C 语言（三）｜分支与循环：让程序拥有判断与重复执行能力
详细介绍C语言分支语句和循环语句，包括if、switch、while、do-while、for等核心知识点。
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在C语言的世界里，也并不是一帆风顺的走直线，其代码运行往往需要判断或是循环，才能达到程序想要的结果。分支语句和循环语句就是实现这些功能必不可少的工具。今天，我将结合我的学习过程，谈谈自己的理解。
一、分支语句让程序"做选择"
分支语句的作用是 "根据条件判断，执行不同代码块"，在我们生活中，我们会根据不同的情况，做出不同的选择和规划，分支语句在C语言中也是如此。C语言中常用的分支语句有两种：if语句和switch语句。
1.1 if语句：最灵活的条件判断
if语句是C语言中最基础的分支语句，它能处理从简单到复杂的各种条件判断。其基本语法分为三种形式，我举例讨论其形式与用法。
（1）单分支：满足条件才执行
当我们只需要 "满足条件就做某事，不满足就跳过" 时，使用单分支if语句。
语法格式：
if (条件表达式)
{
// 条件为真（非0）时执行的代码块
}
// 条件为假（0）时，直接执行此处代码注意：if后的括号()不可省略，括号内的 "条件表达式" 结果为 "真（非 0）" 或 "假（0）"。如果代码块只有 1 行，大括号{}可以省略，但为了代码可读性，建议始终加上。
实例：判断一个数是否为正数：
#include <stdio.h>
int main()
{
int num = 10;
if (num > 0) // 条件：num大于0
{
printf("%d是正数\n", num); // 条件为真，执行此句
}
printf("判断结束\n"); // 无论条件真假，都会执行此句
return 0;
}运行结果：10是正数 → 判断结束
（2）双分支：二选一的判断
当需要 "满足条件做 A，不满足做 B" 时，使用if-else双分支语句。
语法格式：
if (条件表达式) {
// 条件为真时执行的代码块A
} else {
// 条件为假时执行的代码块B
}实例：判断是否为闰年：
#include<stdio.h>
int main()
{
int i = 0;
scanf("%d", &i);
if ((i % 4 == 0 && i % 100 != 0) || (i % 400 == 0))
printf("Yes"); // 条件满足，执行此语句
else
printf("No"); // 不满足条件，就执行此语句
return 0;
}闰年的判断方式：
- 能被4整除，但不能被100整除
- 能被400整除
逻辑运算符说明：
- &&（逻辑与）：相当于生活中的 "并且"，要求两个条件同时为真，整体结果才为真；只要有一个条件为假，整体结果就为假。
- ||（逻辑或）：相当于生活中的 "或者"，要求两个条件至少有一个为真，整体结果就为真；只有两个条件都为假时，整体结果才为假。
（3）多分支：多种情况的判断
当需要处理 "多个条件，对应不同执行逻辑" 时，使用if-else if-else多分支语句。
语法格式：
if (条件1) {
// 条件1为真时执行
} else if (条件2) {
// 条件1为假、条件2为真时执行
} else if (条件3) {
// 前两个条件为假、条件3为真时执行
} else {
// 所有条件都为假时执行（可选）
}关键规则：程序会从 "条件 1" 开始依次判断，只要遇到第一个为真的条件，就执行对应的代码块，后续条件不再判断。
实例：根据分数划分等级（90+为A，80-89为B，70-79为C，否则为D）：
#include <stdio.h>
int main()
{
int score = 85;
if (score >= 90) {
printf("等级：A\n");
} else if (score >= 80) { // 隐含条件：score < 90
printf("等级：B\n"); // 85满足此条件，执行此句
} else if (score >= 70) { // 隐含条件：score < 80
printf("等级：C\n");
} else {
printf("等级：D\n");
}
return 0;
}运行结果：等级：B
（4）if语句的"坑"：悬空else问题
在嵌套if语句时，容易出现 "悬空else" 问题 ——else会默认与最近的未匹配 if结合，而非我们主观认为的外层 if。
反例（错误示范）：
#include <stdio.h>
int main() {
int a = 1, b = 2;
if (a == 0) // 外层if，条件为假
if (b == 2) // 内层if，条件为真
printf("b=2\n");
else // 悬空else：实际与内层if结合，而非外层if
printf("a≠0\n");
return 0;
}预期：a≠0 → 实际运行结果：无输出（因为内层if条件为真，执行printf后，else不执行）
