比特c语言-分支与循环

 

 

# 分支与循环

if语句

目录

• if语句
  • if
    • eg：输入一个整数，判断是否为奇数
  • else
    • eg：输入一个整数，判断是否为奇数，如果是奇数打印是奇数，否则打印偶数
  • 嵌套if
    • eg：输入一个人的年龄
• 关系操作符
• 条件操作符
  • • eg：使用条件操作符表示代码逻辑
    • eg：使用条件表达式找两个数中较大值
• 逻辑操作符：&&,||,!
  • • eg：闰年的判断
    • 短路
    • eg：阅读代码，计算代码输出结果
• switch语句
  • • if语句和switch语句对比
    • 练习：
    • default
• while循环
  • • 执行流程
    • eg：在屏幕上打印1-10的值
    • 练习：
• for循环
  • • 执行流程
    • eg：在屏幕上打印1-10的值
    • 练习：
• do-while循环
  • • 执行流程
    • eg：在屏幕上打印1-10的值
    • 练习：
• break和continue语句
• 循环的嵌套
  • • 练习：
• goto语句
• 随机数生成
  • rand
  • srand
  • time
  • 设置随机数范围
• 猜数字游戏

if

语法

if ( 表达式 )
	语句

表达式成⽴（为真），则语句执⾏，表达式不成⽴（为假），则语句不执⾏

在C语⾔中，0为假，⾮0表⽰真，也就是表达式的结果如果是0，则语句不执⾏，表达式的结果如果不是0，则语句执⾏。

eg：输入一个整数，判断是否为奇数

#include <stdio.h>
int main(){
    int num=0;
    scanf("%d",&num);
    if(num%2==1){
        printf("%d是奇数\n",num);
    }
    return 0;
}

else

语法

if ( 表达式 )
	语句1
else
	语句2

eg：输入一个整数，判断是否为奇数，如果是奇数打印是奇数，否则打印偶数

#include <stdio.h>
int main(){
    int num=0;
    scanf("%d",&num);
    if(num%2==1){
        printf("%d是奇数\n",num);
    }else{
        printf("%d是偶数\n",num);
    }
    return 0;
}

eg：输入一个年龄，>=18就输出成年，否则就输出未成年

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

分支中可以包含多条语句

嵌套if

if(条件)
	语句
else if(条件)
	语句
else
	语句

if(条件){
	if(条件)
		语句
	else
		语句
}else{
	语句
}

eg：输入一个人的年龄

如果年龄<18岁，打印"少年"

如果年龄在18岁⾄44岁打印"⻘年"

如果年龄在45岁⾄59岁打印"中⽼年"

如果年龄在60岁⾄89岁打印"⽼年"

如果90岁及以上打印"⽼寿星"

#include <stdio.h>
int main(){
    int age=0;
    scanf("%d",&age);
    if(age<18){
        printf("少年\n");
    }else if(age<=44){
        printf("青年\n");
    }else if(age<=59){
        printf("中老年\n");
    }else if(age<=89){
        printf("老年\n");
    }else{
        printf("老寿星\n");
    }
    return 0;
}

如果有多个 if 和 else ，可以记住这样⼀条规则， else 总是跟最接近的 if 匹配。

关系操作符

• >大于运算符
• <小于运算符
• >=大于等于运算符
• <=小于等于运算符
• ==相等运算符(=为赋值==判断像相等)
• !=不相等运算符

关系表达式中返回1或0表示真假

另⼀个需要避免的错误是：多个关系运算符不宜连用

条件操作符

三目操作符

exp1?exp2:exp3

条件操作符计算逻辑，如果exp1为真，exp2计算，计算的结果是整个表达式的结果，如果exp1为假，exp3计算，计算的结果是整个表达式的结果

eg：使用条件操作符表示代码逻辑

#include <stdio.h>
int main(){
    int a=0;
    int b=0;
    scanf("%d",&a);
    if(a>5)
        b=3;
    else
        b=-3;
    printf("%d\n",b);
    return 0;
}
改造后
#include <stdio.h>
int main(){
    int a=0;
    int b=0;
    scanf("%d",&a);
    b=a>5?3:-3;
    printf("%d\n",b);
    return 0;
}

eg：使用条件表达式找两个数中较大值

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a = 0;
	int b = 0;
	scanf("%d %d", &a, &b);
	int m = a>b ? a : b;
	printf("%d\n", m);
	return 0;
}

逻辑操作符：&&,||,!

