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【C语言＋代码风格】认识分支与循环语句及代码风格

June-Frost 2024-06-14 12:01:02

简介【C语言＋代码风格】认识分支与循环语句及代码风格

?纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。
?主页：June-Frost
?专栏：C语言
⚡注：此篇文章的 代码风格部分 将根据《高质量 C++/C 编程指南》 —— 林锐进行说明。该部分将用紫色表示

此篇文章将详细说明分支与循环语句以及它们的代码风格

文章目录：

c语言是结构化的程序设计语言，支持三种结构，即顺序结构，选择结构，循环结构。

语句的分类

C语言的语句可以分为5类：
1.表达式语句;
2.函数调用语句;
3.控制语句;
4.复合语句;
5.空语句;

控制语句 用于控制程序的执行流程，以实现程序的各种结构方式（C语言支持三种结构：顺序结构、选择结构、循环结构），它们由特定的语句定义符组成，C语言有九种控制语句。

将其分为3类：

分支语句（条件判断）：if语句，switch语句;
循环执行语句：do while语句， while语句，for语句。
转向语句：break语句，goto语句，continue语句，return语句。

良好的代码风格：
像 if、for、while 等关键字之后应留一个空格再跟左括号‘（’，以突出关键字。

分支语句

分支语句支持选择结构。
例如：进入图书馆选择书籍就是一种选择。

if 语句

?if语句的语法结构为：
<单分支>

if (condition)
	statement;

<双分支>


	if (condition)
		statement1;
	else
		statement2;

<多分支>

if (condition)
		statement1;
	else if
		statement2;
	else
		statement3;

?对于if 语句的使用举个例子：判断成年
<单分支>

#include<stdio.h>
int main()
{
	int age = 0;
	scanf("%d", &age);

	if (age >= 18)
		printf("成年
");

	return 0;
}

如果要判断出来是成年的话，做事需要完全承担责任。

#include<stdio.h>
int main()
{
	int age = 0;
	scanf("%d", &age);

	if (age >= 18)
		printf("成年
");
	    printf("做事完全承担责任
");
	return 0;

❗️结果：

我们可以发现结果出现了问题。

if语句默认情况下会控制一条语句，如果要控制多条语句，需要用{}，也即是复合语句。

正确书写：

#include<stdio.h>
int main()
{
	int age = 0;
	scanf("%d", &age);

	if (age >= 18)
	{
		printf("成年
");
		printf("做事完全承担责任
");
	}
	return 0;
}

if、for、while、do 等语句自占一行，执行语句不得紧跟其后。不论执行语句有多少都要加{}。这样可以防止书写失误。
以下代码均为该形式

?例子：判断年龄
<双分支>

#include<stdio.h>
int main()
{
	int age = 0;
	scanf("%d", &age);

	if (age < 18)
	{
		printf("未成年
");
	}
	else
	{
		printf("成年
");
	}

	return 0;
}

?判断多个年龄：

#include<stdio.h>
int main()
{
	int age = 0;
	scanf("%d", &age);

	if ((age>0) && (age<14))
	{
		printf("儿童
");
	}
	else if ((age >= 14) && (age < 35))
	{
		printf("青年
");
	}
	else if ((age >= 35) && (age < 65))
	{
		printf("中年人
");
	}
	else
	{
		printf("老年人
");
	}

	return 0;
}

?注意：

对于表达式比较长的 if 语句，为了紧凑起见可以适当地去掉一些空格。例如：if ((age>0) && (age<14)) 但是不要写成if((age>0)&&(age<14)) 。

不要把程序中的复合表达式与“真正的数学表达式”混淆。例如：表示年龄在 0到14之间不可以写为 0<age<14,这是数学表达式，在程序中这样子的表达式会被理解为（0<age)<14 。在执行时，若输入age为10 ——> 10>0 ——> (0<age)的结果就是1——> 1<14 这个式子就会永远为真。所以需要写成if ((age>0) && (age<14)) 。