解决方法：既然默认最近的if与else匹配，若想打破这种局面，只能"强扭这个瓜了"，把不想与else匹配的if给括起来，即始终使用大括号{}明确代码块范围，避免歧义：
#include <stdio.h>
int main() {
int a = 1, b = 2;
if (a == 0)
{ // 外层if用大括号明确范围
if (b == 2)
{
printf("b=2\n");
}
} else { // 此时else明确与外层if结合
printf("a≠0\n"); // 执行此句
}
return 0;
}运行结果：a≠0
1.2 switch语句：多值匹配的"快捷方式"
当需要根据一个变量的 "多个固定值" 进行判断时（比如根据月份判断季节、根据菜单选项执行操作），switch语句比if-else if更简洁、易读。
（1）基本语法
switch (表达式) { // 表达式结果必须是整数类型（int、char等）
case 常量1:
// 表达式值 == 常量1时执行的代码
break; // 跳出switch语句（关键！）
case 常量2:
// 表达式值 == 常量2时执行的代码
break;
// ... 更多case
default:
// 表达式值与所有case常量不匹配时执行的代码（可选）
break;
}核心规则：
- switch后的 "表达式" 必须是整数类型（不能是 float、double 等）；
- case后的 "常量" 必须是字面量（如 1、'A'）或宏定义，不能是变量；
- break语句的作用是 "执行完当前 case 后，跳出 switch"，如果省略，会发生 "case 穿透"（继续执行下一个 case 的代码）；
- default可放在任意位置（通常放最后），当所有 case 都不匹配时执行，没有匹配项且无 default 时，switch 不执行任何代码。
（2）实例：根据月份判断季节
#include <stdio.h>
int main() {
int month = 3;
switch (month) {
case 3:
case 4:
case 5: // 3、4、5月均为春季（利用case穿透）
printf("春季\n");
break; // 跳出switch
case 6:
case 7:
case 8:
printf("夏季\n");
break;
case 9:
case 10:
case 11:
printf("秋季\n");
break;
case 12:
case 1:
case 2:
printf("冬季\n");
break;
default:
printf("无效月份\n");
break;
}
return 0;
}运行结果：春季
（3）switch vs if-else if：该怎么选？
- 用switch：当判断条件是 "变量等于多个固定整数" 时（如菜单选项、月份、等级），代码更简洁；
- 用if-else if：当判断条件是 "范围"（如 score >= 90）或 "复杂逻辑"（如 a > b && c != 0）时，更灵活。
二、循环语句：让程序学会"重复做"
循环语句的核心作用是 "让一段代码重复执行，直到满足终止条件"，比如计算 1 到 100 的和、打印 10 次 "Hello World"。C语言中常用的循环语句有三种：while、for、do-while。
2.1 while循环：先判断，再执行
while循环是最基础的循环结构，逻辑是 "先判断条件，条件为真则执行循环体，否则终止循环"。
（1）基本语法
while (条件表达式) {
// 循环体：条件为真时重复执行的代码
// （通常需要有"更新条件"的语句，避免死循环）
}关键注意：循环体中必须有 "更新条件" 的语句（如i++、num -= 2），否则条件永远为真，会导致 "死循环"（程序一直执行循环体，无法退出）。
（2）实例1：打印1到5的数字
#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 1; // 初始化循环变量
while (i <= 5) // 条件：i不大于5
{
printf("%d ", i); // 循环体：打印i
i++; // 更新条件：i自增1（避免死循环）
}
return 0;
}运行结果：1 2 3 4 5
（3）实例2：计算1到100的和
#include <stdio.h>
int main()
{
int sum = 0; // 存储总和，初始化为0
int i = 1; // 循环变量，从1开始
while (i <= 100)
{
sum += i; // 等价于sum = sum + i
i++; // i自增，向100靠近
}
printf("1到100的和：%d\n", sum);
return 0;
}运行结果：1到100的和：5050
（4）实例3：打印100到200的素数
#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 100; // 初始化循环变量（从100开始）
int b = 2;
int c = 0;
