【零基礎學習iOS開發】【02-C語言】09-流程控制

前言

1.默認的運行流程

默認情況下，程序的運行流程是這樣的：運行程序后，系統會按書寫順序執行程序中的每一行代碼。比如下面的程序

#include <stdio.h>

int main()
{
    
    printf("Hello-1\n");
    printf("Hello-2\n");
    printf("Hello-3\n");
    
    return 0;
}

程序運行后，會按順序執行第6、7、8行語句，於是輸出結果為：

 

2.其他運行流程

但很多時候，我們並不想要按照默認的運行流程去走，比如想在某個條件成立的情況下才執行某一段代碼，否則不執行。比如微信的這個界面：

如果用戶點擊了注冊按鈕，我們就執行“跳轉到注冊界面”的代碼；如果用戶點擊了登錄按鈕，我們就執行“跳轉到登錄界面”的代碼。如果用戶沒做出任何操作，就不執行前面所說的兩段代碼。要想實現這種功能，那就要學會如何去控制程序的運行流程。

 

3.流程結構

為了方便我們控制程序的運行流程，C語言提供3種流程結構，不同的流程結構可以實現不同的運行流程。這3種流程結構分別是：

• 順序結構：默認的流程結構。按照書寫順序執行每一條語句。
• 選擇結構：對給定的條件進行判斷，再根據判斷結果來決定執行哪一段代碼。
• 循環結構：在給定條件成立的情況下，反復執行某一段代碼。

下面是這3種結構的流程圖，大致預覽一下即可

 

一、順序結構

順序結構是3種結構中最簡單的，也是默認的流程結構：程序中的語句是按照書寫順序執行的。在文章開頭開始列出的代碼段，就是順序結構，這里就不多介紹了。

 

二、選擇結構1-if語句

C語言中選擇結構的實現方式有兩種：if語句和switch語句。先來看下if語句的使用，而if語句的形式是有好多種的。

1.形式1

先來看看if語句最簡單的形式

1> 簡介

if ( 條件 )
{
    語句1;
    語句2;
    ....
}

如果if右邊小括號()中的條件成立，也就是為“真”時，就會執行第2~6行大括號{}中的語句；如果條件為假，就不執行大括號{}中的語句。這里的if是關鍵字。

2> 舉例

int a = 7;

if ( a )
{
    printf("條件a成立\n");
    printf("a的值為真");
}

C語言規定所有非0值都為“真”，而a的值是7，因此第3行的條件是成立的，接着就會執行第5、6行代碼。輸出結果如下：

條件a成立
a的值為真

如果將a的值改為0，那么第3行的條件就不成立，就不會執行第5、6行代碼

3> 省略大括號{}

如果if后面大括號{}中只有一行代碼時，可以省略大括號。形式如下：

if ( 條件 )
    語句1;

注意：如果條件成立，只會執行if后面的第1條語句；如果條件不成立，就不會執行if后面的第1條語句。

int a = 7;

if ( a > 9 )
    printf("aaa");
    printf("bbb");

因為第3行的a>9是不成立的，所以不會執行第4行代碼。而第5行代碼跟if語句是沒有任何練習的，因此，第5行代碼照常執行。於是會看到屏幕上只輸出：。

由於第5行代碼跟if語句是沒有任何聯系的，所以一般會把代碼寫成下面這樣：

int a = 7;

if ( a > 9 )
    printf("aaa");
printf("bbb");

為了保證代碼的可讀性，不建議省略大括號！！！

4> 語句嵌套

if語句內部是可以嵌套其他if語句的，如下面的例子

int a = 7;

if ( a > 0 )
{
    printf("a的值大於0\n");
    
    if ( a<9 )
    {
        printf("a的值小於9");
    }
}

第3行的a>0是成立的，因此會按順序執行第4~11大括號中的代碼。執行到第7行的時候，a<9也是成立的，因此會執行第9行代碼。輸出結果：

a的值大於0
a的值小於9

5> 使用注意1

有些人習慣寫完一行代碼就在后面加個分號";"，於是寫if語句的時候，他們可能會這樣寫：

int a = 6;
if ( a>8 );
{
    printf("a大於8");
}

如果第2行尾部的分號，其實一個分號也是一條語句，這個叫做“空語句”。第2行的a>8不成立，所以不會執行后面的“空語句”。而后面的大括號{}跟if語句是沒有聯系的，因此會正常執行，於是會看到輸出：

a大於8

所以要非常小心，千萬不要在if的小括號后面添加分號。

第3~5行的內容是一個獨立的“代碼塊”：

{
    printf("a大於8");
}

6> 使用注意2

下面的寫法從語法的角度看是對的：

int a = 10;

if (a = 0) {
    printf("條件成立");
} else {
    printf("條件不成立");
}

上述代碼是完全合理的，編譯器不會報錯，只是個警告而已。因為a為0，所以為"假"，輸出結果是："條件不成立"