?if语句可以嵌套：
例如：

if ((age>0) && (age<14))
	{
		printf("儿童
");
	}
	else
	{
		if ((age >= 14) && (age < 35))
		{
			printf("青年
");
		}
		else if ((age >= 35) && (age < 65))
		{
			printf("中年人
");
		}
		else
		{
			printf("老年人
");
		}
	}

注意：在c语言中，0为假，非0为真。

悬空else

代码示例：

#include<stdio.h>
int main()
{
	int a = 0;
	int b = 2;
	if (a == 1)
		if (b == 2)
			printf("点赞
");
	else
		printf("收藏
");
	return 0;
}

❗️结果如下：

注意： else 会和最近的if 匹配。最好加入{} ，使得代码中的匹配更加明确。

switch 语句

?switch语句语法：
switch(整形表达式）
{
语句项;
}
?语句项是一些case语句：
case 整形常量表达式：
语句;

❓ if语句已经可以完成选择，switch存在的理由是什么呢？
❗️switch 是多分支选择语句。如果有大量的分支，if…else if…else 这样的结构就会显得冗长。这时候switch就可以使用了。

举个例子：

#include<stdio.h>
int main()
{
	int day = 0;
	scanf("%d", &day);
	switch (day)
	{
	case 1:
		printf("星期一");
		break;
	case 2:
		printf("星期而");
		break;
	case 3:
		printf("星期三");
		break;
	case 4:
		printf("星期四");
		break;
	case 5:
		printf("星期五");
		break;
	case 6:
		printf("星期六");
		break;
	case 7:
		printf("星期日");
		break;
	}
	return 0;
}

case 决定入口，break决定出口。整形变量的值决定从哪个入口进入。

break既然决定出口，那么就可以根据需求建立出口。
例如需求为：

输入1-5，输出的是“weekday”;
输入6-7，输出“weekend”;

#include<stdio.h>
int main()
{
	int day = 0;
	scanf("%d", &day);
	switch (day)
    {
	case 1:
	case 2:
	case 3:
	case 4:
	case 5:
		printf("weekday
");
		break;
	case 6:
	case 7:
		printf("weekend
");
		break;
	}
	return 0;
}

default子句

如果表达式的值和case的标签都不一样，这种情况下，结构中的所有语言都会被跳过，这种情况下c语言并不会报错，但是如果不想忽略不匹配的值，就可以使用default字句。

即使程序真的不需要 default 处理，也应该保留语句 default 。甚至可以加个break 。

所以良好的习惯风格：

#include<stdio.h>
int main()
{
	int day = 0;
	scanf("%d", &day);
	switch (day)
    {
	case 1:
	case 2:
	case 3:
	case 4:
	case 5:
		printf("weekday
");
		break;
	case 6:
	case 7:
		printf("weekend
");
		break;
	default:
		printf("输入错误
");
		break;
	}
	return 0;
}

循环语句

while循环
for 循环
do while 循环

while 循环

while语句的语法结构： while(表达式）

循环语句;

✍while语句的执行流程

举个例子：打印 1 到 10

#include<stdio.h>
int main()
{
	int i = 1;
	while (i <= 10)
	{
		printf("%d ", i);
		i++;
	}
	return 0;
}

结果:

while语句中的break和continue

博主会用两个例子来说明功能：

❗️break是用来永久终止循环的。在某些条件产生后想终止循环，就可以使用break，一次只能跳出一层循环。

可以观察到，在打印出4后，该循环变为死循环，这是因为continue可以跳过本次循环后面的代码，再次进行判断，由于i++ 被跳过，i只能为5，造成死循环。

❗️continue 跳过本次循环在continue之后的代码，直接进入while循环的判断部分。

while语句的应用

了解getchar和putchar

getchar 用来获取一个字符，不需要参数，返回字符的ASCLL码值。

如果正确读取到一个字符，则返回ASCll码值，如果读取不正常，则会返回EOF（end of file，文件结束标志），EOF其实就是 -1 。

为什么接收值为 int 而不是 char 呢？

?对于char类型，一些编译器定义的范围为 -128 ~ 127，还有一些为 0~255 。如果是后者，在返回 -1 时就会出错，另外，对于ASCll码表的扩展字符，就算时 -128 ~ 127 也无法表示，所以采取大范围的 int 更加合适。

putchar 只能打印字符，参数可以为ASCll码值。

?举个例子：<输入密码>

#include<stdio.h>
int main()
{
	printf("请输入密码:>");
	char password[20] = { 0 };
	scanf("%s", password);
	//清空缓冲区·
	while (getchar() != '
')
	{
		;
	}
	char input = 0;
	printf("请确认(Y/N):> ");
	scanf("%c", &input);
	if ('Y' == input)
	{
		printf("确认成功
");
	}
	else
	{
		printf("确认失败
");
	}
	return 0;
}