int d = 0;
// 外层while循环：控制100~200的数字
while (i <= 200)
{
c = 0;
d = i - 1;
b = 2; // 内层循环变量重置
// 内层while循环：判断当前i是否为素数
while (b < d)
{
if (i % b == 0)
{
c = 1;
break;
}
b++; // 内层循环变量更新
}
if (c == 0)
printf("%d ", i);
i++; // 外层循环变量更新
}
return 0;
}运行结果：101 103 107 109 113 127 131 137 139 149 151 157 163 167 173 179 181 191 193 197 199
2.2 for循环：更优雅的"计数循环"
for循环是C语言中最常用的循环结构，尤其适合 "已知循环次数" 的场景（如从 1 循环到 100）。它将 "初始化循环变量""判断条件""更新条件" 三个步骤整合在一行，结构更紧凑。
（1）基本语法
for (初始化表达式; 条件表达式; 更新表达式) {
// 循环体：条件为真时执行的代码
}执行流程：
- 执行 "初始化表达式"（仅执行 1 次，用于初始化循环变量）；
- 判断 "条件表达式"：
- 若为真：执行循环体 → 执行 "更新表达式" → 回到步骤 2；
- 若为假：终止循环，执行 for 循环后的代码。
（2）实例1：用for循环打印1到5
#include <stdio.h>
int main() {
// 初始化i=1；条件i<=5；更新i++
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
printf("%d ", i);
}
return 0;
}运行结果：1 2 3 4 5
（3）实例2：用for循环计算1到100的偶数和
#include <stdio.h>
int main() {
int sum_even = 0;
// 初始化i=2（第一个偶数）；条件i<=100；更新i+=2（每次加2，保持偶数）
for (int i = 2; i <= 100; i += 2) {
sum_even += i;
}
printf("1到100的偶数和：%d\n", sum_even);
return 0;
}运行结果：1到100的偶数和：2550
2.3 do-while循环：先执行，再判断
do-while循环的逻辑是 "先执行一次循环体，再判断条件"—— 这意味着循环体至少会执行一次，适合 "需要先做一次，再判断是否继续" 的场景（如密码验证、菜单交互）。
（1）基本语法
do {
// 循环体：至少执行一次
// （同样需要更新条件，避免死循环）
} while (条件表达式); // 注意：末尾有分号（2）实例：密码验证（至少输入一次密码，直到输入正确）
#include <stdio.h>
#include <string.h> // 用于strcmp函数（比较字符串）
int main() {
char password[20]; // 存储用户输入的密码
do {
printf("请输入密码：");
scanf("%s", password); // 输入密码（假设正确密码是"123456"）
// strcmp：比较两个字符串，相等返回0，不相等返回非0
}
while (strcmp(password, "123456") != 0); // 密码不正确则继续循环
printf("密码正确，欢迎进入！\n");
return 0;
}运行示例： 请输入密码：abc123 → 请输入密码：123456 → 密码正确，欢迎进入！
（3）用for循环打印100到200的素数
#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 0;
int b = 2;
int c = 0; // 作为判断是否为素数的标记
int d = 0;
for (i = 100; i <= 200; i++)
{
c = 0;
d = i - 1;
for(b = 2; b < d; b++)
{
if (i % b == 0)
{
c = 1;
break;
}
}
if (c == 0)
printf("%d ", i);
}
return 0;
}2.4 循环控制：break和continue
在循环中，我们有时需要 "提前终止循环" 或 "跳过当前轮次，直接进入下一轮"，这就需要break和continue语句。
（1）break：彻底终止循环
break的作用是 "立即跳出当前所在的循环（while/for/do-while）或 switch 语句"，后续循环不再执行。
实例：找到1到10中第一个能被3整除的数：
#include <stdio.h>
int main()
{
for (int i = 1; i <= 10; i++)
{
if (i % 3 == 0) // 若i能被3整除
{
printf("找到第一个能被3整除的数：%d\n", i);
