1.if 语句

if语句用于条件判断,满足条件时,就执行指定的语句。

  1. if (expression) statement

上面式子中,表达式expression为真(值不为0)时,就执行statement语句。
if后面的判断条件expression外面必须有圆括号,否则会报错。语句体部分statement可以是一个语句,也可以是放在大括号里面的复合语句。下面是一个例子。

  1. if (x == 10) printf("x is 10");

上面示例中,当变量x为10时,就会输出一行文字。对于只有一个语句的语句体,语句部分通常另起一行。

  1. if (x == 10)
  2. printf("x is 10\n");

如果有多条语句,就需要把它们放在大括号里面,组成一个复合语句。

  1. if (line_num == MAX_LINES) {
  2. line_num = 0;
  3. page_num++;
  4. }

if语句可以带有else分支,指定条件不成立时(表达式expression的值为0),所要执行的代码。

  1. if (expression) statement
  2. else statement

下面是一个例子。

  1. if (i > j)
  2. max = i;
  3. else
  4. max = j;

如果else的语句部分多于一行,同样可以把它们放在大括号里面。
else可以与另一个if语句连用,构成多重判断。

  1. if (expression)
  2. statement
  3. else if (expression)
  4. statement
  5. ...
  6. else if (expression)
  7. statement
  8. else
  9. statement

如果有多个if和else,可以记住这样一条规则,else总是跟最接近的if匹配。

  1. if (number > 6)
  2. if (number < 12)
  3. printf("The number is more than 6, less than 12.\n");
  4. else
  5. printf("It is wrong number.\n");

上面示例中,else部分匹配最近的if(即number < 12),所以如果number等于6,就不会执行else的部分。
这样很容易出错,为了提供代码的可读性,建议使用大括号,明确else匹配哪一个if。

  1. if (number > 6) {
  2. if (number < 12) {
  3. printf("The number is more than 6, less than 12.\n");
  4. }
  5. } else {
  6. printf("It is wrong number.\n");
  7. }

上面示例中,使用了大括号,就可以清晰地看出else匹配外层的if。

2.三元运算符 ?:

C 语言有一个三元表达式?:,可以用作if…else的简写形式。

  1. <expression1> ? <expression2> : <expression3>

这个操作符的含义是,表达式expression1如果为true(非0值),就执行expression2,否则执行expression3。
下面是一个例子,返回两个值之中的较大值。

  1. (i > j) ? i : j;

上面的代码等同于下面的if语句。

  1. if (i > j)
  2. return i;
  3. else
  4. return j;

3.switch 语句

switch 语句是一种特殊形式的 if…else 结构,用于判断条件有多个结果的情况。它把多重的else if改成更易用、可读性更好的形式。

  1. switch (expression) {
  2. case value1: statement
  3. case value2: statement
  4. default: statement
  5. }

上面代码中,根据表达式expression不同的值,执行相应的case分支。如果找不到对应的值,就执行default分支。
下面是一个例子。

  1. switch (grade) {
  2. case 0:
  3. printf("False");
  4. break;
  5. case 1:
  6. printf("True");
  7. break;
  8. default:
  9. printf("Illegal");
  10. }

上面示例中,根据变量grade不同的值,会执行不同的case分支。如果等于0,执行case 0的部分;如果等于1,执行case 1的部分;否则,执行default的部分。default表示处理以上所有case都不匹配的情况。
每个case语句体的结尾,都应该有一个break语句,作用是跳出整个switch结构,不再往下执行。如果缺少break,就会导致继续执行下一个case或default分支。

  1. switch (grade) {
  2. case 0:
  3. printf("False");
  4. case 1:
  5. printf("True");
  6. break;
  7. default:
  8. printf("Illegal");
  9. }

上面示例中,case 0的部分没有break语句,导致这个分支执行完以后,不会跳出switch结构,继续执行case 1分支。
利用这个特点,如果多个case分支对应同样的语句体,可以写成下面这样。

  1. switch (grade) {
  2. case 0:
  3. case 1:
  4. printf("True");
  5. break;
  6. default:
  7. printf("Illegal");
  8. }

上面示例中,case 0分支没有任何语句,导致case 0和case 1都会执行同样的语句体。
case后面的语句体,不用放在大括号里面,这也是为什么需要break的原因。
default分支用来处理前面的 case 都不匹配的情况,最好放在所有 case 的后面,这样就不用写break语句。这个分支是可选的,如果没有该分支,遇到所有的 case 都不匹配的情况,就会直接跳出整个 switch 代码块。

4.while 语句

while语句用于循环结构,满足条件时,不断执行循环体。

  1. while (expression)
  2. statement

上面代码中,如果表达式expression为非零值(表示真),就会执行statement语句,然后再次判断expression是否为零;如果expression为零(表示伪)就跳出循环,不再执行循环体。

  1. while (i < n)
  2. i = i + 2;

上面示例中,只要i小于n,i就会不断增加2。
如果循环体有多个语句,就需要使用大括号将这些语句组合在一起。

  1. while (expression) {
  2. statement;
  3. statement;
  4. }

下面是一个例子。

  1. i = 0;
  2. while (i < 10) {
  3. printf("i is now %d!\n", i);
  4. i++;
  5. }
  6. printf("All done!\n");

上面代码中,循环体会执行10次,每次将i增加1,直到等于10才退出循环。
只要条件为真,while会产生无限循环。下面是一种常见的无限循环的写法。

  1. while (1) {
  2. // ...
  3. }

上面的示例虽然是无限循环,但是循环体内部可以用break语句跳出循环。

5.do…while 结构

do…while结构是while的变体,它会先执行一次循环体,然后再判断是否满足条件。如果满足的话,就继续执行循环体,否则跳出循环。

  1. do statement
  2. while (expression);

