本专栏目的

• 更新C/C++的基础语法，包括C++的一些新特性

无论C还是C++，还是其他语言写的程序都是由循环结构、分支结构和循环结构所构成的。

程序最小独立单元

如果把写程序和写小说类比，变量常量等可以看成是字和词，函数可以看成是一个段落，运算符等可以看作是字词的组合方式（规则），那么，字词组成的句子就是小说的最小独立单元，表达了一定的意思，同样，程序的最小独立单元是“语句”，每个语句表达出完整的意义。

三种控制结构

结构化程序设计提供了3种控制结构，分别是顺序结构、分支结构和循环结构，早在1966年，牛人Bohm和Jacopini便证明了，用此3种基本结构可以构成任意复杂的算法。3种基本控制结构如所示。

顺序结构

顺序结构表示程序中的各操作是按照它们出现的先后顺序执行的。

顺序结构是最简单的程序结构，也是最常用的程序结构，只要按照解决问题的顺序写出相应的语句就行，它的执行顺序是自上而下，依次执行。

例如，a = 3，b = 5，现交换a，b的值，这个问题就好像交换两个杯子水，这当然要用到第三个杯子，假如第三个杯子是c，那么正确的程序为： c = a； a = b； b = c； 执行结果是a = 5，b = c = 3如果改变其顺序，写成：a = b； c = a； b = c； 则执行结果就变成a = b = c = 5，不能达到预期的目的，初学者最容易犯这种错误。

分支结构

对于要先做判断再选择的问题就要使用分支结构。分支结构的执行是依据一定的条件选择执行路径，而不是严格按照语句出现的物理顺序。

单一分支

• 语法

  if(条件)
  {
   	分支   
  }
  

• 规则：当条件成立时，执行分支体，否则不执行。

**示例：**输入一个数，判断是否是偶数！

int n;
printf("请输入一个数字：");
scanf("%d", &n);
if(n == 1)
{
	printf("非奇非偶\n");
}
if(n % 2 == 0)
{
	printf("是偶数\n");
}

双分支

• 语法

  if(条件)
  {
      分支1
  }else
  {
      分支2
  }
  

• 规则：当条件成立时，执行分支体1，否则执行分支体2。

**示例：**某公司工资按周发放，标准是每小时制20元，若员工周工作时间超过40小时，超出部分每小时30元。输入一名员工一周的工作小时数，输出他的周工资。

// h: 小时, s: 工资
if(h <= 40)
{
	printf("工资为：%d \n", h * 20);
}
else
{
	printf("工资为：%d\n", (h - 40) * 30 + 40 * 20);
}

嵌套分支

• 语法

  if(条件1){分支1}
  else if(条件2){分支2}
  ...
  else if(条件n){分支n}
  else{分支n+1}
  

• 规则：条件1成立时，执行分支1，然后结束分支语句，否则继续依次判断后面的条件，或者直到某个条件满足。如果条件都不满足，则会执行else分支。

**示例：**有一个函数如下，写一段程序，输入x，输出y
$$y=\left[\begin{array}{cc}x& x<1\\ 2x-1& 1<=x<10\\ 3x-11& x>=10\end{array}\right]$$

if(x < 1)
{
	printf("%d\n", x);
}
else if (x < 10)   // x >= 1
{
	printf("%d\n", 2 * x - 1);
}
else   // x >= 10
{
	printf("%d\n", 3 * x - 11);
}

来个练习

编写程序：从屏幕上输入一个学生的成绩(0-100)，对学生成绩进行评定：

<59为"E"

​ ==59为经典语录

​ 60~69为"D"

​ 70~79为"C"

​ 80~89为"B"

​ 90以上为"A"

​ <0或>100提示成绩输入出错

switch开关语句

• 语法

  switch(exp)
  {
      case 常量表达式1:
      case 常量表达式2:
      case 常量表达式3:
      ...
      case 常量表达式4:
      [以下语句为可选]
      default:
          break;
  }++
  

• 规则：

  • exp(表达式)和case后面的“常量表达式”的结果值的类型应该一致。其类型可以是除实型以外的任何类型（如整型、字符型、枚举类型）。
  • 在同一switch语句中，case后的常量表达式的值必须唯一。
  • switch语句中可以不含default分支；default分支并不限定在最后，几个case分支也没有顺序区别，但必须做适当处理，否则会影响执行结果。

思考：如何使用switch完成分数等级评定？

很简单，就和多重if一样，如下：

switch(x)
{
case x < 10:
	printf("F\n");
	break;
case x < 20:
	printf("E\n");
	break;
}

注意： 如果没有break，则输入x = 9的时候，会连续输出 F、E，具体原因见下面break和continue关键字的解释。

循环结构

有的时候，我们可能需要多次执行同一块代码。一般情况下，语句是按顺序执行的：函数中的第一个语句先执行，接着是第二个语句，依此类推。

编程语言提供了更为复杂执行路径的多种控制结构。

循环语句允许我们多次执行一个语句或语句组，下面是大多数编程语言中循环语句的流程图：

循环类型

C 语言提供了以下几种循环类型。

while循环

• 语法

  while(condition)
  {
      循环体;
  }
  

• 规则

  • 只要condition为真，C 语言中的 while 循环语句会重复执行循环体。

do…while循环

• 语法

  do
  {
      循环体;
  }while(condition);
  