• !逻辑取反运算符（改变单个表达式的真假）

• &&逻辑与运算符，就是并且的意思（两侧的表达式都为真，则为真，否则为假）

• ||逻辑或运算符，就是或者的意思（两侧⾄少有⼀个表达式为真，则为真，否则为假）

eg：闰年的判断

输⼊⼀个年份year，判断year是否是闰年

闰年判断的规则：

1. 能被4整除并且不能被100整除是闰年
2. 能被400整除是闰年

#include <stdio.h>
//代码1
int main()
{
	int year = 0;
	scanf("%d", &year);
	if(year%4==0 && year%100!=0)
		printf("是闰年\n");
	else if(year%400==0)
		printf("是闰年\n");
	return 0;
}
//代码2
int main()
{
	int year = 0;
	scanf("%d", &year);
	if((year%4==0 && year%100!=0) || (year%400==0))
		printf("是闰年\n");
	return 0;
}

短路

这种仅仅根据左操作数的结果就能知道整个表达式的结果，不再对右操作数进⾏计算的运算称为短路求值

eg：阅读代码，计算代码输出结果

#include <stdio.h>
int main()
{
	int i = 0,a=0,b=2,c =3,d=4;
	i = a++ && ++b && d++;
	//i = a++||++b||d++;
	printf("a = %d\n b = %d\n c = %d\nd = %d\n", a, b, c, d);
	return 0;
}

a=1 b=2 c=3 d=4

a=1 b=3 c=3 d=4

switch语句

语法

switch (expression) {
	case value1: statement
	case value2: statement
	...
	default: statement
}

• switch后的expression 必须是整型表达式
• case后的值，必须是整形常量表达式

if语句和switch语句对比

输入任意一个整数值，计算除3之后的余数

#include <stdio.h>
int main()
{
	int n = 0;
	scanf("%d", &n);
	if(n%3 == 0)
		printf("整除，余数为0\n");
	else if(n%3 == 1)
		printf("余数是1\n");
	else
		printf("余数是2\n");
	return 0;
}

#include <stdio.h>
int main()
{
	int n = 0;
	scanf("%d", &n);
	switch(n%3)
	{
		case 0:
		printf("整除，余数为0\n");
		break;
		case 1:
		printf("余数是1\n");
		break;
		case 2:
		printf("余数是2\n");
		break;
	}
	return 0;
}

上述的代码中，我们要注意的点有：

case和后边的数字之间必须有空格

每⼀个 case 语句中的代码执⾏完成后，需要加上 break才能跳出这个switch语句

练习：

输⼊⼀个1~7的数字，打印对应的星期⼏?

例如：

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：星期天

#include <stdio.h>
int main(){
    int day=0;
    scanf("%d",&day);
    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;
}

如果需求发⽣变化，变为：

1. 输⼊1~5，输出的是“⼯作⽇”
2. 输⼊6~7，输出“休息⽇”

#include <stdio.h>
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;
	}
	return 0;
}

default

在使⽤ switch 语句的时候，我们经常可能遇到⼀种情况，⽐如switch后的表达式中的值⽆法匹配代码中的case语句的时候，这时候要不就不做处理，要不就得在switch 语句中加⼊default ⼦句

switch (expression) {
	case value1: statement
	case value2: statement
	default: statement
}

switch语句中的case和default的顺序问题

在 switch 语句中 case ⼦句和 default ⼦句有要求顺序吗？ default 只能放在最后吗？

其实，在 switch 语句中 case 语句和 default 语句是没有顺序要求的，只要你的顺序是满⾜实际需求的就可以。不过我们通常是把 default ⼦句放在最后处理的。