這里隱藏着很大的陷阱在：

假設你本來是想判斷a是否為0，那么本應該寫if (a == 0)，若你誤寫成了if (a = 0)，那將是一件非常可怕的事情，因為編譯器又不報錯，這樣的BUG就難找了。因此，像a==0這樣的表達式，最好寫成0==a，若你誤寫成0=a，編譯器會直接報錯的。

// 不推薦
if (a == 0) {
}

// 推薦
if (0 == a) {
}

7> 使用注意3

在C語言中，可以不保存關系運算的結果。因此，下面的寫法是合法的：

int a = 10;
a > 10;
a == 0;

這里又是一個陷阱，假設你的本意是想給a賦值為0，那么本應該寫a = 0; ，若你誤寫成a == 0; ，那將又是一個非常難找的BUG，因為編譯器根本不會報錯。在1993年的時候，這個BUG差點讓一樁價值2000萬美元的硬件產品生意告吹，因為如果這個BUG不解決，這個產品就沒辦法正常使用

 

2.形式2

if還可以跟關鍵字else一起使用

1> 簡介

if ( 條件 )
{
    語句1;
}
else
{
    語句2;
}

如果條件成立，就會執行if后面大括號{}中的語句；如果條件不成立，就會執行else后面大括號{}中的語句。總之，兩個大括號中一定會有1個被執行，而且只能執行的1個。

為了減少代碼行數，你也可以寫成下面的格式：

if ( 條件 ) {
    語句1;
} else {
    語句2;
}

當然，也可以省略大括號，寫成下面的格式：

if ( 條件 )
    語句1;
else
    語句2;

如果條件成立，就執行if后面的第1條語句；如果條件不成立，就執行else后面的第1條語句。但還是不建議省略大括號{}。

2> 舉例

int a = 10;
if ( a==0 ) {
    printf("a等於0");
} else {
    printf("a不等於0");
}

第2行的a==0不成立，所以會執行第5行代碼，輸出結果：

a不等於0

 

3.形式3

if和else還有一種比較復雜的用法

1> 簡介

if ( 條件1 )
{
    語句1;
}
else if ( 條件2 )
{
    語句2;
}
else if ( 條件3 )
{
    語句3;
}
...
else
{
    其他語句;
}

• 如果條件1成立，就執行條件1后面大括號{}中的內容：第2~4行
• 如果條件1不成立，條件2成立，就執行條件2后面大括號{}中的內容：第6~8行
• 如果條件1、條件2都不成立，條件3成立，就執行條件3后面大括號{}中的內容：第10~12行
• 第13行的...表示可以有無限個else if
• 如果所有的條件都不成立，就會執行else后面大括號{}中的內容：第15~17行

注意：這么多大括號中，只有1個大括號內的代碼會被執行。跟之前一樣，所有的大括號都可以省略，但是不建議省略。必要的時候，最后面的else那一段（第14~17行）是可以省略的。

2> 舉例

int a = 10;
if ( a==0 ) {
    printf("a等於0");
} else if( a>0 ) {
    printf("a大於0");
} else {
    printf("a小於0");
}

第2行中的a==0不成立，接着會檢查第4行。第4行的a>0成立，因此會執行第5行代碼。輸出結果：

a大於0

如果a的值是負數，那么第2、4行的條件都不成立，於是就會執行第7行代碼。

 

三、選擇結構2-switch語句

1.形式

先來看看switch語句的使用形式：

switch(整型表達式)
{
    case 數值1:
        語句1;
        break;
    case 數值2:
        語句2;
        break;
    ... ...
    case 數值n:
        語句n;
        break;
    default :
        語句n+1;
        break;
}

• 當整型表達式的值等於“數值1”時，就會執行“語句1”，后面的break表示退出整個switch語句，也就是直接跳到第16行代碼；
• 當整形表達式的值等於“數值2”時，就會執行“語句2”；后面的以此類推。如果在數值1~數值n中，沒有一個值等於整型表達式的值，那么就會執行default中的語句n+1。
• 由於所有的case后面都有個break，因此執行完任意一個case中的語句后，都會直接退出switch語句

 

