6	循環控制	1
6.1	概述	1
6.2	goto語句以及用goto語句構成循環	1
6.3	while語句	2
6.4	do-while語句	4
6.5	for語句	6
6.6	循環的嵌套	9
6.7	幾種循環的比較	9
6.8	break和continue語句	9
6.8.1	break語句	9
6.8.2	continue 語句	10
6.9	程序舉例	11
6	循環控制
6.1	概述
循環結構是程序中一種很重要的結構。其特點是，在給定條件成立時，反復執行某程序段，直到條件不成立為止。給定的條件稱為循環條件，反復執行的程序段稱為循環體。Ｃ語言提供了多種循環語句，可以組成各種不同形式的循環結構。
1)	用goto語句和if語句構成循環；
2)	用while語句；
3)	用do-while語句；
4)	用for語句；
6.2	goto語句以及用goto語句構成循環
goto語句是一種無條件轉移語句, 與BASIC中的goto語句相似。goto 語句的使用格式為:
     goto  語句標號；
其中標號是一個有效的標識符,這個標識符加上一個“:”一起出現在函數內某處, 執行goto語句后,程序將跳轉到該標號處并執行其后的語句。另外標號必須與goto語句同處于一個函數中,但可以不在一個循環層中。通常goto語句與if條件語句連用, 當滿足某一條件時, 程序跳到標號處運行。
goto語句通常不用,主要因為它將使程序層次不清,且不易讀,但在多層嵌套退出時, 用goto語句則比較合理。
【例6.1】用goto語句和if語句構成循環, 。
main()
{
        int i,sum=0;
        i=1;
loop:   if(i<=100)
          {sum=sum+i;
           i++;
           goto loop;}
         printf("%d\n",sum);
}
 
6.3	while語句
while語句的一般形式為：
    while(表達式)語句
其中表達式是循環條件，語句為循環體。
    while語句的語義是：計算表達式的值，當值為真(非0)時， 執行循環體語句。其執行過程可用下圖表示。
 
【例6.2】用while語句求 。
用傳統流程圖和N-S結構流程圖表示算法，見圖：
 
 
main()
{
   int i,sum=0;
   i=1;
   while(i<=100)
        {
sum=sum+i;
          i++;
         }
   printf("%d\n",sum);
}
 
【例6.3】統計從鍵盤輸入一行字符的個數。
#include <stdio.h>
main(){
    int n=0;
    printf("input a string:\n");
    while(getchar()!='\n') n++;
    printf("%d",n);
}
 
    本例程序中的循環條件為getchar()!='\n',其意義是， 只要從鍵盤輸入的字符不是回車就繼續循環。循環體n++完成對輸入字符個數計數。從而程序實現了對輸入一行字符的字符個數計數。
使用while語句應注意以下幾點：
1)	while語句中的表達式一般是關系表達或邏輯表達式，只要表達式的值為真(非0)即可繼續循環。
【例6.4】
main(){
    int a=0,n;
    printf("\n input n:    ");
    scanf("%d",&n);
    while (n--)
      printf("%d  ",a++*2);
}
 
本例程序將執行n次循環，每執行一次，n值減1。循環體輸出表達式a++*2的值。該表達式等效于(a*2；a++)。
2)	循環體如包括有一個以上的語句，則必須用{}括起來，組成復合語句。
6.4	do-while語句
do-while語句的一般形式為:
        do
            語句
        while(表達式)；
這個循環與while循環的不同在于:它先執行循環中的語句,然后再判斷表達式是否為真, 如果為真則繼續循環；如果為假, 則終止循環。因此, do-while循環至少要執行一次循環語句。其執行過程可用下圖表示。
 
 
【例6.5】用do-while語句求 。
用傳統流程圖和N-S結構流程圖表示算法，見圖：
 
 
main()
{
   int i,sum=0;
   i=1;
   do
        {
sum=sum+i;
          i++;
         }
while(i<=100)
    printf("%d\n",sum);
}
 
同樣當有許多語句參加循環時, 要用"{"和"}"把它們括起來。
【例6.6】while和do-while循環比較。
（1）main()
{int sum=0,i;
 scanf(“%d”,&i);
 while(i<=10)
    {sum=sum+i;
     i++;
}
printf(“sum=%d”,sum);
}
 
（2）main()
{int sum=0,i;
 scanf(“%d”,&i);
 do
   {sum=sum+i;
    i++;
}
while(i<=10);
printf(“sum=%d”,sum);
}
 
6.5	for語句
在C語言中，for語句使用最為靈活，它完全可以取代 while 語句。它的一般形式為:
        for(表達式1；表達式2；表達式3) 語句
它的執行過程如下：
1)	先求解表達式1。
2)	求解表達式2，若其值為真（非0），則執行for語句中指定的內嵌語句，然后執行下面第3）步；若其值為假（0），則結束循環，轉到第5）步。
3)	求解表達式3。
4)	轉回上面第2）步繼續執行。
5)	循環結束，執行for語句下面的一個語句。
其執行過程可用下圖表示。
 