上面代码中,不管条件expression是否成立,循环体statement至少会执行一次。每次statement执行完毕,就会判断一次expression,决定是否结束循环。

  1. i = 10;
  2. do --i;
  3. while (i > 0);

上面示例中,变量i先减去1,再判断是否大于0。如果大于0,就继续减去1,直到i等于0为止。
如果循环部分有多条语句,就需要放在大括号里面。

  1. i = 10;
  2. do {
  3. printf("i is %d\n", i);
  4. i++;
  5. } while (i < 10);
  6. printf("All done!\n");

上面例子中,变量i并不满足小于10的条件,但是循环体还是会执行一次。

6.for 语句

for语句是最常用的循环结构,通常用于精确控制循环次数。

  1. for (initialization; continuation; action)
  2. statement;

上面代码中,for语句的条件部分(即圆括号里面的部分)有三个表达式。

  • initialization:初始化表达式,用于初始化循环变量,只执行一次。
  • continuation:判断表达式,只要为true,就会不断执行循环体。
  • action:循环变量处理表达式,每轮循环结束后执行,使得循环变量发生变化。


    for(定义初始变量①;循环条件②;变量的变化值④){
    循环语句块③;
    }
    for语句执行顺序为 ①②③④②③④……
    其中 ①定义初始变量只在进入循环时执行一次
    如果循环条件有多个,则需要使用&& || 分隔开
    如果初始变量和变化值有多个,则只需使用 , 逗号分隔开

循环体部分的statement可以是一条语句,也可以是放在大括号里面的复合语句。下面是一个例子。

  1. for (int i = 10; i > 0; i--)
  2. printf("i is %d\n", i);

上面示例中,循环变量i在for的第一个表达式里面声明,该变量只用于本次循环。离开循环体之后,就会失效。
条件部分的三个表达式,每一个都可以有多个语句,语句与语句之间使用逗号分隔。

  1. int i, j;
  2. for (i = 0, j = 999; i < 10; i++, j--) {
  3. printf("%d, %d\n", i, j);
  4. }

上面示例中,初始化部分有两个语句,分别对变量i和j进行赋值。
for的三个表达式都不是必需的,甚至可以全部省略,这会形成无限循环。

  1. for (;;) {
  2. printf("本行会无限循环地打印。\n" );
  3. }

上面示例由于没有判断条件,就会形成无限循环。

7.break 语句

break语句有两种用法。一种是与switch语句配套使用,用来中断某个分支的执行,这种用法前面已经介绍过了。另一种用法是在循环体内部跳出循环,不再进行后面的循环了。

  1. for (int i = 0; i < 3; i++) {
  2. for (int j = 0; j < 3; j++) {
  3. printf("%d, %d\n", i, j);
  4. break;
  5. }
  6. }

上面示例中,break语句使得循环跳到下一个i。

  1. while ((ch = getchar()) != EOF) {
  2. if (ch == '\n') break;
  3. putchar(ch);
  4. }

上面示例中,一旦读到换行符(\n),break命令就跳出整个while循环,不再继续读取了。
注意,break命令只能跳出循环体和switch结构,不能跳出if结构。

  1. if (n > 1) {
  2. if (n > 2) break; // 无效
  3. printf("hello\n");
  4. }

上面示例中,break语句是无效的,因为它不能跳出外层的if结构。

8.continue 语句

continue语句用于在循环体内部终止本轮循环,进入下一轮循环。只要遇到continue语句,循环体内部后面的语句就不执行了,回到循环体的头部,开始执行下一轮循环。

  1. for (int i = 0; i < 3; i++) {
  2. for (int j = 0; j < 3; j++) {
  3. printf("%d, %d\n", i, j);
  4. continue;
  5. }
  6. }

上面示例中,有没有continue语句,效果一样,都表示跳到下一个j。

  1. while ((ch = getchar()) != '\n') {
  2. if (ch == '\t') continue;
  3. putchar(ch);
  4. }

上面示例中,只要读到的字符是制表符(\t),就用continue语句跳过该字符,读取下一个字符。

9.goto 语句

goto 语句用于跳到指定的标签名。这会破坏结构化编程,建议不要轻易使用,这里为了语法的完整,介绍一下它的用法。

  1. char ch;
  2. top: ch = getchar();
  3. if (ch == 'q')
  4. goto top;

上面示例中,top是一个标签名,可以放在正常语句的前面,相当于为这行语句做了一个标记。程序执行到goto语句,就会跳转到它指定的标签名。

  1. infinite_loop:
  2. print("Hello, world!\n");
  3. goto infinite_loop;

上面的代码会产生无限循环。
goto 的一个主要用法是跳出多层循环。

  1. for(...) {
  2. for (...) {
  3. while (...) {
  4. do {
  5. if (some_error_condition)
  6. goto bail;
  7. } while(...);
  8. }
  9. }
  10. }
  11. bail:
  12. // ... ...

上面代码有很复杂的嵌套循环,不使用 goto 的话,想要完全跳出所有循环,写起来很麻烦。
goto 的另一个用途是提早结束多重判断。

  1. if (do_something() == ERR)
  2. goto error;
  3. if (do_something2() == ERR)
  4. goto error;
  5. if (do_something3() == ERR)
  6. goto error;
  7. if (do_something4() == ERR)
  8. goto error;

上面示例有四个判断,只要有一个发现错误,就使用 goto 跳过后面的判断。
注意,goto 只能在同一个函数之中跳转,并不能跳转到其他函数。