第 4 章循环结构程序设计

对应教材目录

4.1 while 语句
4.2 do-while 语句
4.3 for 语句
4.4 goto 语句
4.5 循环嵌套
4.6 break 语句
4.7 continue 语句
4.8 编程实战

本章目标

学完这一章，你应该能做到：

理解循环的本质是“重复执行”。
会写 while、do-while、for。
会分析循环变量的变化过程。
知道 goto 的基本写法和使用场景。
会写简单的循环嵌套。
会使用 break 和 continue。
能独立解决求和、阶乘、素数、图形输出等题目。

1. 什么是循环

循环就是让一段代码重复执行多次。

循环最重要的是三件事：

初值
条件
变化

如果这三件事没有想清楚，循环题一般都会出错。

2. while 语句

先判断条件，再决定执不执行。

1
while (条件)
2
{
3
    语句;
4
}

示例：输出 1 到 5。

1
#include <stdio.h>
2

3
int main(void)
4
{
5
    int i = 1;
6
    while (i <= 5)
7
    {
8
        printf("%d ", i);
9
        i++;
10
    }
11
    return 0;
12
}

3. do-while 语句

先执行一次，再判断条件。

1
do
2
{
3
    语句;
4
} while (条件);

它的特点是至少执行一次。

4. for 语句

当循环次数比较明确时，for 最好用。

1
for (初值; 条件; 变化)
2
{
3
    语句;
4
}

示例：求 1 到 100 的和。

1
#include <stdio.h>
2

3
int main(void)
4
{
5
    int i, sum = 0;
6
    for (i = 1; i <= 100; i++)
7
    {
8
        sum += i;
9
    }
10
    printf("%d\n", sum);
11
    return 0;
12
}

5. goto 语句

goto 的作用是让程序直接跳转到某个指定位置继续执行。

基本写法：

1
goto 标签名;
2

3
标签名:
4
    语句;

先看一个最简单的例子：

1
#include <stdio.h>
2

3
int main(void)
4
{
5
    int i = 1;
6

7
start:
8
    if (i > 5)
9
        goto end;
10

11
    printf("%d ", i);
12
    i++;
13
    goto start;
14

15
end:
16
    return 0;
17
}

这个程序也能输出 1 2 3 4 5，但它其实是在“手动跳来跳去”模拟循环。

所以要记住：

goto 能用，但一般不推荐乱用。
如果能用 while、for、break、continue 解决，就优先不用 goto。
goto 用多了，程序流程会很乱，不容易看懂，也不容易排错。

在循环里，goto 偶尔会用于“直接跳出多层循环”。

例如：

1
#include <stdio.h>
2

3
int main(void)
4
{
5
    int i, j;
6

7
    for (i = 1; i <= 3; i++)
8
    {
9
        for (j = 1; j <= 3; j++)
10
        {
11
            if (i == 2 && j == 2)
12
                goto finish;
13
            printf("(%d, %d)\n", i, j);
14
        }
15
    }
16

17
finish:
18
    printf("循环结束\n");
19
    return 0;
20
}

当 i == 2 && j == 2 时，程序会直接跳到 finish:，外层和内层循环都会一起结束。

6. break 和 continue

break

立即结束整个循环。

continue

跳过本次循环后面的语句，直接进入下一轮。

示例：

1
for (i = 1; i <= 5; i++)
2
{
3
    if (i == 3) {
4
        continue;
5
    }
6
    printf("%d ", i);
7
}

输出为：

1
1 2 4 5

7. 循环嵌套

循环里再套循环，常用于：

九九乘法表
图形输出
二维数组遍历

示例：输出一个 3 行 4 列的星号矩形。

1
#include <stdio.h>
2

3
int main(void)
4
{
5
    int i, j;
6
    for (i = 1; i <= 3; i++)
7
    {
8
        for (j = 1; j <= 4; j++)
9
        {
10
            printf("*");
11
        }
12
        printf("\n");
13
    }
14
    return 0;
15
}

8. 本章常见模板

7.1 累加模板

1
sum = 0;
2
for (i = 1; i <= n; i++)
3
{
4
    sum += i;
5
}

7.2 连乘模板

1
fact = 1;
2
for (i = 1; i <= n; i++)
3
{
4
    fact *= i;
5
}

7.3 统计模板

1
count = 0;
2
for (i = 1; i <= n; i++)
3
{
4
    if (条件成立)
5
        count++;
6
}

7.4 找最大值模板

1
max = 第一个值;
2
for (后续每个值)
3
{
4
    if (当前值 > max)
5
        max = 当前值;
6
}

9. 本章最容易错的点

少循环一次或多循环一次。
忘记更新循环变量，导致死循环。
把 goto 当成普通循环工具，结果流程越来越乱。
把 break 和 continue 用反。
循环嵌套时弄混内层和外层变量。
在处理数字拆位时，没有注意循环什么时候结束。

10. 手写题

写结果题

写出下面程序的输出结果。

1
#include <stdio.h>
2
int main(void)
3
{
4
    int i;
5
    for (i = 1; i <= 5; i++)
6
    {
7
        if (i == 3)
8
            continue;
9
        printf("%d ", i);
10
    }
11
    return 0;
12
}

写出下面程序的输出结果。

1
#include <stdio.h>
2
int main(void)
3
{
4
    int i;
5
    for (i = 1; i <= 5; i++)
6
    {
7
        if (i == 3)
8
            break;
9
        printf("%d ", i);
10
    }
11
    return 0;
12
}

手写程序题

用 while 求 1 + 2 + ... + 100。
用 for 输出 1 到 100 中所有奇数。
输入一个正整数 n，求 n!。
输入一个正整数，求它有几位数。
输入一个整数，逆序输出它的每一位。
判断一个正整数是否为素数。
输出 100 到 999 之间所有水仙花数。
输出九九乘法表。
输出下列图形：

1
*
2
**
3
***
4
****
5
*****

输入 n，求 1 + 1/2 + 1/3 + ... + 1/n。
求两个整数的最大公约数。
输入若干个成绩，直到输入负数为止，统计及格人数。
输出 1 到 100 中所有能被 3 整除但不能被 5 整除的数。

提升题

输出一个等腰三角形。
求斐波那契数列前 n 项。
统计一个整数中数字 0 出现的次数。

11. 自测清单

我能说清楚 while、do-while、for 的区别。
我会写求和、求阶乘、统计个数这几类基础循环题。
我能独立分析循环变量如何变化。
我知道 goto 能跳转到标签，但平时不会乱用。
我会使用 break 和 continue。
我能写简单的循环嵌套程序。

12. 学习建议

循环题不要急着写代码，先把“从哪开始，到哪结束，每次怎么变”写在纸上。
如果输出不对，就把每次循环里变量的值都列出来。
第 4 章是后面数组、函数、指针的基础，一定要练熟。

学完这一章后，你就能解决大量“重复处理”的问题了。

第 4 章 循环结构程序设计