C语言系列之——（6）C语言中的控制语句

这九种可分为以下三类：
条件判断语句/分支语句：if , switch
循环执行语句：do while , while , for
转向语句：break ， goto ， continue ， return

1.条件判断语句

1.1 if

if语句的语法形式如下：

if(表达式)语句

表达式为真（成立），语句执行；反之则不执行

if默认只包含紧跟的第一条语句，若有多条待执行语句，需要用大括号{}将语句包含在内

if(表达式){语句1语句2……}

上面的条件判断只能实现一种情况下的行为执行，但实际中，我们常常想实现多种情况的对应行为执行，如：
不下雨就不带伞，下雨就带伞
如果bob爱吃辣，就给他辣条，如果爱吃酸，就给他柠檬，如果……
这时只用if一个一个情况识别显然不太可取，实际上，if可以“升级”为下面的几种形式：

a if……else……

对于 “不下雨就不带伞，下雨就带伞” 这种仅有两种对立，即只有a成立和a不成立的情况，可以使用if else语句，形式如下：

if(表达式1)语句1else语句2表达式1为真，就执行语句1，为假就执行语句2,相当于:如果(表达式1为真)就(执行语句1)否则 就(执行语句2)

if else区分的两种情况是对立关系，即这两种情况互斥，且这两种情况组合起来就是全集（全部情况）

b 嵌套if

而在将一个全集分成多个部分，有大于等于三种互斥情况时，可以用嵌套if，核心是如果……否则……的嵌套条件判断，如下：

if(表达式1)语句1else{if(表达式2)语句2else{……}}上面的else里又有if可以简化成下面这种形式：if(表达式1)语句1elseif(表达式2)语句2elseif(表达式3)语句3elseif(……)……else语句n

上面代码的嵌套逻辑可用下图表示

当然if里也可以嵌套if(表达式1){if(表达式2)语句1else//表示满足表达式1情况下不满足表达式2{……}}else{……}

嵌套if重在如果……否则……的层层逻辑判断，在逻辑满足下if的嵌套是灵活多变的

b.1悬空else问题

请看下面代码：

#include<stdio.h>intmain(){inta=0;intb=2;if(a==1)if(b==2)printf("hehe\n");elseprintf("haha\n");return0;}

上面代码中的else并不是和if(a == 1)匹配，而是和if(b == 2)匹配,相当于：

#include<stdio.h>intmain(){inta=0;intb=2;if(a==1){if(b==2)printf("hehe\n");elseprintf("haha\n");}return0;}

C语言并不是和python一样靠缩进来划分代码块，而是只会按语法符号{}划分代码块作用域
else总是跟自己所在作用域内离它最近、尚未配对的 if匹配

要让else和if(a == 1)匹配，代码应改为：

#include<stdio.h>intmain(){inta=0;intb=2;if(a==1){if(b==2)printf("hehe\n");}elseprintf("haha\n");return0;}

1.2 switch

switch是一种特殊形式的 if else 结构，用于判断表达式（条件）有多个结果的情况
语法形式如下：

switch(表达式){case整型常量表达式1://case后必须是一个整型的常量，不能是1.0这种小数，也不能是k这种变量语句1case整型常量表达式2:语句2……}

switch的逻辑是：
先计算表达式的结果，然后从和结果匹配的case处开始依次执行后续语句
请看下面代码：

#include<stdio.h>intmain(){inta=1;intb;switch(a){case1:b=1;case2:b=2;case3:b=3;}printf("%d",b);return0;}

上面的代码展现出了使用switch语句的一个大坑，就是switch语句只会根据表达式不同的值从不同的case处开始，并不会局限于只实现一个case区域里的代码，而是从开始位置一直执行到尾，所以上面代码最后打印结果为3，而不是1

