🍎 getchar 和 putchar

getchar：从键盘上获取字符；

putchar：把字符打印到屏幕上

我们接下来看一段代码示例📝

#include <stdio.h>
int main(){ int ch = 0; while ((ch = getchar()) != EOF)       putchar(ch);    return 0;}

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执行结果👇

输入 A，它会把 A 打印到屏幕上

输入 Abc，它会把 Abc 打印到屏幕上

输入 123，它会把 123 打印到屏幕上

你会发现，不管我们输入什么，都会打印到屏幕上，那么如何退出呢？只需要输入：Ctrl+z即可

那么这段代码到底是什么意思呢？为什么Ctrl+z就可以停止输入呢？

首先我们看上面的代码，可以看出 while 的判断部分有个 != EOF； EOF，全称是：end of file，意思是文件结束的标志；当我们在 VS2019 中，对 EOF 转到定义，可以看到，它的值是 -1

程序运行时，我们的 getchar 开始读取字符；当 getchar 读取失败的时候就会返回 EOF；那为什么返回的字符会放到 int 类型的 ch 里面去呢？很简单，因为返回的字符，本质是字符也是 ASCII 码值，是整数； getchar 函数不仅仅是返回正常字符，还会返回 EOF，也就是 -1；所以把返回值放在整形变量中，

这时候，你可能会有疑问，不是读取字符吗？为什么输入 123 这种整型变量也可以呢？

注意，这里的 1、123 等等，这些并不是整型变量；还记得我们第一章中的 ASCII 码表吗？

因为 getchar 函数是用于读取字符的；所以它读取到的是 字符 1，并不是整型的 1，而 字符 1 对应的整型数字是 49；懂了吗？

假设，写一个程序，实现用户的登录场景

#include <stdio.h>
int main(){  int ch = 0;  char password[20] = { 0 };  printf("请输入密码>:");    scanf("%s", password);    printf("请确认密码>:\n");    ch = getchar();  if (ch == 'Y')  {    printf("确认成功\n");  }  else  {    printf("确认失败\n");  }
  return 0;}

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运行结果👇

可以看到，我都还没有确认密码，就提示确认失败了

为什么会这样呢？

其实，我们的 scanf 和 getchar 看似是从键盘上读取数据的；实际上是从 输入缓冲区 里面读取数据的；

首先 scanf 发现输入缓冲区里面没东西，所以我从键盘上敲了：abcdef\n；然后把abcdef\n放入了输入缓冲区；这时候，scanf 发现输入缓冲区有东西，就拿走了 abcdef；并放入了 password 数组里面去；此时输入缓冲区还剩下\n；紧接着，打印确认密码； getchar 去读取的时候，发现输入缓冲区还有个\n，所以直接拿走了，并放入了 ch 里面去；接着进入 if 语句，\n != 'Y'，所以程序走了 else，确认失败；所以整个过程中就没有等待！

那代码如何修改呢？

当 scanf 把密码拿走以后，必须确保输入缓冲区是空的；所以我们需要清理\n；

代码示例📝

#include <stdio.h>
int main(){  int ch = 0;  char password[20] = { 0 };  printf("请输入密码>:");  scanf("%s", password);    while ((ch = getchar()) != '\n')  {    ;  }
  printf("请确认密码(Y/N)>:");  ch = getchar();
  if (ch == 'Y')  {    printf("确认成功\n");  }  else  {    printf("确认失败\n");  }
  return 0;}

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运行结果👇

用数字+字母+空格的方式输入密码；

总结：

EOF 的值是 -1； getchar 读取字符时，如果遇到Ctrl+z，表示读取失败，会返回一个 EOF，或者返回 -1 getchar 和 scanf 都是从输入缓冲区读取东西的；

李姐了吗😏

🍎 练习

思考一下🤔，看看下面这段代码的执行结果是多少？

#include <stdio.h>
int main(){    char ch = '\0';    while ((ch = getchar()) != EOF)    {        if (ch < ‘0’ || ch > ‘9’)            continue;        putchar(ch);    }    return 0;}

