分支和循环
1. if语句
悬空else问题
如果有多个 if 和 else ，== else 总是跟最接近的 if 匹配==。
我们⾸先从下⾯代码开始
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 0;
int b = 2;
if(a == 1)
if(b == 2)
printf("hehe\n");
else
printf("haha\n");
return 0;
}
程序运⾏的结果是啥？
很多上来就判断打印 haha 但是当运⾏代码，啥都不输出。
为什么呢？
这就是悬空 else 的问题，如果有多个 if 和 else ， else 总是跟最接近的 if 匹配。上⾯的代码else 和第⼀个 if 语句对⻬，让我们以为 else 是和第⼀个if匹配的，当 if语句不成⽴的时候，⾃然想到的就是执⾏ else ⼦句打印 haha ，但实际上 如果第⼀个 if 语句就不成⽴，嵌套 if 和 else 就没机会执⾏了，最终啥都不打印。
只要带上适当的⼤括号，代码的逻辑就会更加的清晰，所以⼤家以后在写代码的时候要注意括号的使⽤，让代码的可读性更⾼。
2. 关系操作符
关系表达式通常返回 0 或 1 ，表⽰真假。C 语⾔中， 0 表⽰假，所有⾮零值表⽰真。⽐如， 20 > 12 返回 1 ， 12 > 20 返回 0 。关系表达式常⽤于 if 或 while 结构。
注意：相等运算符 == 与赋值运算符 = 是两个不⼀样的运算符，不要混淆。有时候，可能会不⼩⼼写出下⾯的代码，它可以运⾏，但很容易出现意料之外的结果。if (x = 3) ...上⾯⽰例中，原意是 x == 3 ，但是不⼩⼼写成 x = 3 。这个式⼦表⽰对变量 x 赋值 3 ，它的返回值为 3 ，所以 if 判断总是为真。为了防⽌出现这种错误，有的程序员喜欢将变量写在等号的右边 if (3 == x) ... 这样的话，如果把 == 误写成 = ，编译器就会报错。
另⼀个需要避免的错误是：多个关系运算符不宜连⽤。i < j < k中，连续使⽤两个⼩于运算符。这是合法表达式，不会报错，但是通常达不到想要的结果。因为关系运算符是从左到右计算，所以实际执⾏的是下⾯的表达式。(i < j) < k 上式中， i < j 返回 0 或 1 ，所以最终是 0 或 1 与变量 k 进⾏⽐较。如果想要判断变量 j是否在 i 和 k 之间，应该使⽤下⾯的写法。i < j && j < k
3. 条件操作符
条件操作符也叫三⽬操作符，需要接受三个操作数的，形式：exp1 ? exp2 : exp3
条件操作符的计算逻辑是：如果 exp1 为真， exp2 计算；如果exp1 为假， exp3 计算，计算的结果是整个表达式的结果。
4. 逻辑操作符：&& , || , ！
C语⾔逻辑运算符还有⼀个特点，它总是先对左侧的表达式求值，再对右边的表达式求值，这个顺序是保证的。如果左边的表达式满⾜逻辑运算符的条件，就不再对右边的表达式求值。这种情况称为“短路”。
a++即0 &&的结果一定为0 后边++b和d++不用算 所以abcd分别是1234
5. switch语句
switch 语句是⼀种特殊形式的 if…else 结构，⽤于判断条件有多个结果的情况。它把多重的 else if 改成更易⽤、可读性更好的形式。
switch (expression) {
case value1: statement
case value2: statement
default: statement
}
上⾯代码中，根据表达式 expression 不同的值，执⾏相应的 case 分⽀。如果找不到对应的值，就执⾏ default 分⽀。
注：
• switch 后的 expression 必须是整型表达式
• case 后的值，必须是整形常量表达式
5.1 if语句和switch语句的对⽐
练习：输⼊任意⼀个整数值，计算除3之后的余数
如果使⽤if语句完成，如下：
#include <stdio.h>
int main()
{
int n = 0;
scanf("%d", &n);
if(n%3 == 0)
printf("整除，余数为0\n");
else if(n%3 == 1)
printf("余数是1\n");
else
printf("余数是2\n");
return 0;
}
如果使⽤switch语句改写，就可以是这样的：
#include <stdio.h>
int main()
{
int n = 0;
scanf("%d", &n);
switch(n%3)
{
case 0:
printf("整除，余数为0\n");
break;
case 1:
printf("余数是1\n");
break;
case 2:
printf("余数是2\n");
break;
}
return 0;
}
上述的代码中，我们要注意的点有：
- case 和后边的数字之间必须有空格
- 每⼀个 case 语句中的代码执⾏完成后，需要加上 break ，才能跳出这个switch语句。
5.2 switch语句中的break
前⾯的代码中，如果我们去掉case语句中的break，会出现什么情况呢？
我们发现，7除以3本来余数是1，但是我们发现程序运⾏的结果多了⼀⾏“余数是2”的打印。
这是为什么呢？
原因是 switch 语句也是分⽀效果的，只有在 switch 语句中使⽤ break 才能在跳出 switch 语句，如果某⼀个 case 语句的后边没有 break 语句，代码会继续往下执⾏，有可能执⾏其他 case语句中的代码，直到遇到 break 语句或者 switch 语句结束。所以在 switch 语句中 break 语句是⾮常重要的，能实现真正的分⽀效果。当然， break 也不是每个 case 语句都得有，这就得根据实际情况来看了。