2.舉例

int a = 10;

switch (a) {
    case 0:
        printf("這是一個0");
        break;
    case 5:
        printf("這是一個5");
        break;
    case 10:
        printf("這是一個10");
        break;
    default:
        printf("什么也不是");
        break;
}

因為a的值剛好等於第10行case后面的10，所以會執行第11行代碼，輸出結果：

這是一個10

 

3.break

break關鍵字的作用是退出整個switch語句。默認的格式中，每個case后面都有個break，因此執行完case中的語句后，就會退出switch語句。

1> 如果某個case后面沒有break，意味着執行完這個case中的語句后，會按順序執行后面所有case和default中的語句，直到遇到break為止

int a = 0;

switch (a) {
    case 0:
        printf("這是一個0\n");
    case 5:
        printf("這是一個5\n");
    case 10:
        printf("這是一個10\n");
        break;
    default:
        printf("什么也不是\n");
        break;
}

• 由於變量a的值等於第4行case后面的0，因此肯定會執行第5行代碼。
• 由於case 0中沒有break語句，就不會退出switch語句，繼續往下執行代碼。
• 由於a的值已經等於第4行case的值，接着不會再判斷a的值是否等於其他case的值了，直接按順序執行第7、9行代碼。在第10行有個break，接着就會退出switch語句。
• 輸出結果為：

這是一個0
這是一個5
這是一個10

如果把a的值改為5，輸出結果為：

這是一個5
這是一個10

 

2> 在某些時候，我們確實沒有必要在每一個case后面添加break。下面舉一個例子：判斷分數的優良中差等級（100分滿分）。

int score = 77;

switch (score/10) {
    case 10:
    case 9:
        printf("優秀");
        break;
        
    case 8:
        printf("良好");
        break;
        
    case 7:
    case 6:
        printf("中等");
        break;
        
    default:
        printf("差勁");
        break;
}

• 當score的范圍是90~100，score/10的值為10或9時，就會執行第6行代碼，然后退出switch語句；
• 當score的范圍是80~89，score/10的值為8時，就會執行第10行代碼，然后退出switch語句；
• 當score的范圍是60~79，score/10的值為7或6時，就會執行第15行代碼，然后退出switch語句；
• 當score的范圍並不是60~100，score/10的值並不在6~10范圍內時，就會執行第19行代碼，然后退出switch語句；
• score的值是77，所以score/10的值是7，輸出結果：中等

 

4.在case中定義變量

有時候，我們可能會想在case中定義一些變量，這個時候，就必須用大括號{}括住case中的所有語句。

int a = 10;
int b = 4;

char op = '-';

switch (op)
{
    case '+':
    {
        int sum = a + b;
        printf("a+b=%d\n", sum);
        break;
    }
        
    case '-':
    {
        int minus = a - b;
        printf("a-b=%d\n", minus);
        break;
    }
        
    default:
        printf("不能識別的符號");
        break;
}

在第10、17分別定義兩個變量。輸出結果：

a-b=6

 

四、循環結構1-while循環

假如要你在屏幕上重復輸出10次Hello World，你會怎么做？簡單，把下面的代碼拷貝10份就行了。

printf("Hello World\n");

沒錯，把上次代碼寫10遍，確實能實現功能。但是這樣的代碼太垃圾了，有很多的重復的代碼，這樣會使得代碼非常地臃腫，復用率低。因此，不建議這么做。

下次遇到像上面那樣重復執行某個操作時，首先要想到的應該是循環結構。所謂循環，就是重復執行某一個操作，C語言中有多種方式可以實現循環結構。先來看看while循環。

1.形式

while ( 條件 )
{
    語句1;
    語句2;
    ....
}

• 如果條件成立，就會執行循環體中的語句（“循環體”就是while后面大括號{}中的內容）。然后再次判斷條件，重復上述過程，直到條件不成立就結束while循環
• while循環的特點：如果while中的條件一開始就不成立，那么循環體中的語句永遠不會被執行

可以省略大括號{}，但是只會影響到while后面的第一條語句。不建議省略大括號。

while ( 條件 )
    語句1;

 

2.舉例

在屏幕上重復輸出10次Hello World，每輸出一次的換行。

int count = 0;
while ( count < 10 )
{
    printf("Hello World\n");
   
    count++;
}

如果省略第6行的count++，count就一直是0，那么count<10一直都是成立的，這個while循環將會陷入“死循環”，一直在重復執行第4行代碼。

 