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🍑3.2 for 循环

我们已经知道了 while 循环，但是我们为什么还要一个 for 循环呢？

首先来看看 for 循环的语法

🍎 语法

for(表达式1；表达式2；表达式3)   循环语句；

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表达式 1 为初始化部分，用于初始化循环变量的。表达式 2 为条件判断部分，用于判断循环时候终止。表达式 3 为调整部分，用于循环条件的调整。

🍎 流程图

看一道实际的问题

使用 for 循环在屏幕上打印 1-10 的数字。

#include <stdio.h>
int main(){    int i = 0;        //for(i=1/*初始化*/; i<=10/*判断部分*/; i++/*调整部分*/)    for (i = 1; i <= 10; i++)    {        printf("%d ", i);    }    return 0;}

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执行结果👇

现在我们对比一下 for 循环和 while 循环；

int i = 0;
//实现相同的功能，使用whilei=1;//初始化部分while(i<=10)//判断部分{   printf("hehe\n");   i = i+1;//调整部分}
//实现相同的功能，使用forfor(i=1; i<=10; i++){   printf("hehe\n");}

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可以发现在 while 循环中依然存在循环的三个必须条件；但是由于风格的问题使得三个部分很可能偏离较远，这样查找修改就不够集中和方便。所以，for 循环的风格更胜一筹。 for 循环使用的频率也最高。

🍎 break 和 continue 在 for 循环中

我们发现在 for 循环中也可以出现 break 和 continue；它们的意义和在 while 循环中是一样的，但是还是有些差异。

代码一📝

#include <stdio.h>
int main(){    int i = 0;    for (i = 1; i <= 10; i++)    {        if (i == 5)            break;        printf("%d ", i);    }    return 0;}

复制代码

执行结果👇

当 i=5 时，进入 if 语句判断，此时 break 终止整个循环；所以 for 循环中的 break 和 while 循环中的 break 一样。

代码二📝

#include <stdio.h>
int main(){    int i = 0;    for (i = 1; i <= 10; i++)    {        if (i == 5)            continue;        printf("%d ", i);    }    return 0;}

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执行结果👇

当 i=5 时，continue 跳出 printf，不打印，然后走到调整部分i++；此时 i=6； for 循环中的 continue，是跳出 continue 后边的代码，去了调整部分，调整循环变量，不容易造成死循环。

🍎 for 语句的循环控制变量

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。 2、建议 for 语句的循环控制变量的取值采用 前闭后开区间 写法。

什么叫前闭后开区间呢？

int i = 0;//前闭后开的写法for(i=0; i<10; i++){}
//两边都是闭区间for(i=0; i<=9; i++){}

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🍎 一些 for 循环的变种

📝代码一

#include <stdio.h>int main(){    for (;;)    {        printf("hehe\n");    }    return 0;}

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执行结果👇

📝代码二

#include <stdio.h>int main(){    int x, y;    for (x = 0, y = 0; x < 2 && y < 5; ++x, y++)    {        printf("hehe\n");    }    return 0;}

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执行结果👇

🍑3.3 do...while()循环

🍎 do 语句的语法

do   循环语句；while(表达式);

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🍎 执行流程

🍎 do 语句的特点

do...while()循环与 while 循环相比； do...while 循环先执行一次循环语句，再进行判断，因此循环至少执行一次。 由于使用的场景有限，所以不是经常使用。其性质和 while 循环类似，在此不作过多介绍

📝代码示例

#include <stdio.h>
int main(){    int i = 10;    do    {        printf("%d\n", i);    } while (i < 10);        return 0;}

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执行结果👇

🍎 do...while 循环中的 break 和 continue

代码一📝

#include <stdio.h>
int main(){    int i = 10;    do    {        if (5 == i)            break;        printf("%d\n", i);    } while (i < 10);    return 0;}