break; // 终止for循环，后续i=4~10不再执行
}
}
return 0;
}运行结果：找到第一个能被3整除的数：3
（2）continue：跳过当前轮次，进入下一轮
continue的作用是 "跳过当前轮次的循环体剩余代码，直接进入下一轮循环的条件判断"（不会终止循环）。
实例：打印1到10中的奇数（跳过偶数）：
#include <stdio.h>
int main() {
// 打印1到10中的奇数（用continue跳过偶数）
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
// 如果是偶数，跳过本轮后续代码，直接进入下一轮
if (i % 2 == 0) {
continue; // 关键：跳过本轮的printf，直接执行i++进入下一轮
}
// 只有奇数才会执行下面的打印
printf("奇数：%d\n", i);
}
return 0;
}运行结果： 奇数：1 奇数：3 奇数：5 奇数：7 奇数：9
（3）for循环中的break和continue
for循环中的break（终止整个循环）：
#include <stdio.h>
int main() {
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
if (i == 3) {
break; // 当i=3时，终止整个for循环
}
printf("i = %d\n", i);
}
printf("循环结束\n");
return 0;
}运行结果： i = 1 i = 2 循环结束
解析：当i=3时，break触发，直接终止整个for循环，后续的i=4、5不再执行。
for循环中的continue（跳过当前轮次，进入下一轮）：
#include <stdio.h>
int main() {
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
if (i == 3) {
continue; // 当i=3时，跳过本轮剩余代码
}
printf("i = %d\n", i);
}
printf("循环结束\n");
return 0;
}运行结果： i = 1 i = 2 i = 4 i = 5 循环结束
解析：当i=3时，continue触发，跳过当前轮次的printf，直接执行i++进入下一轮（i=4）。
（4）while循环中的break和continue
while循环中的break（终止整个循环）：
#include <stdio.h>
int main() {
int i = 1;
while (i <= 5) {
if (i == 3) {
break; // 当i=3时，终止整个while循环
}
printf("i = %d\n", i);
i++;
}
printf("循环结束\n");
return 0;
}运行结果： i = 1 i = 2 循环结束
解析：当i=3时，break触发，直接终止while循环，i不再递增。
while循环中的continue（跳过当前轮次，进入下一轮）：
#include <stdio.h>
int main() {
int i = 1;
while (i <= 5) {
if (i == 3) {
i++; // 注意：while中使用continue前需手动更新循环变量
continue; // 跳过本轮剩余代码
}
printf("i = %d\n", i);
i++;
}
printf("循环结束\n");
return 0;
}运行结果： i = 1 i = 2 i = 4 i = 5 循环结束
（5）注意事项
#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 1;
while(i <= 10)
{
if(5 == i)
break; // break使用不当的点
printf("%d",i);
i ++;
}
return 0;
}break使用不当的错误分析：假设开发者的原本意图是「跳过数字5，继续输出后面的数字」，但错误地使用了break：
- break的作用是立即终止整个循环，而不是跳过当前迭代
- 当i=5时，执行break会直接退出while循环，导致后面的6~10完全无法输出
- 最终结果只输出1234，与「跳过5继续输出」的预期完全不符
正确做法：如果需要跳过当前迭代（保留后续循环），应使用continue而非break，同时注意更新循环变量：
#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 1;
while(i <= 10)
{
if(5 == i)
{
i++; // 必须手动更新i，否则会陷入死循环
continue; // 仅跳过当前迭代，继续下一次循环
}
printf("%d",i);
i ++;
}
return 0;
}所以要灵活使用break和continue。
2.5 goto语句
在C语言中，goto语句用于无条件跳转到函数内的指定标签位置，其语法格式如下：
goto 标签名;
...