while循环

语法

if(表达式)
	语句;
while(表达式)
语句;//如果循环体想包含更多的语句，可以加上⼤括号

执行流程

⾸先上来就是执⾏判断表达式，表达式的值为0，循环直接结束；表达式的值不为0，则执⾏循环语句，语句执⾏完后再继续判断，是否进⾏下⼀次判断。

eg：在屏幕上打印1-10的值

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

练习：

输⼊⼀个正的整数，逆序打印这个整数的每⼀位

例如：

输⼊：1234，输出：4 3 2 1

输⼊：521，输出：1 2 5

题⽬解析

1. 要想得到n的最低位，可以使⽤n%10的运算，得到的余数就是最低位，如：1234%10得到4
2. 要想去掉n的最低位，找出倒数第⼆位，则使⽤ n=n/10 操作就可以去掉最低位的，如：n=1234/10得到123，123相较于1234就去掉了最低位，123%10就得到倒数第⼆位3。
3. 循环1和2两个步骤，在n变成0之前，就能到所有的位。

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

for循环

语法

for(表达式1; 表达式2; 表达式3)
	语句；//如果循环体想包含更多的语句，可以加上⼤括号

表达式1 ⽤于循环变量的初始化

表达式2 ⽤于循环结束条件的判断

表达式3 ⽤于循环变量的调整

执行流程

⾸先执⾏ 表达式1 初始化循环变量，接下来就是执⾏ 表达式2 的判断部分， 表达式2 的结果如果==0，则循环结束； 表达式2 的结果如果!=0则执⾏循环语句，循环语句执⾏完后，再去执⾏表 达式3 ,调整循环变量，然后再去 表达式2 的地⽅执⾏判断， 表达式2 的结果是否为0，决定循环是否继续。

整个循环的过程中，表达式1初始化部分只被执⾏1次，剩下的就是表达式2、循环语句、表达式3在循环。

eg：在屏幕上打印1-10的值

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

练习：

计算1-100之间3的倍速的数字之和

#include <stdio.h>
int main(){
    int i=0;
    int sum=0;
    for(i=0;i<100;i++){
        if(i%3==0)
            sum+=i;
    }
    printf("%d",sum);
    return 0;
}

#include <stdio.h>
int main()
{
	int i = 0;
	int sum = 0;
	for(i=3; i<=100; i+=3)
	{
		sum += i;
	}
		printf("%d\n", sum);
		return 0;
}

do-while循环

语法

do
	语句;
while(表达式);

while和for两种循环都是先判断，条件如果满足就进入循环，执行循环语句，如果不满足就跳出循环

而do while循环则是先直接进入循环体，执行循环语句，然后再执行while后的判断表达式，表达式为真，就会进行下一次，表达式为假，则不再继续循环

执行流程

在 do while 循环中先执⾏图上的“语句”，执⾏完语句，在去执⾏“判断表达式”，判断表达式的结果是!=0，则继续循环，执⾏循环语句；判断表达式的结果==0，则循环结束。

所以在 do while 语句中循环体是⾄少执⾏⼀次的，这是 do while 循环⽐较特殊的地⽅。

eg：在屏幕上打印1-10的值

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

练习：

输⼊⼀个正整数，计算这个整数是⼏位数？

例如：

输⼊：1234 输出：4

输⼊：12 输出：2

#include <stdio.h>
int main(){
    int n=0;
    scanf("%d",&n);
    int cnt=0;
    do
    {
        cnt++;
        n=n/10;
    }while(n)
    printf("%d\n",cnt);
}

break和continue语句

在循环执⾏的过程中，如果某些状况发⽣的时候，需要提前终⽌循环，这是⾮常常⻅的现象。C语⾔中提供了 break 和 continue 两个关键字，就是应⽤到循环中的。

• break 的作⽤是⽤于永久的终⽌循环，只要 break 被执⾏，直接就会跳出循环，继续往后执⾏。
• continue 的作⽤是跳过本次循环中 continue 后边的代码，在 for 循环和 while 循环中有所差异的。

