Cprogramming 简明教程

C - Loops

Loops 是一个编程构造，表示一个或多个语句的块，这些语句会重复执行指定次数，或者直到满足某个条件。

重复任务在编程中很常见，循环对于节省时间和最大程度减少错误至关重要。在 C programming 中，提供了 while 、 do–while 和 for 关键字来实现循环。

循环构造是任何处理逻辑的重要组成部分，因为它们有助于重复执行同一过程。C 程序员应该非常熟悉实现和控制循环构造。

编程语言提供了各种控制结构，允许执行更复杂的执行路径。循环语句允许我们多次执行一条语句或一组语句。

Flowchart of C Loop Statement

下面给出了适用于任何编程语言的循环语句的一般流程图 -

C 程序中的语句总是自上而下执行。如果我们要求编译器返回到任何前面的步骤，它将构成循环。

Example: Loops in C

为了理解程序中循环的必要性，请考虑以下代码段 -

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

   // local variable definition
   int a = 1;

   printf("a: %d\n", a);
   a++;

   printf("a: %d\n", a);
   a++;

   printf("a: %d\n", a);
   a++;

   printf("a: %d\n", a);
   a++;

   printf("a: %d\n", a);

   return 0;
}

Output

运行此代码，您将获得以下输出−

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

此程序打印“a”的值，并对其值进行递增。重复这两个步骤多次。如果您需要打印“a”值从 1 到 100，最好不要手动在代码中重复这些步骤。相反，我们可以要求编译器重复执行打印和递增这两个步骤，直到达到 100。

Example: Using While Loop in C

可以使用 for 、 while 或 do-while 构造重复循环。以下程序演示如何使用 C 中的“while”循环打印 100 个“a”值 -

#include <stdio.h>

int main () {

   // local variable definition
   int a = 1;

   while (a <= 100){
      printf("a: %d\n", a);
      a++;
   }

   return 0;
}

Output

运行此代码并检查输出 −

a: 1
a: 2
a: 3
a: 4
.....
.....
a: 98
a: 99
a: 100

如果某个步骤根据任何条件将程序流重定向到任何前面的步骤，那么该循环就是条件循环。一旦控制条件变为 false，重复将停止。如果重定向执行时没有任何条件，它就是一个 infinite loop ，因为代码块会一直重复。

Parts of C Loops

为了构成循环，以下元素是必要的 -

循环语句（ while 、 do–while 或 for ）
Looping block
Looping condition

循环通常分为两种类型 -

Counted Loops in C

如果循环设计为重复一定次数，则它是一个计数循环。在 C 中， for 循环是计数循环的示例。

Conditional Loops in C

如果循环设计为重复，直到某个条件为 true，则它是一个条件循环。 while 和 do–while 构造有助于形成条件循环。

Looping Statements in C

C 编程提供以下类型的循环来处理循环需求 −

Sr.No.	Loop Type & Description
1	while loop 当给定条件为真时重复一条语句或一组语句。它在执行循环体之前测试该条件。
2	for loop 多次执行一系列语句，并缩写管理循环变量的代码。
3	do-while loop 它更像 while 语句，除了它在循环体的末尾测试条件。
4	nested loops 您可以在任何其他 while 、 for 或 do-while 循环中使用一个或多个循环。

上述每种循环类型都必须根据哪种类型适合给定情况来使用。我们将在后续章节中详细了解这些循环类型。

Loop Control Statements in C

循环控制语句会更改从其正常序列执行。当执行离开作用域时，在该作用域中创建的所有自动对象都会被销毁。

C 支持以下控制语句 −

Sr.No.

Control Statement & Description

break statement 终止 loop 或 switch 语句并将执行传输到循环或 switch 之后的语句。

continue statement 导致循环跳过其主体的其余部分并立即在重复之前重新测试其条件。

goto statement 将控制权传输到标记的语句。

break 和 continue 语句具有对比目的。 goto 语句充当跳转语句，如果它导致程序转到后面的语句。如果 goto 语句将程序重定向到前面的语句，则它会形成一个循环。

The Infinite Loop in C

如果条件从未变为假，则循环将变为 infinite loop 。一个无穷循环是一个无限期重复的循环，因为它没有终止条件，或者永远不满足终止条件，或者指示循环重新从头开始。

尽管程序员有可能故意使用无穷循环，但它们常常是新程序员犯的错误。

Example: Infinite Loop in C

for 循环传统上用于创建无穷循环。由于组成“for”循环的三个表达式都不是必需的，因此您可以通过清空条件表达式来创建一个无限循环。

#include <stdio.h>

int main (){

   for( ; ; ){
      printf("This loop will run forever. \n");
   }

   return 0;
}

通过运行此代码，您将获得一个不断打印同一行的无穷循环。

This loop will run forever.
This loop will run forever.
........
........
This loop will run forever.

当不存在条件表达式时，假定它为真。您可能有一个初始化和增量表达式，但 C 程序员更常用 for(;;) 结构来表示一个无穷循环。

Note − 您可以通过按下“ Ctrl + C ”键来终止无穷循环。