3.注意

如果寫成下面這樣，也會讓程序進入“死循環”

int count = 0;

while ( count < 10 );
{
    printf("Hello World\n");
    
    count++;
}

• 注意第3行，while后面不小心加了個分號; ，一個分號表示一條空語句。
• 可以看出：while循環只會影響到第3行的空語句，而第4~8行的代碼塊是不受while循環影響的
• 由於count是0，那么count<10一直都是成立的，程序將會一直重復執行第3行的空語句，陷入死循環。

 

五、循環結構2-do while循環

形式如下：

do {
    語句1;
    語句2;
    ...
} while (條件);

• 注意第5行，后面是加上一個分號;的
• 當執行到do-while循環時，首先會執行一遍循環體中的語句（“循環體”就是do后面大括號{}中的內容）。接着判斷while中的條件，如果條件成立，就執行循環體中的語句。然后再次判斷條件，重復上述過程，直到條件不成立就結束while循環
• do-while循環的特點：不管while中的條件是否成立，循環體中的語句至少會被執行一遍
• 其實do while循環的用法跟while循環是差不多的，這里就不舉例子了。

 

六、循環結構3-for循環

1.形式

 for循環是所有循環結構中最復雜的。

for (語句1; 條件; 語句2) {
    語句3;
    語句4;
    ...
}

• for循環開始時，會先執行語句1，而且在整個循環過程中只執行一次語句1
• 接着判斷條件，如果條件成立，就會執行循環體中的語句（“循環體”就是for后面大括號{}中的內容）
• 循環體執行完畢后，接下來會執行語句2，然后再次判斷條件，重復上述過程，直到條件不成立就結束for循環

 

2.舉例

for (int i = 0; i<5; i++)
{
    printf("%d  ", i);
}

輸出結果為：

0  1  2  3  4  

需要注意的是：變量i的作用域是第1~4行。一旦離開了這個for循環，變量i就失效了。

 

3.補充

如果for循環的初始化語句和循環一次后執行的語句是由多條語句組成的，就用逗號,隔開

for (int x = 0, y =0; x<3; x++, y+=2)
{
    printf("x=%d, y=%d \n", x, y);
}

輸出結果：

x=0, y=0 
x=1, y=2 
x=2, y=4 

 

七、break和continue

接下來，介紹兩個比較重要的語句：break和continue。

1.break

前面在switch語句中已經用到了break，它的作用是跳出switch語句。它也可以用在循環結構中，這時候它的作用是跳出整個循環語句。

1> 舉例

這里以for循環為例子，break也可以用在while循環、do-while循環中。

for (int i = 0; i<5; i++) {
    printf("i=%d \n", i);
    
    if (i>2) {
        break;
    }
}

上面代碼的意思是當i>2時，就跳出整個for循環，也就是結束for循環，所以輸出結果是：

i=0 
i=1 
i=2 
i=3 

 

2> for循環嵌套

先來看一個for循環嵌套的例子，嵌套的意思就是：for循環內部又一個for循環

for (int x = 0; x<2; x++) {
    for (int y = 0; y<2; y++) {
        printf("x=%d, y=%d \n", x, y);
    }
}

輸出結果是：

x=0, y=0 
x=0, y=1 
x=1, y=0 
x=1, y=1 

 

這個時候如果在for循環中加入一個break，那么這個break究竟是跳出里面還是外面的for循環呢？

for (int x = 0; x<2; x++) {
    for (int y = 0; y<2; y++) {
        printf("x=%d, y=%d \n", x, y);
        
        break;
    }
}

注意第5行的break，這個break的作用是跳出里面的for循環，並非外面的for循環。所以輸出結果是：

x=0, y=0 
x=1, y=0 

 

如果改變一下break的位置

for (int x = 0; x<2; x++) {
    for (int y = 0; y<2; y++) {
        printf("x=%d, y=%d \n", x, y);
    }
    
    break;
}

注意第6行的break，這個break的作用是跳出外面的for循環，並非里面的for循環。所以輸出結果是：

x=0, y=0 
x=0, y=1 

規律已經很明顯了：break只會影響它所在的那個for循環

 

2.continue

continue只能使用在循環結構中，它的作用是跳過這一次循環，直接進入下一次循環。

這里以for循環為例子，continue也可以用在while循環、do-while循環中。

for (int x = 0; x<10; x++) {
    if (x%2==0) {
        continue;
    }
    
    printf("x=%d \n", x);
}

注意第2行，當x%2==0，也就是當x是2的倍數時，就跳過這次循環，不執行第6行語句，直接進入下一次循環。輸出結果：

x=1 
x=3 
x=5 
x=7 
x=9 

跟break一樣，continue只會影響它所在的那個for循環