C语言 --- 循环（1）

💻作者简介：曾与你一样迷茫，现以经验助你入门 C 语言
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✨代码趣语：学习 C 语言，就像学习拉丁文或希腊文，它会为你学习其他语言奠定坚实的基础。
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       在编程的世界里，每一行代码都可能隐藏着无限的可能性。你是否想过，一个小小的程序究竟能改变什么？它可以是解决复杂问题的工具，也可以是实现梦想的桥梁。在 C 语言编程中，循环结构是极为重要的编程工具之一。它允许我们重复执行特定的代码块，从而实现高效、灵活的程序逻辑。无论是处理大量数据、实现算法，还是进行用户交互，循环结构都发挥着不可或缺的作用。本文将详细介绍 C 语言中的三种主要循环结构：for 循环、while 循环和 do-while 循环，并通过实际的代码示例展示它们的使用方法。

循环

含义

循环是一种控制结构，它允许一段代码在满足特定条件的情况下被重复执行。

循环的基本组成部分

一个完整的循环通常包含以下四个关键部分：

初始化部分：这是循环开始前执行的操作，主要用于设置循环控制变量的初始值。

条件判断部分：每次循环开始前都会对这个条件进行检查。如果条件为真，则继续执行循环体中的代码；如果条件为假，则跳出循环，不再执行后续的循环操作。

循环体：这是循环中实际要重复执行的代码块。它可以包含各种语句，用于完成特定的任务。

迭代部分：在每次循环体执行完毕后，会执行迭代操作，通常是对循环控制变量进行更新。

for循环

含义

       for 循环是一种在已知循环次数的情况下非常常用的循环结构。它将初始化、条件判断和迭代部分集中在一个语句中，语法结构清晰。

语法形式

for(表达式1; 表达式2; 表达式3)
{循环语句;
}

表达式1
表达式1为初始化部分，用于初始化循环变量的。

表达式2
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
表达式3为调整部分，用于循环条件的调整。

执行流程图

流程图解释
开始：程序进入 for 循环的执行流程。
初始化部分：执行 for 循环中的初始化表达式，通常是对循环控制变量进行初始化。
条件判断：检查 for 循环中的条件表达式。如果条件为真（非零），则进入循环体执行代码；如果条件为假（零），则跳出循环，流程结束。
执行循环体：当条件判断为真时，执行 for 循环体中的代码。
迭代部分：执行 for 循环中的更新表达式，通常是对循环控制变量进行更新。
循环结束：当条件判断为假时，for 循环执行结束，程序继续执行后续代码。

注：for循环初始化之后进行判断，然后进入循环体，而不是初始化之后直接进入循环体，这是很多初学者容易忽略的问题，希望读者可以注意到。

代码示例

问题：在屏幕上输出1 - 10的数字，数字之间用空格隔开。

以for循环为例，下面展示代码示例。

#include<stdio.h>
int main()
{int i = 0;//定义ifor (i = 1;i <= 10;i++)//for循环{//循环体printf("%d ", i);}//换行printf("\n");return 0;
}

输出结果

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10D:\VS代码\gitee\lanqiaobei\hang_zhou_dian_zi~~2000~2099\x64\Debug\hang_zhou_dian_zi~~2000~2099.exe (进程 13372)已退出，代码为 0 (0x0)。
要在调试停止时自动关闭控制台，请启用“工具”->“选项”->“调试”->“调试停止时自动关闭控制台”。
按任意键关闭此窗口. . .

       在上面的代码中，首先定义变量i，在for循环内部，首先进行初始化，初始化之后判断，然后进入循环体输出i，输出之后，i进行自增操作，再进行判断，当i不满足条件时，结束循环。

应用场景

for 循环适用于已知循环次数的情况，例如遍历数组、执行固定次数的操作等。

while循环

语法形式

while(条件判断)
{循环语句;
}

执行流程图

流程图解释
开始：程序流程进入 while 循环的判断阶段。
条件判断：对 while 语句中的条件表达式进行评估。如果条件为真（非零值或布尔值 true 代表真），则流程进入循环体执行代码；如果条件为假（零或布尔值 false ），则循环终止，流程结束。
执行循环体：当条件判断为真时，执行 while 循环体内部的代码块。
再次条件判断：循环体执行完毕后，流程会再次回到条件判断步骤，重新评估条件。只要条件仍然为真，就会不断重复执行循环体；一旦条件变为假，循环就会结束。
结束：当条件判断为假时，while 循环执行结束，程序继续执行循环之后的代码。