循环的嵌套

前⾯学习了三种循环 while ， do while ， for ，这三种循环往往会嵌套在⼀起才能更好的解决问题，就是我们所说的：循环嵌套

练习：

找出100~200之间的素数，并打印在屏幕上。

注：素数⼜称质数，只能被1和本身整除的数字。

要从100_{200之间找出素数，⾸先得有100}200之间的数，这⾥可以使⽤循环解决。

1. 假设要判断i是否为素数，需要拿2_{i-1之间的数字去试除i，需要产⽣2}i-1之间的数字，也可以使⽤
   
   循环解决。
2. 如果2~i-1之间有数字能整除i，则i不是素数，如果都不能整除，则i是素数。

#include <stdio.h>
int main(){
    int i=0;
    //产生100-200的数字
    for(i=100;i<=200;i++){
        //判断i是否为素数
        //循环判断产生2~i-1之间的数字
        int j=0;
        int flag=1;//假设i是素数
        for(j=2;j<i;j++){
            if(i%j==0){
                flag=0;
                break;
            }
        }
        if(flag==1)
            printf("%d",i);
    }
    return 0;
}
//优化
#include <stdio.h>
int main(){
    for(i=101;i<=200;i+=2){
        int j=0;
        int flag=1;
        for(j=2;j<=i-1;j++){
            if(i%j==0){
                flag=0;
            	break;
            }
        }
        if(flag==1)
        printf("%d ",i);
    }
    return 0;
}
//优化
//sqrt是一个库函数，用来开平方
sqrt(16)---->4
#include <stdio.h>
#include <math.h>
int main(){
    for(i=101;i<=200;i+=2){
        int j=0;
        int flag=1;
        for(j=2;j<=sqrt(i);j++){
            if(i%j==0){
                flag=0;
            	break;
            }
        }
        if(flag==1)
        printf("%d ",i);
    }
    return 0;
}

goto语句

C语⾔提供了⼀种⾮常特别的语法，就是 goto 语句和跳转标号， goto 语句可以实现在同⼀个函数内跳转到设置好的标号处。

#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("hehe\n");
	goto next;
	printf("haha\n");
next:
	printf("跳过了haha的打印\n");
	return 0;
}

goto ?语句如果使⽤的不当，就会导致在函数内部随意乱跳转，打乱程序的执⾏流程，所以我们的建议是能不⽤尽量不去使⽤；但是 goto 语句也不是⼀⽆是处，在多层循环的代码中，如果想快速跳出，使⽤ goto 就⾮常的⽅便了。

for(...)
{
	for(...)
	{
 		for(...)
		{
			if(disaster)
			goto error;
		}
	}
}
error:
	//...

本来 for 循环想提前退出得使⽤ break ，⼀个 break 只能跳出⼀层 for 循环，如果3层循环嵌套就得使⽤3个 break 才能跳出循环，所以在这种情况下我们使⽤ goto 语句就会更加的快捷。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main(){
    char input[20];
    system("shutdown -s -t 60");
    again:
    printf("请注意，你的电脑在一分钟内关机，如果输入"我是猪"，就取消关机\n");
    scanf("%s",input);
    if(strcmp(input,"我是猪")==0){
        system("shutdown -a");
    }else{
        goto again;
    }
    return 0;
}

随机数生成

rand

int rand (void);

rand函数会返回⼀个伪随机数，这个随机数的范围是在0~RAND_MAX之间，这个RAND_MAX的⼤⼩是依赖编译器上实现的，但是⼤部分编译器上是32767

rand函数的使⽤需要包含⼀个头⽂件是：stdlib.h

随机生成五个随机数

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
	printf("%d\n", rand());
	printf("%d\n", rand());
	printf("%d\n", rand());
	printf("%d\n", rand());
	printf("%d\n", rand());
	return 0;
}

rand函数是对⼀个叫“种⼦”的基准值进⾏运算⽣成的随机数

之所以前⾯每次运⾏程序产⽣的随机数序列是⼀样的，那是因为rand函数⽣成随机数的默认种⼦是1。如果要⽣成不同的随机数，就要让种⼦是变化的。

srand

void srand (unsigned int seed);

