Cprogramming 简明教程

For Loop in C

包括 C 在内的多数编程语言都支持 for 关键字来构建循环。在 C 中，其他循环相关关键字是 while 和 do-while 。与其他两种类型不同， for 循环被称为 automatic loop ，通常是程序员的首选。

for loop 是一个入口控制循环，它一直执行语句直到给定的条件。所有元素（初始化、测试条件和增量）被组合在一起，在带 for 关键字的圆括号内形成了 for loop 。

Syntax of for Loop

C 编程语言中 for 循环语法：

for (init; condition; increment){
   statement(s);
}

Control Flow of a For Loop

以下是 “for” 循环执行时的情况：

init 步骤首先执行，只执行一次。此步骤允许你声明和初始化任何循环控制 variables 。可以不在这里放置语句，只要出现一个分号。

接下来，对条件进行评估。如果为真，则执行循环体。如果为假，则不执行循环体，并且控制跳到 “for” 循环之后的下一条语句。

在执行 “for” 循环体之后，控制流跳回增量语句。此语句允许你更新任何循环控制变量。该语句可以留空，只要条件后面出现一个分号。

现在重新评估条件。如果为真，则循环执行且进程重复自身（循环体，然后是增量步骤，然后再次是条件）。条件变为假后，“for” 循环终止。

Flowchart of for Loop

以下流程图表示 for 循环如何工作：

cpp for loop

当开发人员事先知道需要执行多少次迭代时，他们更喜欢使用 for 循环。可以将其视为对增量和测试循环变量的 while 和 do-while 循环的一种简写。

for 循环可以用不同的变体应用。让我们了解 for 循环在不同情况下的工作原理。

Example: Basic for Loop

这是 for 循环的最基本形式。请注意，括号内的所有三个子句（在 for 关键字前面）都是可选的。

#include <stdio.h>

int main(){
   int a;

   // for loop execution
   for(a = 1; a <= 5; a++){
      printf("a: %d\n", a);
   }

   return 0;
}

运行代码并检查其输出：

a: 1
a: 2
a: 3
a: 4
a: 5

Initializing for Loop Counter Before Loop Statement

初始化步骤可以放在 for 循环标题上方。在这种情况下，必须通过放置一个分号使 init 部分留空。

Example

#include <stdio.h>

int main(){
   int a = 1;

   // for loop execution
   for( ; a <= 5; a++){
      printf("a: %d\n", a);
   }
   return 0;
}

你仍然得到相同的输出：

a: 1
a: 2
a: 3
a: 4
a: 5

Updating Loop Counter Inside for Loop Body

你还可以放置空语句来代替增量子句。但是，需要将增量语句放置在循环体中，否则它将成为 infinite loop 。

Example

#include <stdio.h>

int main(){

   int a;

   // for loop execution
   for(a = 1; a <= 5; ){
      printf("a: %d\n", a);
      a++;
   }
   return 0;
}

这里，你也会得到与前一个示例中相同的结果：

a: 1
a: 2
a: 3
a: 4
a: 5

Using Test Condition Inside for Loop Body

你还可以省略括号中测试条件的第二个子句。在这种情况下，你需要使用 break statement 终止循环，否则循环会无限运行。

Example

#include <stdio.h>

int main(){
   int a;

   // for loop execution
   for(a = 1; ; a++){
      printf("a: %d\n", a);
      if(a == 5)
      break;
   }
   return 0;
}

执行此代码后，您将获得以下输出 −

a: 1
a: 2
a: 3
a: 4
a: 5

Using for Loops with Multiple Counters

在 for 语句中，可能会对多个变量进行初始化和/或进行多个增量语句。但是，只能有一个测试条件。

Example

#include <stdio.h>

int main(){
   int a, b;

   // for loop execution
   for(a = 1, b = 1; a <= 5; a++, b++){
      printf("a: %d b: %d a*b: %d\n", a, b, a*b);
   }

   return 0;
}

当你运行这段代码时，它将产生以下输出：

a: 1 b: 1 a*b: 1
a: 2 b: 2 a*b: 4
a: 3 b: 3 a*b: 9
a: 4 b: 4 a*b: 16
a: 5 b: 5 a*b: 25

Decrement in for Loop

你还可以形成 for 递减循环。在这种情况下，循环变量的初始值大于其在测试条件中的值。for 语句中的最后一个子句使用递减运算符。

Example

以下程序按降序打印数字 5 到 1：

#include <stdio.h>
int main(){
   int a;

   // for loop execution
   for(a = 5; a >= 1; a--){
      printf("a: %d\n", a);
   }

   return 0;
}

运行代码并检查其输出：

a: 5
a: 4
a: 3
a: 2
a: 1

Traversing Arrays with for Loops

For loop 非常适用于一次遍历数组的一个元素。请注意，数组中的每个元素都有一个从 “0” 开始的增量索引。

Example

#include <stdio.h>

int main(){
   int i;
   int arr[] = {10, 20, 30, 40, 50};

   // for loop execution
   for(i = 0; i < 5; i++){
      printf("a[%d]: %d\n", i, arr[i]);
   }

   return 0;
}

当你运行这段代码时，它将产生以下输出：

a[0]: 10
a[1]: 20
a[2]: 30
a[3]: 40
a[4]: 50

Example: Sum of Array Elements Using for Loop

下面的程序计算给定数组中所有整数的平均值。

#include <stdio.h>
int main(){
   int i;
   int arr[] = {10, 20, 30, 40, 50};
   int sum = 0;
   float avg;

   // for loop execution
   for(i=0; i<5; i++){
      sum += arr[i];
   }
   avg = (float)sum / 5;
   printf ("Average = %f", avg);

   return 0;
}

运行代码并检查其输出：

Average = 30.000000

Example: Factorial Using for Loop

以下代码使用一个 for 循环计算一个数字的阶乘值。请注意，数字的阶乘是 1 和给定数字之间的所有整数的乘积。阶乘在数学上表示为以下公式：

x! = 1 * 2 * . . . * x

这是计算阶乘的代码：

#include <stdio.h>

int main(){

   int i, x = 5;
   int fact = 1;

   // for loop execution
   for(i=1; i<= x; i++){
      fact *= i;
   }
   printf("%d != %d", x, fact);

   return 0;
}

当你运行这段代码时，它将产生以下输出：

5! = 120

for 循环非常适用于已知重复次数的情况。然而，循环行为可以通过 for 循环主体内的 break 和 continue keywords 控制。在处理二级 arrays 时也经常使用嵌套 for 循环。