练习：
输⼊⼀个1~7的数字，打印对应的星期⼏
输⼊：1 输出：星期⼀
输⼊：2 输出：星期⼆
输⼊：3 输出：星期三
输⼊：4 输出：星期四
输⼊：5 输出：星期五
输⼊：6 输出：星期六
输⼊：7 输出：星期天
#include <stdio.h>
int main()
{
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;
case 5:
printf("星期五\n");
break;
case 6:
printf("星期六\n");
break;
case 7:
printf("星期天\n");
break;
}
return 0;
}
如果需求发⽣变化，变为：
- 输⼊1~5，输出的是“⼯作⽇”;
- 输⼊6~7，输出“休息⽇”
#include <stdio.h>
int main()
{
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;
}
return 0;
}
上⾯的练习中，我们发现应该根据实际的情况，来在代码中觉得是否使⽤ break ，或者在哪⾥使⽤break ，才能正确完成实际的需求。
5.3 switch语句中的default
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 (expression) {
case value1: statement
case value2: statement
default: statement
}
switch 后边的 expression 的结果不是 value1 也不是 value2 时，就会执⾏default ⼦句。就⽐如前⾯做的打印星期的练习，如果 day 的输⼊不是1~7的值，我们要提⽰：输⼊错误，则可以这样完成代码：
#include <stdio.h>
int main()
{
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("输⼊错误\n");
break;
}
return 0;
}
5.4 switch语句中的case和default的顺序问题
在 switch 语句中 case ⼦句和 default ⼦句有要求顺序吗？ default 只能放在最后吗？
其实，在 switch 语句中 case 语句和 default 语句是没有顺序要求的，只要你的顺序是满⾜实际需求的就可以。不过我们通常是把 default ⼦句放在最后处理的。
6. while循环
⾸先上来就是执⾏判断表达式，表达式的值为0，循环直接结束；表达式的值不为0，则执⾏循环语句，语句执⾏完后再继续判断，是否进⾏下⼀次判断
if 和 while的对⽐
#include <stdio.h>
int main()
{
if(1)
printf("hehe\n"); //if后边条件满⾜，打印⼀次hehe
return 0;
}
#include <stdio.h>
int main()
{
while(1)
printf("hehe\n"); //while后边的条件满⾜，死循环的打印hehe
return 0;
}
这就是他们的区别，while语句是可以实现循环效果的。
7. for循环
7.1 语法形式
for 循环是三种循环中使⽤最多的， for 循环的语法形式如下：
for(表达式1; 表达式2; 表达式3)
语句；//如果循环体想包含更多的语句，可以加上⼤括号
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
7.2 while循环和for循环的对⽐
for 和 while 在实现循环的过程中都有初始化、判断、调整这三个部分，但是 for 循环的三个部分⾮常集中，便于代码的维护，⽽如果代码较多的时候 while 循环的三个部分就⽐较分散，所以从形式上 for 循环要更优⼀些。
8. do-while循环
在循环语句中 do while 语句的使⽤最少，它的语法如下：
do
语句；
while(表达式)；
while 和 for 这两种循环都是先判断，条件如果满⾜就进⼊循环，执⾏循环语句，如果不满⾜就跳出循环；⽽ do while 循环则是先直接进⼊循环体，执⾏循环语句，然后再执⾏ while 后的判断表达式，表达式为真，就会进⾏下⼀次，表达式为假，则不再继续循环。
⼀般 do while 使⽤在循环体⾄少被执⾏⼀次的场景下，所以较少⼀些。
9. break和continue语句
在循环执⾏的过程中，如果某些状况发⽣的时候，需要提前终⽌循环，这是⾮常常⻅的现象。C语⾔中提供了 break 和 continue 两个关键字，就是应⽤到循环中的。
• break 的作⽤是⽤于永久的终⽌循环，只要 break 被执⾏，直接就会跳出循环，继续往后执⾏。
• continue 的作⽤是跳过本次循环中 continue 后边的代码，在 for 循环和 while 循环中有所差异的。
10. 循环的嵌套
练习
找出100~200之间的素数，并打印在屏幕上。
- 要从100 ~ 200之间找出素数，⾸先得有100~200之间的数，这⾥可以使⽤循环解决。
- 假设要判断i是否为素数，需要拿2 ~ i-1之间的数字去试除i，需要产⽣2~i-1之间的数字，也可以使⽤循环解决。
- 如果2~i-1之间有数字能整除i，则i不是素数，如果都不能整除，则i是素数。