复制代码

执行结果👇

代码二📝

#include <stdio.h>
int main(){    int i = 10;    do    {        if (5 == i)            continue;        printf("%d\n", i);    } while (i < 10);        return 0;}

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执行结果👇

🍑3.4 练习题

1、编写代码，演示多个字符从两端移动，向中间汇聚。 2、在一个有序数组中查找具体的某个数字 n，并打印该元素的下标。 3、猜数字游戏。这三道题大家可以好好想想哦！我会在下一篇文章专门来讲解😘

4、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。从理论上 goto 语句是没有必要的，实践中没有 goto 语句也可以很容易的写出代码。最常见的用法就是：终止程序在某些深度嵌套的结构的处理过程；例如，一次跳出两层或多层循环。这种情况使用 break 是达不到目的的。它只能从最内层循环退出到上一层的循环。

goto 语言真正适合的场景如下：

for(...)    for(...)   {        for(...)       {            if(disaster)                goto error;       }   }    …error: if(disaster)         // 处理错误情况

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下面是使用 goto 语句的一个例子，然后使用循环的实现方式替换 goto 语句

🍑4.1 一个关机程序

#include <stdio.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>
int main(){    char input[10] = {0};    system("shutdown -s -t 60");    again:    printf("电脑将在1分钟内关机，如果输入：不关机，就取消关机!\n请输入:>");    scanf("%s", input);    if(0 == strcmp(input, "不关机"))     {        system("shutdown -a");     }    else     {        goto again;     }    return 0;}

复制代码

执行结果👇

执行结果我就不演示了🐶 system是需要引用头文件#include <stdlib.h>； shutdown -s -t 60是倒计时 1 分钟电脑将自动关机； strcmp是比较两个字符串的大小；

shutdown -a是取消关机。

而如果不用 goto 语句，则可以使用循环：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>
int main(){    char input[10] = {0};    system("shutdown -s -t 60");    while(1)   {        printf("电脑将在1分钟内关机，如果输入：我是猪，就取消关机!\n请输入:>");        scanf("%s", input);        if(0 == strcmp(input, "我是猪"))       {            system("shutdown -a");            break;       }   }    return 0;}

复制代码

ps：快去整蛊你的室友吧🤣

🌟总结

🤗作者水平有限，如有总结不对的地方，欢迎留言或者私信！ 💕如果你觉得这篇文章还不错的话，那么点赞👍、评论💬、收藏🤞就是对我最大的支持！ 🌟你知道的越多，你不知道越多，我们下期见！

发布于: 2022 年 09 月 02 日阅读数: 53

原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/c83a11e4357766ec8b60d4b0c】。文章转载请联系作者。

Albert Edison

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目前在某大厂担任后端开发，欢迎交流🤝 2022.03.08 加入

🏅️平台：InfoQ 签约作者、阿里云专家博主、CSDN 优质创作者 🛫领域：专注于C语言、数据结构与算法、C++、Linux、MySQL、云原生的研究 ✨成就：2021年CSDN博客新星Top9，算法领域优质创作者，全网累计粉丝4W+

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【大话 C 语言】分支与循环语句

🌟 前言

本章目标

1、什么是语句？

2、分支语句（选择结构）

🍑2.1 if 语句

🍎 悬空 else

🍎 if 书写形式的对比

🍎 练习题

🍑2.2 switch 语句

🍎 在 switch 语句中的 break

🍎 default 子句

🍎 练习

3、循环语句

🍑3.1 while 循环

🍎 while 语句中的 break 和 continue

🍎 getchar 和 putchar

🍎 练习

🍑3.2 for 循环

🍎 语法

🍎 流程图

🍎 break 和 continue 在 for 循环中

🍎 for 语句的循环控制变量

🍎 一些 for 循环的变种

🍑3.3 do...while()循环

🍎 do 语句的语法

🍎 执行流程

🍎 do 语句的特点

🍎 do...while 循环中的 break 和 continue

🍑3.4 练习题

4、goto 语句

🍑4.1 一个关机程序

🌟总结

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