标签名: 语句; // 标签名后必须跟冒号，且标签需在函数内有效（1）基本用法示例
#include <stdio.h>
int main() {
int i = 1;
loop_start: // 定义标签
if (i > 5) {
goto loop_end; // 跳转到结束标签
}
printf("%d ", i);
i++;
goto loop_start; // 跳转到开始标签，形成循环
loop_end: // 结束标签
printf("\n循环结束");
return 0;
}输出结果：1 2 3 4 5 循环结束
（2）特点与争议
优点：
- 可简化多层循环的退出逻辑（避免嵌套break的繁琐）
- 在出错处理时，可快速跳转到统一的资源释放位置
缺点：
- 过度使用会导致代码流程混乱（俗称「面条代码」），降低可读性和可维护性
- 可能破坏结构化程序设计的逻辑，增加调试难度
典型合理用法：多层循环退出：
#include <stdio.h>
int main() {
for (int i = 0; i < 3; i++) {
for (int j = 0; j < 3; j++) {
if (i == 1 && j == 1) {
goto exit_loop; // 直接退出所有循环
}
printf("(%d,%d) ", i, j);
}
}
exit_loop: // 退出标签
printf("\n已退出循环");
return 0;
}输出结果：(0,0) (0,1) (0,2) (1,0) 已退出循环
（3）使用建议
- 尽量避免使用goto，优先通过函数封装、循环条件控制等结构化方式实现逻辑
- 若必须使用，应遵循：
- 只在同一函数内跳转
- 标签名需清晰表达跳转意图（如error_handler、exit_loop）
- 避免向前跳转（可能导致变量初始化等逻辑被跳过）
三、实战项目：猜数字小游戏
最后，向大家分享一下运用本节知识以及随机数做的猜数字小游戏：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int change()
{
int N = 0;
int M = 0;
while (M == 0) {
printf(" * * * * \n");
printf(" * * * * * * * * \n");
printf(" * 1:10次 * * 2:8次 * \n");
printf(" * 3:5次 * * 4:3次 * \n");
printf(" * * * * * * * * * \n");
printf(" * HAPPY TIME * \n");
printf(" * * * * * \n");
printf(" * * * \n");
printf(" * \n");
scanf("%d", &N);
if (N == 1) {
M = 1;
return 10;
}
else if (N == 2) {
M = 1;
return 8;
}
else if (N == 3) {
return 5;
}
else if (N == 4) {
M = 1;
return 3;
}
else {
printf("数字无效，请重新输入\n");
}
}
return 0;
}
void game()
{
int r = rand() % 100 + 1;
int guess = 0;
printf("请选择你要猜的次数\n");
int left_times = change();
while (left_times > 0)
{
printf("您还有%d次机会，加油！\n", left_times);
printf("请输入你猜的数字\n");
scanf("%d", &guess);
if (guess > r)
{
printf("你猜大了\n");
}
else if (guess < r)
{
printf("你猜小了\n");
}
else
{
printf("你猜对了，太棒了！\n");
break;
}
left_times--; // 正确：剩余次数减1
}
if (left_times == 0)
{
printf("你失败了，正确值是:%d\n", r);
}
}
void menu()
{
printf(" * * * * \n");
printf(" * * * * * * * * \n");
printf(" * * * * * * * * * * * \n");
printf(" * play:1 break:0 * \n");
printf(" * * * * * * * * * \n");
printf(" * * * * * * * \n");
printf(" * * * * * \n");
printf(" * * * \n");
printf(" * \n");
}
int main()
{
int input = 0;
srand((unsigned int)time(NULL));
do
{
menu();
printf("Welcome，请输入0或者1\n");
scanf("%d", &input);
switch (input)
{
case 0:
printf("游戏结束\n");
break;
case 1:
game();
break;
default:
printf("请输入正确的数字（0或1）\n");
}
} while (input != 0);
return 0;
}四、总结
本篇我们学习了C语言分支与循环的核心知识：
- 分支语句：
- if语句：单分支、双分支、多分支，灵活的条件判断
- switch语句：多值匹配的快捷方式，注意case穿透
- 循环语句：
- while循环：先判断后执行
- do-while循环：先执行后判断，至少执行一次
- for循环：最常用的循环结构
- 跳转语句：
- break：终止整个循环
- continue：跳过当前轮次
- goto：无条件跳转（谨慎使用）
掌握这些语句的使用方法，将使你的C语言程序更加灵活、高效。在实际编程中，要根据具体场景选择合适的语句，同时注意代码的可读性和可维护性。