C语言系列3——流程控制：条件语句与循环结构

写在开头

在程序设计中，流程控制结构是至关重要的，它们决定了程序的执行顺序和条件。本文将介绍条件语句（if语句和switch语句）以及循环结构（for循环和while循环），并讨论它们在实际编程中的应用。

1. if语句的应用与语法解析

在C语言中，if语句是一种用于根据给定条件执行不同代码块的条件语句。它的语法结构如下：

if (条件) {
    // 如果条件为真，执行这里的代码块
} else {
    // 如果条件为假，执行这里的代码块
}

在if语句中，条件可以是任何能够求值为真（非零）或假（零）的表达式。如果条件为真，则执行if语句后面的代码块；如果条件为假，则执行else后面的代码块。

例如，下面是一个简单的if语句示例：

int num = 10;

if (num > 0) {
    printf("num是一个正数。\n");
} else {
    printf("num不是一个正数。\n");
}

在这个示例中，如果变量num的值大于0，则打印“num是一个正数。”；否则，打印“num不是一个正数。”。

if语句还可以嵌套使用，即在if或else代码块中包含另一个if语句。这种嵌套的if语句可以根据多个条件执行不同的代码块，从而实现更复杂的逻辑控制。

2. switch语句的使用技巧

switch语句是C语言中一种多分支选择结构，它根据表达式的值，选择性地执行与每个值相关联的代码块。switch语句的基本语法如下：

switch (表达式) {
    case 值1:
        // 如果表达式的值等于值1，执行这里的代码
        break;
    case 值2:
        // 如果表达式的值等于值2，执行这里的代码
        break;
    // 其他case语句...
    default:
        // 如果表达式的值不等于任何case的值，执行这里的代码
}

在switch语句中，表达式的值被逐个与每个case后面的值进行比较。如果找到与表达式值匹配的case值，则执行该case后面的代码块。如果没有找到匹配的case值，则执行default后面的代码块（可选）。

switch语句的使用有一些技巧：

• 每个case后面的代码块通常都会以break语句结束，以确保只执行匹配的case。
• case的值可以是常量表达式，但不能是变量或其他非常量表达式。
• default子句是可选的，用于处理未匹配到任何case的情况，类似于if语句中的else部分。

下面是一个简单的switch语句示例：

int day = 3;
char* dayOfWeek;

switch (day) {
    case 1:
        dayOfWeek = "星期一";
        break;
    case 2:
        dayOfWeek = "星期二";
        break;
    // 其他case语句...
    default:
        dayOfWeek = "未知";
}
printf("今天是%s。\n", dayOfWeek);

在这个示例中，根据变量day的值选择性地打印出相应的星期几。

3. for与while循环的比较与实际运用

for循环和while循环是两种常用的循环结构，它们都用于重复执行一段代码。它们的选择取决于具体的情况和需求。

3.1 for循环的使用

for循环通常用于在已知循环次数的情况下执行代码块。它的基本语法如下：

for (初始化表达式; 循环条件; 更新表达式) {
    // 循环体
}

在for循环中，初始化表达式用于初始化循环变量；循环条件用于指定循环继续执行的条件；更新表达式用于更新循环变量的值。循环体是在每次循环迭代中执行的代码块。

例如，下面的for循环用于输出1到10之间的所有偶数：

for (int i = 2; i <= 10; i += 2) {
    printf("%d\n", i);
}

3.2 while循环的使用

while循环通常用于在条件为真时重复执行代码块，直到条件不再为真为止。它的基本语法如下：

while (循环条件) {
    // 循环体
}

在while循环中，循环条件是一个表达式，当该表达式的值为真时，循环体会被执行。循环体执行完毕后，再次检查循环条件，如果仍为真，则继续执行循环体，直到循环条件为假时循环结束。

例如，下面的while循环用于计算1到100之间所有整数的和：

int sum = 0;
int i = 1;

while (i <= 100) {
    sum += i;
    i++;
}

printf("1到100之间所有整数的和为：%d\n", sum);

3.3 比较与实际运用

for循环和while循环各有其适用的场景。一般来说，当循环次数已知且固定时，使用for循环更加方便；而当循环次数不确定，需要根据条件来判断是否继续循环时，使用while循环更为合适。

4. 练习题目

4.1 题目介绍

为了加强对流程控制结构的理解和应用，以下是一些练习题目：

1. 编写一个程序，接收用户输入的一个年份，然后判断该年份是否为闰年（使用if语句）。
2. 编写一个程序，接收用户输入的一个整数，然后判断该数是奇数还是偶数（使用switch语句）。
3. 编写一个程序，使用for循环输出1到10之间的所有偶数。
4. 编写一个程序，使用while循环计算1到100之间所有整数的和。

4.2 参考答案

1.判断闰年的程序

#include 

int main() {
    int year;

    // 获取用户输入的年份
    printf("请输入一个年份：");
    scanf("%d", &year);

    // 判断是否为闰年
    if ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || year % 400 == 0) {
        printf("%d 年是闰年。\n", year);
    } else {
        printf("%d 年不是闰年。\n", year);
    }

    return 0;
}

2.判断奇偶数的程序

#include 

int main() {
    int num;

    // 获取用户输入的整数
    printf("请输入一个整数：");
    scanf("%d", &num);

    // 判断是否为奇偶数
    switch (num % 2) {
        case 0:
            printf("%d 是偶数。\n", num);
            break;
        case 1:
            printf("%d 是奇数。\n", num);
            break;
    }

    return 0;
}

3.输出偶数的程序

#include 

int main() {
    // 使用for循环输出1到10之间的所有偶数
    for (int i = 2; i <= 10; i += 2) {
        printf("%d ", i);
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

4.计算整数和的程序

#include 

int main() {
    int sum = 0;
    int i = 1;

    // 使用while循环计算1到100之间所有整数的和
    while (i <= 100) {
        sum += i;
        i++;
    }

    printf("1到100之间所有整数的和为：%d\n", sum);

    return 0;
}

写在最后

流程控制结构是编程中的基础，掌握好条件语句和循环结构对于编写清晰、高效的代码至关重要。希望本文的介绍能够帮助读者加深对流程控制结构的理解，并在实际编程中灵活运用。