但是注意：任意一个数可以写成m=a*b方式时a和b中至少有一个数小于等于m^1/2
所以试除时没必要到m-1，到m ^ 1/2即可
#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 0;
//循环产⽣100~200的数字
for(i=100; i<=200; i++)
{//判断i是否为素数 循环产⽣2~i-1之间的数字
int j = 0;
int flag = 1;//假设i是素数
for(j=2; j<=sqrt(i); j++)
{
if(i % j == 0)
{
flag = 0;
break;
}
}
if(flag == 1)
printf("%d ", i);
}
return 0;
}
11. goto语句
C语⾔提供了⼀种⾮常特别的语法，就是 goto 语句和跳转标号， goto 语句可以实现在同⼀个函数
内跳转到设置好的标号处。
例如：
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("hehe\n");
goto next;
printf("haha\n");
next:
printf("跳过了haha的打印\n");
return 0;
}
goto 语句如果使⽤的不当，就会导致在函数内部随意乱跳转，打乱程序的执⾏流程，所以我们的建
议是能不⽤尽量不去使⽤；但是 goto 语句也不是⼀⽆是处，在多层循环的代码中，如果想快速跳出
使⽤ goto 就⾮常的⽅便了。
for(...)
{
for(...)
{
for(...)
{
if(disaster)
goto error;
}
}
}
error:
//...
本来 for 循环想提前退出得使⽤ break ，如果3层循环嵌套就得使⽤3个 break 才能跳出循环，所以在这种情况下使⽤ goto 语句就会更加的快捷。
写一个关机程序
int main()
{
char input [20] = { 0 };
//关机
system("shutdown -s -t 60");
again:
printf("请注意,你的电脑在1分钟内关机,如果输入:我是猪,就取消关机\n");
//输入
scanf("%s" input);
//判断输入信息的正确性
//两个字符串比较相等不能使用==,应该使用strcmp函数
if (strcmp(input, "我是猪") == 0)
{
system("shutdown -a");//取消关机
}
else
{
goto again;
}
return 0;
}
也可以用while循环
int main()
{
char input[20] = { 0 };
//关机
system("shutdown -s -t 60");
while (1)
{
printf("请注意,你的电脑在1分钟内关机,如果输入:我是猪,就取消关机\n");
//输入
scanf("%s", input);
//判断输入信息的正确性
//两个字符串比较相等不能使用==,应该使用strcmp函数
if (strcmp(input, "我是猪") == 0)
{
system("shutdown -a"); //取消关机
break;
}
}
return 0;
}
12.写⼀个猜数字游戏
游戏要求：
- 电脑⾃动⽣成1~100的随机数
- 玩家猜数字，猜数字的过程中，根据猜测数据的⼤⼩给出⼤了或⼩了的反馈，直到猜对，游戏结束
12.1随机数生成
要想完成猜数字游戏，⾸先得产⽣随机数，那怎么产⽣随机数呢？
1.1 rand
C语⾔提供了⼀个函数叫 rand，这函数是可以⽣成随机数的，函数原型： int rand (void);
rand函数会返回⼀个伪随机数，这个随机数的范围是在0~RAND_MAX之间，这个RAND_MAX的⼤⼩是依赖编译器上实现的，但是⼤部分编译器上是32767。
rand函数的使⽤需要包含⼀个头⽂件是：stdlib.h
虽然⼀次运⾏中产⽣的5个数字是相对随机的，但是下⼀次运⾏程序⽣成的结果和上⼀次
⼀模⼀样，这就说明有点问题。其实rand函数⽣成的随机数是伪随机的，伪随机数不是真正的随机数，是通过某种算法⽣成的随机数。真正的随机数的是⽆法预测下⼀个值是多少的。⽽rand函数是对⼀个叫“种⼦”的基准值进⾏运算⽣成的随机数。之所以前⾯每次运⾏程序产⽣的随机数序列是⼀样的，那是因为rand函数⽣成随机数的默认种⼦是1。如果要⽣成不同的随机数，就要让种⼦是变化的。
1.2 srand
C语⾔中⼜提供了⼀个函数叫 srand，⽤来初始化随机数的⽣成器的，srand的原型:void srand (unsigned int seed);
程序中在调⽤ rand 函数之前先调⽤ srand 函数，通过 srand 函数的参数seed来设置rand函数⽣成随机数的时候的种⼦，只要种⼦在变化，每次⽣成的随机数序列也就变化起来了。
也就是说给srand的种⼦是如果是随机的，rand就能⽣成随机数；在⽣成随机数的时候⼜需要⼀个随机数，这就⽭盾了。
1.3 time
在程序中我们⼀般是使⽤程序运⾏的时间作为种⼦的，因为时间时刻在发⽣变化的。
在C语⾔中有⼀个函数叫 time ，就可以获得这个时间，time函数原型:time_t time (time_t* timer);
time 函数会返回当前的⽇历时间，其实返回的是1970年1⽉1⽇0时0分0秒到现在程序运⾏时间之间的差值，单位是秒。返回的类型是time_t类型的，time_t 类型本质上其实就是32位或者64位的整型类型。