要想只执行一个分支的语句，需要在语句后加上break

switch(表达式){case整型常量表达式1:语句1break;case整型常量表达式2:语句2break;……}

换句话说，case决定了分支的入口，break决定了分支的出口

在使用 switch 语句的时候，我们经常可能遇到一种情况，比如 switch 后的表达式中的值无法匹配代码中的 case 语句的时候，这时候要不就不做处理，要不就得在 switch 语句中加入default子句

switch(表达式){case整型常量表达式1:语句1break;case整型常量表达式2:语句2break;……default:语句nbreak;}

default其实就相当于另一个有自己特殊对应值的case入口，这个入口的条件是：表达式的值和其他case的值都不匹配
所以，default和case的顺序没有一定的规定，default可以不放在末尾，甚至可以放在开头，因为它其实也就是一个条件特殊的入口
不过通常还是放在末尾

2.循环执行语句

2.1 do while

循环语句中do while的使用频率较低，其语法形式如下：

do循环语句while(表达式);

它的执行逻辑为：
开始先执行循环语句，再判断表达式真假
若表达式为真，则重复上诉操作；若为假，则停止执行循环语句

也就是说，do while的循环语句，至少会被执行一次

注意：do while默认只包含do紧跟的第一条语句，若有多条待执行语句，需要用大括号{}将语句包含在内

下面用打印1~10的数字来演示do while的使用：

#include<stdio.h>intmain(){inti=1;do{printf("%d ",i);i++;}while(i<11);return0;}

2.2 while

while语句的语法结构和if很相似：

while(表达式)循环语句

它的执行逻辑为：
开始先判断表达式真假
若表达式为真，执行循环语句，每执行完都会重新判断表达式真假，为真则重复上述步骤；
若为假，则停止执行循环语句

同样的，while也默认只包含紧跟的第一条语句，若有多条待执行语句，需要用大括号{}将语句包含在内

下面用打印1~10的数字来演示while的使用：

#include<stdio.h>intmain(){inti=1;while(i<11){printf("%d ",i);i++;}return0;}

2.3 for

for循环的使用频率较高，其复杂程度也比前两种更高，其语法形式如下：

for(表达式1;表达式2;表达式3)循环语句

其中：
表达式1用于循环变量的初始化
表达式2用于循环结束条件的判断
表达式3用于循环变量的调整

它的执行可用下图表示：

for 循环最先执行一次表达式 1 完成变量初始化，随后进入循环判断逻辑：
先运行表达式 2 做条件判定，若条件为假，循环直接结束；若条件为真，则执行循环语句。
执行循环语句时如果碰到 break，会直接终止整个循环；如果碰到 continue，会立刻停止当前循环剩下的代码，跳到表达式 3 执行变量调整。
正常走完循环语句后同样会执行表达式 3 更新变量，之后再次回到表达式 2 重新判断条件，不断重复该流程，直到表达式 2 判定为假退出循环。
【表达式1只在开始时执行这一次，后续就不会再执行表达式1】

同样的，while也默认只包含紧跟的第一条语句，若有多条待执行语句，需要用大括号{}将语句包含在内

下面用打印1~10的数字来演示for的使用：

#include<stdio.h>intmain(){for(inti=1;i<11;i++)printf("%d ",i);return0;}

a. for的多表达式问题

for在表达式1中可同时初始化多个同类型变量，多个变量使用逗号分隔，如：

for(inti=1,g=3,……;表达式2;表达式3)循环语句

for在表达式2和表达式3中同样也可以利用逗号运算符书写多段语句,但需要注意的是：

将多个表达式用逗号分隔组成多段语句，实际上构成了逗号表达式，执行时会依次执行每个表达式，最终将最后一个表达式的值作为整个逗号表达式的值，而这对靠判断真假来决定循环的终止或执行的表达式2来说是个大坑，请看下面代码：

#include<stdio.h>intmain(){for(inti=1,e=1;i>11,e<5;i++,e++)printf("%d+%d ",i,e);return0;}