for語句最簡單的應用形式也是最容易理解的形式如下：
for(循環變量賦初值；循環條件；循環變量增量) 語句
循環變量賦初值總是一個賦值語句, 它用來給循環控制變量賦初值; 循環條件是一個關系表達式,它決定什么時候退出循環；循環變量增量，定義循環控制變量每循環一次后            按什么方式變化。這三個部分之間用“；”分開。
   例如:
for(i=1; i<=100; i++)sum=sum+i;
   先給i賦初值1,判斷i是否小于等于100, 若是則執行語句,之后值增加1。再重新判斷, 直到條件為假,即i>100時,結束循環。
相當于：
	i=1;
while（i<=100）
    { sum=sum+i;
     i++;
}
對于for循環中語句的一般形式，就是如下的while循環形式：
	表達式1；
while（表達式2）
    {語句
     表達式3；
}
注意:
1)	for循環中的“表達式1（循環變量賦初值）”、“表達式2(循環條件)”和“表達式3(循環變量增量)”都是選擇項, 即可以缺省,但“；”不能缺省。
2)	省略了“表達式1（循環變量賦初值）”, 表示不對循環控制變量賦初值。
3)	省略了“表達式2(循環條件)”, 則不做其它處理時便成為死循環。
例如：
    for(i=1;;i++)sum=sum+i;
相當于：
	i=1;
	while(1)
		{sum=sum+i;
		 i++;}
4)	省略了“表達式3(循環變量增量)”, 則不對循環控制變量進行操作,這時可在語句體中加入修改循環控制變量的語句。
例如：
for(i=1;i<=100;)
{sum=sum+i;
       i++;}
5)	省略了“表達式1（循環變量賦初值）”和“表達式3(循環變量增量)”。
例如：
for(;i<=100;)
{sum=sum+i;
    i++;}
相當于：
	while(i<=100)
		{sum=sum+i;
		 i++;}
6)	3個表達式都可以省略。
例如：
for(；；)語句
相當于：
while(1)語句
7)	表達式1可以是設置循環變量的初值的賦值表達式，也可以是其他表達式。
例如：
    for(sum=0;i<=100;i++)sum=sum+i;
8)	表達式1和表達式3可以是一個簡單表達式也可以是逗號表達式。
for(sum=0,i=1;i<=100;i++)sum=sum+i;
	或：
		for(i=0,j=100;i<=100;i++,j--)k=i+j;
9)	表達式2一般是關系表達式或邏輯表達式，但也可是數值表達式或字符表達式，只要其值非零，就執行循環體。
例如：
	for(i=0;(c=getchar())!=’\n’;i+=c);
又如：
	for(;(c=getchar())!=’\n’;)
		printf(“%c”,c);
6.6	循環的嵌套
【例6.7】
main()
{
 int i, j, k;
 printf("i j k\n");
 for (i=0; i<2; i++)
    for(j=0; j<2; j++)
       for(k=0; k<2; k++)
           printf(“%d %d %d\n", i, j, k);
 }
 
6.7	幾種循環的比較
1)	四種循環都可以用來處理同一個問題，一般可以互相代替。但一般不提倡用goto型循環。
2)	while和do-while循環，循環體中應包括使循環趨于結束的語句。for語句功能最強。
3)	用while和do-while循環時，循環變量初始化的操作應在while和do-while語句之前完成，而for語句可以在表達式1中實現循環變量的初始化。
6.8	break和continue語句
6.8.1	break語句
break語句通常用在循環語句和開關語句中。當break用于開關語句switch中時,可使程序跳出switch而執行switch以后的語句；如果沒有break語句,則將成為一個死循環而無法退出。break在switch 中的用法已在前面介紹開關語句時的例子中碰到,這里不再舉例。
當break語句用于do-while、for、while循環語句中時,可使程序終止循環而執行循環后面的語句, 通常break語句總是與if語句聯在一起。即滿足條件時便跳出循環。
【例6.8】
main()
{
   int i=0;
   char c;
   while(1)                 /*設置循環*/
     {
      c='\0';             /*變量賦初值*/
      while(c!=13&&c!=27) /*鍵盤接收字符直到按回車或Esc鍵*/
        {
         c=getch();
         printf("%c\n", c);
        }
      if(c==27)
         break;          /*判斷若按Esc鍵則退出循環*/
      i++;
      printf("The No. is %d\n", i);
      }
    printf("The end");
 }
 
 注意:
1)	break語句對if-else的條件語句不起作用。
2)	在多層循環中, 一個break語句只向外跳一層。 
6.8.2	 continue 語句
continue語句的作用是跳過循環本中剩余的語句而強行執行下一次循環。continue語句只用在for、while、do-while等循環體中,常與if條件語句一起使用,用來加速循環。其執行過程可用下圖表示。
1) while(表達式1)
     { ……
       if(表達式2)break;
       ……
} 

2) while(表達式1)
     { ……
       if(表達式2)continue;
       ……
}

    
【例6.9】
main()
{
  char c;
  while(c!=13)      /*不是回車符則循環*/
      {
         c=getch();
         if(c==0X1B)
            continue; /*若按Esc鍵不輸出便進行下次循環*/
         printf("%c\n", c);
       }
}
 
6.9	程序舉例
【例6.10】用 公式求π。
N-S流程圖：
#include<math.h>
main()
{
  int s;
  float n,t,pi;
  t=1,pi=0;n=1.0;s=1;
  while(fabs(t)>1e-6)
      {pi=pi+t;
       n=n+2;
       s=-s;
t=s/n;
      }
  pi=pi*4;       
  printf("pi=%10.6f\n",pi);
  }
 
【例6.11】判斷m是否素數。
N-S流程圖：
#include<math.h>
main()
{
int m,i,k;
scanf(“%d”,&m);
k=sqrt(m);
for(i=2;i<=k;i++)
if(m%i==0)break;
if(i>=k+1)
printf(“%d is a prime number\n”,m);
else
printf(“%d is not a prime number\n”,m);
}
 
【例6.12】求100至200間的全部素數。
#include<math.h>
main()
{
int m,i,k,n=0;
for(m=101;m<=200;m=m+2)
{
k=sqrt(m);
for(i=2;i<=k;i++)
if(m%i==0)break;
if(i>=k+1)
{printf(“%d”,m);
   n=n+1;}
      if(n%n==0)printf(“\n”);
}
printf(“\n”);
}