• 规则

  • 不像 for 和 while 循环，它们是在循环头部测试循环条件。在 C 语言中，do…while 循环是在循环的尾部检查它的条件。
  • do…while 循环与 while 循环类似，但是 do…while 循环会确保至少执行一次循环。

for 循环

• 语法

  for(init;condition;increment)
  {
      循环体;
  }
  

• 规则

  • init 会首先被执行，且只会执行一次。这一步允许声明并初始化任何循环控制变量。您也可以不在这里写任何语句，只要有一个分号出现即可。

  • 接下来，会判断 condition。如果为真，则执行循环体。如果为假，则不执行循环主体，且控制流会跳转到紧接着 for 循环的下一条语句。

  • 在执行完 for 循环主体后，控制流会跳回上面的 increment 语句。该语句允许您更新循环控制变量。该语句可以留空，只要在条件后有一个分号出现即可。

  • 条件再次被判断。如果为真，则执行循环，这个过程会不断重复（循环主体，然后增加步值，再然后重新判断条件）。直到条件变为假时，for 循环终止。

循环控制语句

循环控制语句改变你代码的执行顺序。通过它你可以实现代码的跳转。

C 提供了下列三个循环控制语句。

break语句

作用：终止循环或 switch 语句，程序流将继续执行紧接着循环或 switch 的下一条语句。

• break只能跳出一层循环，多层循环需要使用标志。

• break不能用在处循环和switch之外的任意语句中。

continue语句

**作用：**告诉一个循环体立刻停止本次循环迭代，重新开始下次循环迭代。

• continue 语句有点像 break 语句。但它不是跳出，而是会跳过剩下的循环代码，直接开始下一次循环。
• 对于 for 循环，continue 语句执行后自增语句仍然会执行。对于 while 和 do…while 循环，continue 语句执行后，重新执行条件判断语句。

goto语句

**作用：**将控制转移到被标记的语句。但是不建议在程序中使用 goto 语句。

• C 语言中的 goto 语句允许(在同一函数内)跳转到任何的被标记的语句。

  注意：在任何编程语言中，都不建议使用 goto 语句。因为它使得程序的控制流难以跟踪，使程序难以理解和难以修改。任何使用 goto 语句的程序可以改写成不需要使用 goto 语句的写法。

无限循环

如果条件永远不为假，则循环将变成无限循环。for 循环在传统意义上可用于实现无限循环。由于构成循环的三个表达式中任何一个都不是必需的，您可以将某些条件表达式留空来构成一个无限循环。

实例

#include <stdio.h>  
int main()
{   
    for( ; ; )   
    {      
        printf("该循环会永远执行下去！\n");   
    }   
    return 0; 
}

当条件表达式不存在时，它被假设为真。您也可以设置一个初始值和增量表达式，但是一般情况下，C 程序员偏向于使用 for(;😉 结构来表示一个无限循环。

**注意：**您可以按 Ctrl + C 键终止一个无限循环。

练习

• 求[1,100]的和。
• 写一个九九乘法表。
• 求100以内的素数
  • 素数又称质数。所谓素数是指除了 1 和它本身以外，不能被任何整数整除的数，例如17就是素数，因为它不能被 2~16 的任一整数整除。
  • 思路1)：因此判断一个整数m是否是素数，只需把 m 被 2 ~ m-1 之间的每一个整数去除，如果都不能被整除，那么 m 就是一个素数。
  • 思路2)：另外判断方法还可以简化。m 不必被 2 ~ m-1 之间的每一个整数去除，只需被 2 ~ 之间的每一个整数去除就可以了。如果 m 不能被 2 ~
    间任一整数整除，m 必定是素数。例如判别 17 是是否为素数，只需使 17 被 2~4 之间的每一个整数去除，由于都不能整除，可以判定 17 是素数。
  • 原因：因为如果 m 能被 2 ~ m-1 之间任一整数整除，其二个因子必定有一个小于或等于
    ，另一个大于或等于
    。例如 16 能被 2、4、8 整除，16=28，2 小于 4，8 大于 4，16=44，4=√16，因此只需判定在 2~4 之间有无因子即可。

练习答案：

//求[1,100]的和。
void summation()
{
	int sum = 0;
	for(int i=0;i<=100;i++)
	{
		sum+=i;
	}
	printf("[1,100]的和为:%d\n",sum);
}
//写一个九九乘法表。
void multiTable()
{
    for (int i = 1; i <= 9; i++)
	{
		for (int k = 1; k <= i; k++)
		{
			printf("%d*%d=%2d ", k, i, i * k);
		}
		printf("\n");
	}
}

//求100以内的素数
void  primeNumber()
{
	for (int i = 2; i <= 100; i++)
	{
		bool flag = true;
		for (int k = 2; k < i; k++)
		{
			if (i % k == 0)
			{
				flag = false;
				break;
			}
		}
		if (flag)
		{
			printf("i%d是素数\n", i);
			flag = true;
		}
	}
}