结构化程序设计里有三种程序结构,分别是顺序结构,分支结构,循环结构。goto语句不属于结构化程序设计范畴,但也需要了解。
指代码从前往后,从上往下顺序执行,之前遇到的所有程序都是顺序结构。
指代码会根据不同的条件来选择不同的分支执行,C语言支持if语句和switch...case语句的分支结构。
也称为判断语句,一共有下面三种形式:
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if语句可以嵌套,也就是在一个if语句的语句块中再嵌套一个if语句。
使用if语句的注意事项:
如果if语句的某个语句块只有一条语句,那么可以省略这个语句块的大括号,如下:
if(a > b) printf("a > b"); else printf("a <= b"); |
if语句的判断条件,只要计算出来的结果是非0,那么条件就成立。计算的方式可以是函数调用或是任何运算符所构成的表达式,像下方式都是合理的:
if(0) { ... } if(1) { ... } if(a = 3} { ... } if(a == 3) { ... } if(scanf("%d %d %d", &a, &b, &c)) { ... } |
switch(表达式1) { case 常量表达式1: 语句1; break; case 常量表达式2: 语句2; break; ... case 常量表达式n: 语句n; break; default: 默认语句; break; } |
使用switch语句的注意事项:
理论上,使用switch的语句都可以用if语句来改写,但是,在纯粹进行数字或字符比较且比较的分支较多时,使用switch语句的代码逻辑性和可读性都要优于if语句,自行体会。
循环结构可以让一段代码得到重复执行。循环结构是一种非常重要的程序设计结构,很多重要的计算过程都要用到循环结构。
使用循环结构的步骤一般分三步:
while(循环条件) { 语句块; } do { 语句块; } while(循环条件); |
while循环执行的步骤:
do-while循环执行的步骤:
while与do-while都是通过检查循环条件来确定是否结束循环的,循环正常结束的条件是,括号里面的计算结果为0(包括数值0,空间指针NULL,函数返回值为0)。
do-while循环与while循环的区别是,do-while的循环体语句至少会被执行一次,而while循环的语句则有可能一次都不执行。
for(表达式1; 表达式2; 表达式3) { 语句块; } |
for语句执行的顺序是:
for循环语句自带三个表达式,意味着它可以把循环的三步曲,既初始化循环变量,控制循环变量,结束循环这三步合在一起进行操作,使得for循环的执行语句可以不用去管循环变量的状态,以下是for循环的典型用法:
int i; for(i = 0; i < 100; i++) { // do something } |
注意,在C99标准中,可以在for语句的三个表达式中定义并初始化变量,因此,上面的代码可以进一步简化成下面这样:
for(int i = 0; i < 100; i++) { // do something } |
正常情况下,循环是否结束要依赖于循环条件,但在某些情况下,我们也可以通过break与continue来控制循环结束。
最简单的结束循环的办法是break语句,程序在遇到break语句后,将自动跳出本循环。注意,break只能结束一层循环,多层的循环需要通过多个break才可以完全跳出,以下是break语句的应用示意:
continue只用于结束本轮循环,如果循环条件符合,则循环还会继续下去,以下是continue的示意图:
使用goto语句可以在程序中进行无条件地跳转。goto语句的格式如下:
… 语句标号: … goto 语句标号; … |
标号命名同变量命名,标号后面紧跟一个冒号,标号的作用域是整个函数。
所有的关于C语言的书上都会提到,使用goto语句会破坏C程序的结构,下面通过一个例子让大家感受一下。一般认为,if-else语句中,if的语句块和else的语句块是不可能同时执行到的,但是,使用goto语句后,则可以使if和else中的语句都得到执行,如下:
if(判断条件) { 语句块1; goto test; } else { test: 语句块2; } |
基于上述原因一般不主张使用goto语句,但要了解goto语句的语法和常见的应用场景,因为在某些典型应用场景下,goto语句还是可以发挥作用的,具体的情形可参考《代码大全》17章第3小节,这节对goto有比较详细的论述。