代码示例

问题：在屏幕上输出1 - 10的数字，数字之间用空格隔开。

以while循环为例，下面展示代码示例。

#include<stdio.h>
int main()
{int i = 1;while(i <= 10)//for循环{//循环体printf("%d ", i);i++;}//换行printf("\n");return 0;
}

输出结果

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10D:\VS代码\gitee\lanqiaobei\hang_zhou_dian_zi~~2000~2099\x64\Debug\hang_zhou_dian_zi~~2000~2099.exe (进程 20148)已退出，代码为 0 (0x0)。
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按任意键关闭此窗口. . .

       在上面的代码中，首先定义变量i，在while循环内部，首先进行条件判断，然后进入循环体输出i，输出之后，i 进行自增操作，再进行判断，当 i 不满足条件时，结束循环。

应用场景

未知次数的循环：当你不清楚循环具体要执行多少次，但知道循环结束的条件时，while 循环非常适用。
条件驱动的操作：在需要根据某个动态条件来决定是否继续执行循环的场景中，while 循环能很好地发挥作用。

while和for循环的对比

       for 和 while 在实现循环的过程中都有初始化、判断、调整这三个部分，但是for 循环的三个部分非常集中，便于代码的维护，而如果代码较多的时候while 循环的三个部分就比较分散，所以从形式上for 循环要更优一些。

       while 循环的灵活性较高，往往适用于未知次数的循环。循环体内部可以根据需要灵活修改循环控制条件。for循环的代码结构清晰，尤其是在遍历序列时，能够直观地展示出循环的范围和迭代方式，提高了代码的可读性。

do - while循环

含义

       do-while循环是一种后测试循环，这意味着循环体中的代码至少会执行一次，因为它是先执行循环体，再检查循环条件。无论条件一开始是否为真，循环体都会执行一次，之后才根据条件判断是否继续执行。

语法形式

do
{循环语句;
}
while(表达式)

执行流程图

流程图解释
开始：程序流程进入 do-while 循环。
执行循环体：直接执行 do 后面花括号内的代码块，它无需先判断条件，循环体至少会执行一次。
条件判断：循环体执行完毕后，对 while 后面的条件表达式进行评估。若条件为真（在 C 语言里非零值代表真），则流程回到循环体继续执行；若条件为假（零值），则循环终止。
结束：当条件判断为假时，do-while 循环结束，程序继续执行循环之后的代码。

代码示例

问题：在屏幕上输出1 - 10的数字，数字之间用空格隔开。

以do-while循环为例，下面展示代码示例。

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

输出结果

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10D:\VS代码\gitee\lanqiaobei\hang_zhou_dian_zi~~2000~2099\x64\Debug\hang_zhou_dian_zi~~2000~2099.exe (进程 3656)已退 出，代码为 0 (0x0)。
要在调试停止时自动关闭控制台，请启用“工具”->“选项”->“调试”->“调试停止时自动关闭控制台”。
按任意键关闭此窗口. . .

       在上面的代码中，首先定义变量i，在do-while循环内部，首先进行循环体输出i，输出之后，i进行自增操作，然后进行条件判断，当i不满足条件时，结束循环。

应用场景

       do-while 循环适用于至少需要执行一次循环体的场景，常见的使用场景包括：

用户输入验证：如上述示例 2，确保用户输入符合特定条件。因为无论用户第一次输入是否有效，程序都需要先提示用户输入，所以使用 do-while 循环很合适。

菜单系统：在菜单系统中，至少需要显示一次菜单供用户选择，然后根据用户的选择执行相应的操作，之后再根据条件决定是否继续显示菜单。

for、while和do-while循环的使用次数比较

使用次数：for > while > do-while循环

       通常在程序中，使用for循环的次数较多，然后是while循环，最后是do-while循环。读者应在合适的场景下使用三大循环让代码更通俗易懂。

总结

       至此，关于 C 语言三大循环的探索暂告一段落，但你的编程征程才刚刚启航。写代码是与机器深度对话，过程中虽会在语法、算法困境里挣扎，但这些磨砺加深了对代码的理解。愿你合上电脑后，灵感不断，在 C 语言的世界里持续深耕，书写属于自己的编程传奇，下一次开启，定有全新的精彩等待。小编期待重逢，盼下次阅读见你们更大进步，共赴代码之约！