time函数的参数 timer 如果是⾮NULL的指针的话，函数也会将这个返回的差值放在timer指向的内存中带回去。如果 timer 是NULL，就只返回这个时间的差值。time函数返回的这个时间差也被叫做：时间戳。
time函数的时候需要包含头⽂件：time.h
//VS2022 上time_t类型的说明
#ifndef _CRT_NO_TIME_T
#ifdef _USE_32BIT_TIME_T
typedef __time32_t time_t;
#else
typedef __time64_t time_t;
#endif
#endif
typedef long __time32_t;
typedef __int64 __time64_t;
如果只是让time函数返回时间戳，我们就可以这样写：time(NULL);//调⽤time函数返回时间戳，这⾥没有接收返回值
那我们就可以让⽣成随机数的代码改写成如下：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main()
{
//使⽤time函数的返回值设置种⼦
//因为srand的参数是unsigned int类型，我们将time函数的返回值强制类型转换
srand((unsigned int)time(NULL));
printf("%d\n", rand());
printf("%d\n", rand());
printf("%d\n", rand());
return 0;
}
srand函数是不需要频繁调⽤的，⼀次运⾏的程序中调⽤⼀次就够了。
1.4 设置随机数的范围
如果我们要⽣成0~99之间的随机数，⽅法如下：
rand() % 100;//余数的范围是0~99
如果要⽣成1~100之间的随机数，⽅法如下：
rand()%100+1;//%100的余数是0~99,0~99的数字+1,范围是1~100
如果要⽣成100~200的随机数，⽅法如下：
100 + rand()%(200-100+1) //余数的范围是0~100，加100后就是100~200
所以如果要⽣成a~b的随机数，⽅法如下：
a + rand()%(b-a+1)
12.2 猜数字游戏实现
参考代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
void game()
{
int r = rand()%100+1;
int guess= 0;
while(1)
{
printf("请猜数字>:");
scanf("%d", &guess);
if(guess < r)
printf("猜⼩了\n");
else if(guess > r)
printf("猜⼤了\n");
else
{
printf("恭喜你，猜对了\n");
break;
}
}
}
void menu()
{
printf("***********************\n");
printf("****** 1. play ******\n");
printf("****** 0. exit ******\n");
printf("***********************\n");
}
int main()
{
int input = 0;
srand((unsigned int)time(NULL));
do
{
menu();
printf("请选择:>");
scanf("%d", &input);
switch(input)
{
case 1:
game();
break;
case 0:
printf("游戏结束\n");
break;
default:
printf("选择错误，重新选择\n");
break;
}
}while(input);
return 0;
}
还可以加上猜数字的次数限制，如果5次猜不出来，就算失败.
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
void game()
{
int r = rand() % 100 + 1;
int guess = 0;
int count = 5;
while (count)
{
printf("\n你还有%d次机会\n", count);
printf("请猜数字>:");
scanf("%d", &guess);
if (guess < r)
printf("猜⼩了\n");
else if (guess > r)
printf("猜⼤了\n");
else
{
printf("恭喜你，猜对了\n");
break;
}
count--;
}
if (count == 0)
printf("你失败了，正确值是:%d\n", r);
}
void menu()
{
printf("***********************\n");
printf("****** 1. play ******\n");
printf("****** 0. exit ******\n");
printf("***********************\n");
}
int main()
{
int input = 0;
srand((unsigned int)time(NULL));
do
{
menu();
printf("请选择:>");
scanf("%d", &input);
switch (input)
{
case 1:
game();
break;
case 0:
printf("游戏结束\n");
break;
default:
printf("选择错误，重新选择\n");
break;
}
} while (input);
return 0;
}