上面的代码，表达式2的位置判断的是整个逗号表达式的真假，而该逗号表达式的值就是e < 5的值，与i > 11无关，所以即使i < 11,循环依旧进行

如果想实现多表达式作用的真假判断，可以借助逻辑运算符
下面代码用&&将两个表达式用并且关系关联起来，使循环开始即结束

#include<stdio.h>intmain(){for(inti=1,e=1;(i>11)&&(e<5);i++,e++)printf("%d+%d ",i,e);return0;}

b. for的无表达式问题

for 循环允许省略任意一个、两个甚至全部三个表达式，但底层执行逻辑不会改变。程序运行到被省略的表达式位置时，等价于执行一条空语句。

特别注意：
如果省略表达式 2（条件判断部分），该位置默认判定为恒真，循环会持续运行形成死循环；这种情况下想要退出循环，只能依靠循环体内的break语句，否则循环永远不会终止。

3.转向语句

在程序运行时，我们时常需要改变代码默认的顺序执行流程，循环里提前退出、跳过本轮代码、直接跳转到指定位置、结束函数等场景都十分常见。

C 语言提供了四类转向语句：break、continue、goto、return，用来灵活调整程序执行流向。

下面我们逐一讲解它们的作用与使用规范。

3.1 break 和 continue

break：直接永久终止当前循环，代码执行到 break 时，会立刻跳出当前循环，运行循环外部后续代码
continue：放弃本次循环剩下尚未执行的代码，直接开启下一轮循环

下面我们直接通过实际代码感受这两个转向语句：

#include<stdio.h>intmain(){printf("===== break 演示 =====\n");for(inti=1;i<=10;i++){if(i==5){break;// 直接终止整个循环}printf("%d ",i);}printf("\nbreak演示结束\n");printf("===== continue 演示 =====\n");for(inti=1;i<=10;i++){if(i==5){continue;// 跳过本次循环剩余代码，直接进入下一轮}printf("%d ",i);}printf("\ncontinue演示结束\n");return0;}

运行结果：
===== break 演示 =====
1 2 3 4
break演示结束
===== continue 演示 =====
1 2 3 4 6 7 8 9 10
continue演示结束

3.2 goto

goto语句实际包括goto和跳转标号 ，是一种比较特殊的语法，其形式如下：

goto跳转标号;//和取变量名一样给跳转标号取名跳转标号:

程序执行到goto语句时，会直接跳转到 跳转标号: 的这个位置执行后续代码
在想要跳出多层循环时，如果用break,每层循环都要有break语句，而用goto就会方便很多

#include<stdio.h>intmain(){// 双层循环for(inti=1;i<=3;i++){for(intj=1;j<=3;j++){printf("i=%d,j=%d\n",i,j);if(i==2&&j==2){gotoend_loop;}}}end_loop:// 跳转标号，名称自定义，末尾带冒号printf("已经跳出双层循环\n");return0;}

3.3 return

return 用于终止当前所在函数，将程序执行流程返回函数调用处；如果函数有返回值，还可以附带返回数据。

在main函数中执行return，代表直接结束整个程序；
一旦执行return，函数内return之后的所有代码都不会运行；
return 不受循环约束，在循环体内执行 return，会直接退出整个函数

注意区分：break只跳出循环，不能退出函数；return直接退出整个函数

请看下面代码：

#include<stdio.h>voidtest(){printf("函数开始运行\n");return;// 直接终止函数，下方printf不会执行printf("这段代码永远无法执行\n");}intmain(){printf("main函数开始\n");test();printf("main函数继续执行\n");return0;// 结束main函数，程序退出}

运行结果：
main 函数开始
函数开始运行
main 函数继续执行

a.return的使用规范

1.返回类型为void的函数，可不写return；当然也可以写return，但不能附带返回数值，只能按return ;这样书写，返回空语句
2.带有返回值的函数，正常应当使用return 数据;的形式返回匹配类型的值。
因为普通有返回值函数，如果代码执行结束仍没有执行return 值;，程序会触发未定义行为；
然而有一个特例，main函数允许省略末尾的 return，编译器会自动补充 return 0;
其他函数不享受该规则