程序中在调⽤rand函数之前先调⽤?srand?函数，通过srand函数的参数seed来设置rand函数⽣成随机数的时候的种⼦，只要种⼦在变化，每次⽣成的随机数序列也就变化起来了。

那也就是说给srand的种⼦是如果是随机的，rand就能⽣成随机数；在⽣成随机数的时候⼜需要⼀个随机数，这就⽭盾了

time

使⽤程序运⾏的时间作为种⼦的，因为时间时刻在发⽣变化的。在C语⾔中有⼀个函数叫time，就可以获得这个时间

time_t time (time_t* timer);

time函数会返回当前的⽇历时间，其实返回的是1970年1⽉1⽇0时0分0秒到现在程序运行时间之间的差值，单位是秒。返回的类型是time_t类型的，time_t类型本质上其实就是32位或者64位的整型类型。

time函数的参数timer如果是⾮NULL的指针的话，函数也会将这个返回的差值放在timer指向的内存中带回去。

如果timer是NULL，就只返回这个时间的差值。time函数返回的这个时间差也被叫做：时间戳。time函数的时候需要包含头⽂件：time.h

//VS2022 上time_t类型的说明
#ifndef _CRT_NO_TIME_T
	#ifdef _USE_32BIT_TIME_T
		typedef __time32_t time_t;
	#else
		typedef __time64_t time_t;
	#endif
#endif

typedef long        __time32_t;
typedef __int64     __time64_t;

time函数返回时间戳

time(NULL);//调⽤time函数返回时间戳，这⾥没有接收返回值

生成随机数代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main()
{
	//使⽤time函数的返回值设置种⼦
	//因为srand的参数是unsigned int类型，我们将time函数的返回值强制类型转换
	srand((unsigned int)time(NULL));
	printf("%d\n", rand());
	printf("%d\n", rand());
	printf("%d\n", rand());
	printf("%d\n", rand());
	printf("%d\n", rand());
	return 0;
}

设置随机数范围

0-99

rand() % 100;//余数的范围是0~99

1-100

rand()%100+1;//%100的余数是0~99,0~99的数字+1,范围是1~100

100-200

100 + rand()%(200-100+1)
//余数的范围是0~100，加100后就是100~200

a-b

a + rand()%(b-a+1)

猜数字游戏

电脑生成一个1-100的随机数

玩家猜数字，猜数字的过程中，根据猜测数据的⼤⼩给出⼤了或⼩了的反馈，直到猜对，游戏结束

可以玩一把后继续玩，不退出程序

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
void game()
{
    //srand((unsigned int)time(NULL));
	int r = rand()%100+1;
	int guess= 0;
	//system("cls");
    int count= 5;
	while(count)
	{
        printf("\n你还有%d次机会\n",count);
		printf("请猜数字>:");
		scanf("%d", &guess);
		if(guess < r)
		{
			printf("猜⼩了\n");
		}
		else if(guess > r)
		{
			printf("猜⼤了\n");
		}
		else
		{
			printf("恭喜你，猜对了,数字是%d\n",r);
			break;
		}
        count--;
	}
    if(count==0){
        printf("你失败了，正确值是：%d\n",r);
    }
}
void menu()
{
	printf("***********************\n");
	printf("****** 1. play ******\n");
	printf("****** 0. exit ******\n");
	printf("***********************\n");
}
int main()
{
	int input = 0;
	srand((unsigned int)time(NULL));
	do
	{
		menu();
		printf("请选择:>");
		scanf("%d", &input);
		switch(input)
		{
			case 1:
				game();
				break;
			case 0:
				printf("游戏结束\n");
				break;
			default:
				printf("选择错误，重新选择\n");
			break;
		}
	}while(input);
	return 0;
}