文 | Edward

2 循环执行语句

计算机有一个强大的能力，快速地重复执行某一计算，这种重复计算多次的方法，是通过软件中的循环执行语句去实现的。C语言中实现循环语句结构的方式有三种，第一种为“for”循环，第二种为“while”循环，第三种为“do……while”循环。不管是那种循环，其循环的方式都是类似的，即在某一条件成立的情况下(为True，或者非0)，某一范围内的某条或某几条语句就会被一次循环执行，循环执行语句的示意如图3-8-7所示。

图3-8-7 循环执行语句

(1)while循环

while语句的一般使用形式为：

while(判断条件)

{

执行语句;

}

其中判断条件可以为表达式，也可以是一个变量，只要表达式或者变量不为0，那么while后面的执行语句将一直被循环执行。如果while条件后面只跟随一句执行语句，那么while后面的一对“{}”可以不加。

例如，当我们需要连续打印出1到100的时候，用while语句即可轻松实现，其实现代码如图3-8-8所示。

图3-8-8 while循环打印

图3-8-8代码中，i定义完成之后，赋初值为1，“i <= 100”是一个判断条件，只要这个表达式为1，即条件成立，那么代码就一直会把“i”打印出来，而变量i每次在打印完成之后，就对自己加1，这样，当执行99次之后，i=100，此时“i <= 100”这个条件还是成立，进而再执行一次“i+1”，此时i=101了，再去判断“i<=100”已经不成立了，因此while循环最终退出。

当然，C语言在设计之初就设计了循环的退出机制，“continue”和“break”就是循环退出机制的两个关键词。这两个关键词虽然都可以使while循环中断退出，但是其效果和功能有着非常大的区别。“break”关键词是让整个while循环彻底退出，而“continue”关键词是让本次的循环中断运行，进而进行下一次while的循环以决定这个循环需不需要继续执行下去。关于“continue”关键词我们可以做一个简单的程序来说明一下其功能。如图3-8-9所示。

图3-8-9 continue关键词

这个程序的主体和图3-8-8中的代码一样，只不过加了一个判断条件，当i加到5的时候进行判断，直接给变量i赋值200，之后再运行continue语句，由于continue语句执行了，因此循环在此处就中断了，直接进行while条件的判断，而此时下面的printf语句也就不会被执行了。在while的判断下，发现此时“i <= 100”这个条件不成立了，因此退出了while循环。

利用while循环和continue的组合，我们还可以做很多有趣的程序，如，找出1~1000中所有能被3整除的整数。程序代码如图3-8-10所示。

图3-8-10 找出1000以内能被3整除的数

而break的语法就是直接退出整个while循环，我们可以写一个软件来验证这个while的用法，做一个键盘字符获取程序，程序平时一直在等待按键输入，并将按下的按键打印出来，直到当按下小写字符“k”的时候，程序打印出goodbye并且退出。如图3-8-11所示，此时while的判断条件是一个常数1，因此可以说while在任何情况下都不会退出，但是一旦当获取到的按键为“k”，此时if判断语句中的条件就成立，运行break语句，最终打印出good bye，并且退出while(1)这个循环。可能做纯软件的读者会觉得我这里的while(1)用的非常荒唐，再怎么样也要写一个退出条件比较考究，但是在很多的裸机系统中，就是通过一个while(1)的大循环使芯片里面的程序连续运行的。

图3-8-11 按键字符判断

(2)do……while循环

do……while语句，在一些书上也称作do语句，它很像while语句，只是它的运行条件判断，要在循环体执行完一次之后再去判断。所以，这种结构的循环体至少会被运行一次，下面是它的语法。

既然while和do……while的用法很相似，那我们如何在它们之间进行选择呢？

当需要循环体至少执行一次的时候，选择do。

比如，还是一个按键判断的程序，当输入的字符不为小写字母“k”的时候，将这个数字打印出来，如果是小写字母“k”就退出程序，打印出good bye。这个程序由于要求我们对输入的第一个字符就需要判断，因此在不用break和while(1)的情况下，我们可以直接使用do……while的形式来完成。其代码如图3-8-12所示。

图3-8-12 字符判断程序

(3)for循环

C语言中，for循环语句是while循环语句的一种简化方法，for语句的一般形式为：

通过上几小节的练习，我们发现一个规律，即有限次数的循环程序，一般都会定义一个控制循环次数的变量，而for循环语句中的表达式1为初始化部分，即我们可以对定义的这个控制循环次数变量进行初始化。表达式2为条件部分，当表达式2成立的时候(True，非0)，for循环一直运行下去，一旦当表达式2的条件不满足，则退出for循环。表达式3为调整部分，它在每一次循环体运行完成一遍之后，都会执行表达式3。与while循环一样，在for语句中，也可以使用break语句和continue语句来中断循环。

如我们需要找出1~1000中所有能被3整除的整数，除了图3-8-10中用while循环的程序外，还可以用for语句来实现。如图3-8-13所示。

图3-8-13 for语句寻找能被3整除的数

图3-8-13，for语句后面的三个表达式分别为：

初始条件：i = 1;

判断条件：i <= 1000;

调整语句：i ++;这里的i可以根据需求自行调节。

循环控制语句后面我们在实际使用中会频繁用到，因此后面让我们来慢慢探索。