C语言学习之-分支与循环

1. 分支语句误区

1.1 连续判断符号

#include<stdio.h>
int main()
{   
    int age = 10;
    if (18<=age<28)
        printf("青年\n");
    return 0;
}

执行上面语句时，编译器给出如下warning：

main.c:6:16: warning: result of comparison of constant 28 with boolean expression is always true [-Wtautological-constant-out-of-range-compare]
    if (18<=age<28)
        ~~~~~~~^~~
1 warning generated.

这是因为在if语句中，会先执行18<=age，把得到的结果0（或1）与28进行比较

正确的代码段应该是：

if (18<=age && age<28)
    printf("青年\n");

1.2 悬空else：else和离他最近的未匹配的if进行匹配

int a = 0;
int b = 2;
if (a == 0)
    if (b==1)
        printf("hehe\n");
else
    printf("haha\n"); // 会被执行

执行上面语句时，程序输出 ​​haha​​ , 编译器给出如下warning：

main.c:15:5: warning: add explicit braces to avoid dangling else [-Wdangling-else]
    else
    ^
1 warning generated.

这是悬空else产生的warning，上面代码段的实际运行效果和下面的是一样的：

if (a == 0)
  {
      if (b==1)
          printf("hehe\n");
      else
          printf("haha\n");
  }

2. switch语句

switch (整形表达式)
{
    语句项;
}

示例：

int day = 0;
scanf("%d", &day);

switch (day)
{
case 1:
    printf("星期一\n");
    break;
case 2:
    printf("星期二\n");
    break;
case 3:
    printf("星期三\n");
    break;
case 4:
    printf("星期四\n");
    break;
default:
    printf("所输入的数字不是1,2,3,4其中之一\n");
    break;
}

注：如果没有 ​​break​​ 语句，则在结束前不会跳出switch语句，这个特性也可以被我们利用，比如如果输入的数字是1~5的话，要求打印工作日，是6或7的话，要求打印休息日，否则打印其他信息：

int day = 0;
scanf("%d", &day);
switch (day)
{
case 1:
case 2:
case 3:
case 4:
case 5:
    printf("工作日\n");
    break;
case 6:
case 7:
    printf("休息日\n");
    break;
default:
    printf("所输入的数字不是1~7之一\n");
    break;
}
return 0;

注意，default是可有可无的，一般用来处理意料之外的case，在顺序，上推荐放在switch语句的最后

3. 循环语句

3.1 while 循环

1. while循环的基本使用：

#include <stdio.h>

int main() {
    int i = 1;
    
    while (i <= 10) {
        printf("%d\n", i);
        i++;
    }
    
    return 0;
}

2. while循环中要注意：

int num;
 int b = 1;
 while ((num = 1 + 2) == 3)
 {
     printf("this is a test code\n");
     b ++;
     if (b == 5)
         break; 
 }

​ 上述循环体中的内容会执行，这也是下面的例子中 ​​while ((ch = getchar()) != '\n')​​ 起作用的原因；

3. while循环使用的具体例子：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
    char ret = 0;
    int ch;  

    char password[20] = {0};
    printf("请输入密码:>");
    scanf("%s", password);
    printf("您输入的密码是:>%s\n", password);
    while ((ch = getchar()) != '\n')
    {
        ;
        // printf("请忽略本行： ch is %c\n", ch); // 可以放一个空语句 `;`
    }
    printf("请确认 Y/N :>");
    ret = getchar();
    printf("ret是:>%c\n", ret);
    // if (strcmp(&ret, "Y") == 0)
    if ( ret == 'Y')
    {
        printf("确认成功\n");
    }
    else
    {
        printf("放弃确认\n");
    }
    return 0;
}

3.2 for 循环

1. for循环是使用最多的循环结构，for循环的基本使用如下：

#include <stdio.h>

int main() {
  int i;
  /*打印1~10*/
  for (i = 1; i <= 10; i++) {
    printf("%d ", i);
  }
  
  return 0;
}

2. for循环的初始化、判断、调整都可以省略，但是，for循环的判断部分如果被省略，那判断条件就是：恒为真；如果不是非常熟练，建议不要随便省略。

for (; ; ) {
    printf("hehe\n");
  }

上面的代码就会一直打印 ​​hehe​​

#include <stdio.h>

int main() {
  int i = 0;
  int j = 0;
  for(i=0; i<3; i++){
      for(j=0; j<3; j++){
        printf("hehe\n");
      }
  }

  return 0;
}

上面的代码会打印出9个 ​​hehe​​ ,那如果把初始化省略呢？

#include <stdio.h>

int main() {
  int i = 0;
  int j = 0;
  for(; i<3; i++){
      for(; j<3; j++){
        printf("hehe\n");
      }
  }

  return 0;
}

上面的代码却只会打印出3个 ​​hehe​​

3. for循环的变种

int x;
int y;
for (x = 0, y = 0; x < 2 && y<5; x++, y++)
{
  printf("hehe\n");

}

会打印2个 ​​hehe​​

4. 注意事项

int x;
int y;
for (x = 0, y = 0; x = 0; x++, y++)
{
  printf("hehe\n");
}

上面不会打印出来 ​​hehe​​​ ; 因为判断部分是 ​​x=0​​​ ,该表达式的值就是赋值后的 ​​x​​ 的值，所以不会进入到循环体；

3.3 do while 循环

循环语句至少要被执行一次，执行第二次循环语句前会使用while后面的表达式进行判断，为真才执行第二次循环语句；

#include <stdio.h>

int main() {
    int i = 1;

    do {
        printf("%d\n", i);
        i++;
    } while (i <= 10);

    return 0;
}

4. 题目

4.1 计算n的阶乘

int calc_factorial(int num)
{
  int res = 1;
  while (num)
  {
    res = res * num;
    num --;
  }
  return res;
}

4.2 计算: 1!+2!+...+10!

int sum = 0;
for (int i= 1; i<=10; i++)
{
  sum = sum + calc_factorial(i);
}

4.3 在一个有序数组中查找数字n

1. 暴力查找：

#include <stdio.h>

int main()
{
  int arr[] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
  int num = 10;
  int i = 0;
  int length = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  for (i = 0; i < length; i++)
  {
    if (arr[i] == num)
    {
      printf("找到了， 下标是%d\n", num);
      break;
    }
  }
  if (i == length)
    printf("没找到\n");
  return 0;
}

2：二分查找

#include <stdio.h>

int main()
{
  int arr[] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
  int num = 10;
  int i = 0;
  int j = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  if (num > arr[j - 1] || num < arr[0])
    printf("没找到\n");
  else
  {
    while (i < j)
    {
      int mid = (i + j) / 2;
      if (arr[mid] == num)
      {
        printf("找到了，下标为%d\n", mid);
        break;
      }
      else if (arr[mid] < num)
        i = mid;
      else
        j = mid;
    }
    if (i >= j)
      printf("没找到\n");
  }

  return 0;
}

3. 二分查找的更高效的写法

#include <stdio.h>

int main()
{
  int arr[] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
  int num = 7;
  int i = 0;
  int j = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  if (num > arr[j - 1] || num < arr[0])
    printf("没找到\n");
  else
  {
    while (i <= j)
    {
      int mid = (i + j) / 2;
      if (arr[mid] == num)
      {
        printf("找到了，下标为%d\n", mid);
        break;
      }
      else if (arr[mid] < num)
        i = mid + 1;
      else
        j = mid - 1;
    }
    if (i > j)
      printf("没找到\n");
  }

  return 0;
}