C语言基础语法 2.4 控制结构（条件语句、循环语句）
在C语言中，控制结构是程序的核心部分，它们决定了程序的执行流程。控制结构主要分为条件语句和循环语句。本文将详细介绍这两种控制结构，包括它们的语法、优缺点、注意事项以及丰富的示例代码。
1. 条件语句
条件语句用于根据特定条件的真假来决定程序的执行路径。C语言中主要有以下几种条件语句：
1.1 if 语句
if 语句是最基本的条件语句，用于判断一个条件是否为真。
语法
if (condition) {
// 当 condition 为真时执行的代码
}
示例
#include <stdio.h>
int main() {
int a = 10;
if (a > 5) {
printf("a is greater than 5\n");
}
return 0;
}
优点
- 简单易懂，适合处理简单的条件判断。
缺点
- 只能处理单一条件，复杂条件需要嵌套使用。
注意事项
- 条件表达式必须返回布尔值（0或非0），非0表示真，0表示假。
1.2 if-else 语句
if-else 语句用于在条件为真和假时执行不同的代码块。
语法
if (condition) {
// 当 condition 为真时执行的代码
} else {
// 当 condition 为假时执行的代码
}
示例
#include <stdio.h>
int main() {
int a = 3;
if (a > 5) {
printf("a is greater than 5\n");
} else {
printf("a is not greater than 5\n");
}
return 0;
}
优点
- 可以处理两种情况，逻辑清晰。
缺点
- 代码可读性在多层嵌套时会降低。
注意事项
else语句是可选的，可以单独使用if语句。
1.3 else if 语句
else if 语句用于处理多个条件。
语法
if (condition1) {
// 当 condition1 为真时执行的代码
} else if (condition2) {
// 当 condition2 为真时执行的代码
} else {
// 当所有条件都为假时执行的代码
}
示例
#include <stdio.h>
int main() {
int a = 7;
if (a > 10) {
printf("a is greater than 10\n");
} else if (a > 5) {
printf("a is greater than 5 but less than or equal to 10\n");
} else {
printf("a is 5 or less\n");
}
return 0;
}
优点
- 可以处理多个条件，逻辑清晰。
缺点
- 嵌套过多会导致代码复杂，降低可读性。
注意事项
- 确保条件的顺序合理，以避免逻辑错误。
1.4 switch 语句
switch 语句用于根据变量的值选择执行的代码块。
语法
switch (expression) {
case constant1:
// 当 expression 等于 constant1 时执行的代码
break;
case constant2:
// 当 expression 等于 constant2 时执行的代码
break;
default:
// 当 expression 不等于任何常量时执行的代码
}
示例
#include <stdio.h>
int main() {
int day = 3;
switch (day) {
case 1:
printf("Monday\n");
break;
case 2:
printf("Tuesday\n");
break;
case 3:
printf("Wednesday\n");
break;
default:
printf("Invalid day\n");
}
return 0;
}
优点
- 适合处理多个离散值的情况，代码简洁。
缺点
- 只能用于整型或字符型，不能处理范围条件。
注意事项
- 每个
case语句后面通常需要break，以防止“贯穿”到下一个case。
2. 循环语句
循环语句用于重复执行一段代码，直到满足特定条件。C语言中主要有以下几种循环语句：
2.1 for 循环
for 循环用于在已知循环次数的情况下重复执行代码。
语法
for (initialization; condition; increment) {
// 循环体
}
示例
#include <stdio.h>
int main() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
printf("Iteration %d\n", i);
}
return 0;
}
优点
- 结构清晰，适合已知循环次数的情况。
缺点
- 不适合处理未知次数的循环。
注意事项
- 确保循环条件能够在某个时刻变为假，以避免无限循环。
2.2 while 循环
while 循环用于在条件为真时重复执行代码。
语法
while (condition) {
// 循环体
}
示例
#include <stdio.h>
int main() {
int i = 0;
while (i < 5) {
printf("Iteration %d\n", i);
i++;
}
return 0;
}
优点
- 适合处理未知次数的循环。
缺点
- 如果条件永远为真，可能导致无限循环。
注意事项
- 确保在循环体内有条件改变的代码。
2.3 do-while 循环
do-while 循环与 while 循环类似，但它至少会执行一次循环体。
语法
do {
// 循环体
} while (condition);
示例
#include <stdio.h>
int main() {
int i = 0;
do {
printf("Iteration %d\n", i);
i++;
} while (i < 5);
return 0;
}
优点
- 确保循环体至少执行一次。
缺点
- 可能导致不必要的执行，尤其是在条件一开始就为假时。
注意事项
do-while循环的条件在循环体之后检查。
总结
控制结构是C语言编程的基础，合理使用条件语句和循环语句可以使程序逻辑清晰、结构合理。在使用这些控制结构时，开发者应注意代码的可读性和维护性，避免过度嵌套和复杂的逻辑判断。通过不断实践和总结，开发者可以熟练掌握这些控制结构，为编写高效、优雅的C语言程序打下坚实的基础。