❗️结果：

这里需要注意输入缓冲区

?下图为对该程序中输入缓冲区的变化

for循环

影响循环的有三个因素：循环变量的初始化，判断，调整。

for存在的意义：
for循环可以将这三个因素整合在一起，比较集中，这就是一种相比while循环的一种优势。

for循环的语法结构：
for (表达式1; 表达式2; 表达式3）
循环语句;

表达式1 —— 初始化;
表达式2—— 判断;
表达式3——调整;
✍for语句的执行流程:

好的代码习惯如下：

if、for、while、do 等语句自占一行，执行语句不得紧跟其后。不论
执行语句有多少都要加{}。这样可以防止书写失误

如果‘;’不是一行的结束符号，其后要留空格，如 for (initialization; condition; update)。

对于表达式比较长的 for 语句,为了紧凑起见可以适当地去掉一些空格，如
for (i=0; i<10; i++)不要写成for(i=0;i<10;i++)和for (i = 0; I < 10; i ++)。

我们可以按照此要求写一个循环打印 1-10。

#include<stdio.h>
int main()
{
	int i = 0;
	for (i=1; i<=10; i++)
	{
		printf("%d ", i);
	}
	return 0;
}

如果循环体内存在逻辑判断，并且循环次数很大，宜将逻辑判断移到循环体的外面。

? 如果N（循环次数）大，可以采用该方式，不会打断“流水线”作业，能提高效率。

if (condition) 
{ 
   for (i=0; i<N; i++) 
   {
    //业务处理
   }
} 
else 
{ 
   for (i=0; i<N; i++) 
   {
    //业务处理
   }
}

如果N比较小，两者差别不明显。以下这种更加简洁。

for (i = 0; i < N; i++)
{
	if (condition)
	{
       //业务处理
	}
	else
	{
      //业务处理
	}
}

for循环中的break和continue

for循环中的break和continue的意义与while循环的一致。但是对于continue有时会有不同的结果，例如：

对于上面类似的代码，while循环的continue 会使得代码变为死循环，while循环的continue使得调整部分被跳过，但是由于for循环的调整部分不在循环体内，所以不会造成死循环。

对于for循环写法：

不可在 for 循环体内修改循环变量，防止 for 循环失去控制。循环变量的调整只放在表达式3中可以防止出现问题。

建议 for 语句的循环控制变量的取值采用“半开半闭区间”写法。虽然for (i=0; i<=9; i++)和for (i=0; i<10; i++)都是循环10次，但是第二个更加直观。

表达式的省略带来的结果

初始化和调整部分的省略就是什么都不执行;
判断部分的省略即为判断恒为真;

do while循环

do while 循环语法结构：

do
循环语句;
while(表达式);

✍do while语句的执行流程:

特点：
循环至少执行一次。

do while 循环中的break和continue

在这里插入图片描述
可以见得：
与while和for 循环的break和continue的意义一致。

goto语句

C语言中提供了可以随意滥用的goto语句和标记跳转的标号。只要在一个函数内，就可以任意跳转。

例如：

❗️goto语句如果大量使用，会导致逻辑不容易把控。
✍goto语句有自己的应用场景：最常见的用法就是终止程序在某些深度嵌套的结构的处理过程。
例如：


	for (...)
	{
		for (...)
		{
			for (...)
			{
				if (condition)
				{
					goto error;
				}
			}
		}
	}
error:
     ...

本来需要3次break才可以跳出，现在只需要一个goto就可以直接跳出。

风语者！平时喜欢研究各种技术，目前在从事后端开发工作，热爱生活、热爱工作。

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