第3章结构化程序设计12-07

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第3章结构化程序设计

学习目标

? 理解算法的概念

? 能够使用流程图画出顺序、选择、循环三种语句的执行流程 ? 要求熟练使用if、switch语句判断各种选择情况以及嵌套使用 ? 熟练运用while、do-while、for三种循环结构的思想解决实际问题 ? 熟练应用break、continue、goto语句与循环语句的搭配使用

前面的章节一直在介绍C语言的基本语法知识，然而仅仅依靠这些语法知识还不能编写出完整的程序。在程序中，通常需要加入业务逻辑，并根据业务逻辑关系对程序的流程进行控制。本章将针对程序设计的灵魂——算法以及C语言中最基本的三种程序流程进行讲解。

3.1 算法——程序设计的灵魂

3.1.1 算法的概念

假如有一张对称的桌子和无限多大小相同的硬币，有两个人轮流往桌子上放硬币，规定硬币不可以重叠，但可以边贴边放置。最后谁放不下谁就输了。假设让你第一个放置，你如何做才能保证自己肯定赢呢？明确了“做什么”，接下来就是寻求解决办法。首先自己赢的话需要在自己没地方放硬币之前，对方就应该没有地方放硬币了，从这分析可以想到，我们的行为和对方的行为应该有一定的联系性。于是可以得到一个解决办法，首先在桌子中央，放置硬币，接下来等对方放置硬币后，只需要在他的对称位置放就可以了，只要他可以放，那么对称位置一定还有空间，直至他没地方放了，我们就赢了。

这是生活中一个运用智慧解决问题的例子，学习编程也是为了解决问题的。那么程序是什么？程序是为完成一项特定任务而用某种语言编写的一组指令序列。一个程序应当包含以下两方面的内容：

（1）对数据的描述：在程序中指定用到哪些数据以及这些数据的类型和数据的组织形式，这就是数据结构（data structure）。

（2）对数据操作的描述：即操作步骤，也就是算法（algorithm）。著名计算机科学家沃思（Nikiklaus Wirth）提出了一个程序公式：

程序 = 数据结构 + 算法

其中算法是一个程序的灵魂，直到今天，这个公式对于过程化程序来说依然是适用的。

算法有三种种较为常用的表示方法：伪代码法、N-S结构化流程图和流程图法。在以后的学习中，本书较多地用到了流程图这种描述方法。

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3.1.2 流程图

流程图是描述问题处理步骤的一种常用图形工具，它是由一些图框和流程线组成的。使用流程图描述问题的处理步骤形象直观、便于阅读。画流程图时必须按照功能选用相应的流程图符号，常用的流程图符号如图3-1所示。

起止框输入/输出框判断框处理框

流程线连接点

图3-1 流程图符号

图3-1所示的流程图符号中，列举了四个图框、一个流程线和一个连接点，具体说明如下： ? 起止框用于表示流程的开始或结束；

? 输入/输出框用平行四边形表示，在平行四边形内可以写明输入或输出的内容；

? 判断框用菱形表示，它的作用是对条件进行判断，根据条件是否成立来决定如何执行后续

的操作；

? 处理框用矩形表示，它代表程序中的处理功能，如算术运算和赋值等；

? 流程线用实心单向箭头或直线表示，可以连接不同位置的图框，流程线的标准流向是从左

到右和从上到下，可用直线表示，非标准流向的流程线应使用箭头指示方向； ? 连接点用圆形表示，用于流程图的延续。

通过上面的讲解，读者对流程图符号有了简单的认识，接下来先来看一个简单的流程图，如图3-2所示。

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结束结束输入三个不同变量输入三个不同变量x,y,z x,y,z 的值的值YesYes判断判断x>yx>y是否成立是否成立NoNo判断判断y>zy>z是否成立是否成立判断判断x>zx>z是否成立是否成立YesYes最小数最小数是是zzNoNoYesYes最小数最小数是是yy最小数最小数是是zzNoNo最小数是x输出输出结束结束

图3-2 求三个数中的最小值

图3-2表示的是一个求三个数中的最小值的流程图，下面针对该流程图中的执行顺序进行说明，具体如下：

第1步：程序开始；

第2步：进入输入/输出框，输入三个变量值x,y,z；

第3步：进入判断框，判断x>y是否成立，如果是成立，则进入左边的判断框，继续判断y>z

是否成立；否则进入右边的判断框，判断x>z是否成立；

第4步：进入下一层判断框。如果进入的是左边的判断框，判断y>z是否成立，如果成立，则进入左边的处理框，得出最小值是z；如果不成立，则进入右边的处理框，得出最小值为y。如果进入的是右边的判断框，则判断x>z是否成立，如果成立，则进入左边的处理框，得出最小值是z；如果不成立，则进入右边的处理框，得出最小值是x。第5步：进入输出框，输出结果；第6步：进入结束框，程序运行结束。

学习画流程图可以有效的进行结构化程序设计，基本的流程结构有3种，即顺序结构、选择结构和循环结构。它们可以编写各种复杂程序。在接下来的小节中，将分别讲解这3种基本流程结构，而流程图可以更好的理解和学习这些流程结构语句。

3.2 C语言的基本语句

经过图3-2的流程分析，理清了思路，那么编程就是信手拈来，但是，再简单的程序也得一句一句的写出。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也是“语句”，每个语句表达出完整的意义。小说中有感叹句、疑问句等。同样，程序中也有各种各样的语句。C语言的语句类型如图3-3所示。

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图3-3 C语言的语句类型

接下来针对图3-3中的几个语句作简单介绍，具体如下：

? 表达式语句：在各种表达式的后面加上一个分号，就构成了表达式语句；如a = 5;就是一

个赋值表达式语句。

? 空语句：仅有一个分号构成的语句就是空语句。

? 流程控制语句：在程序中完成特定的控制功能的语句就是流程控制语句。其分类如图3-3。 ? 块语句：用一对{}括起来的若干语句称为块语句，也叫作复合语句。

在这些语句中，最重要的是流程控制语句，它是编写程序要掌握的最基本也最重要的语句类型。接下来的几个小节就陆续学习这几种流程控制语句。

3.3 顺序结构语句

前面章节讲解的程序都有一个共同的特点，即程序中的所有语句都是从上到下逐条执行的，这样的程序结构称为顺序结构。顺序结构是程序开发中最常见的一种结构，它可以包含多种语句，如变量的定义语句、输入输出语句、赋值语句等。顺序结构流程图如图3-4所示。

处理语句1处理语句2处理语句3

图3-4 顺序语句流程图

顺序结构语句中，语句从上至下一句一句的执行，是最简单的一种结构语句。接下来通过打印“我爱C语言”这句话为例来讲解顺序结构语句，如例3-1所示。

例3-1

1 #include 2 void main() 3 { 4 5 6

printf(\我\\n\printf(\爱\\n\printf(\

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7 8 9 }

printf(\语\\n\printf(\言\\n\

运行结果如图3-5所示。

图3-5 运行结果

在例3-1中，使用了5个printf()语句，从上往下依次输出字符“我、爱、C、语、言”。从运行结果可以看出，程序是按照语句的先后顺序依次执行的，这就是一个顺序结构的程序。

3.4 选择结构语句

在实际生活中做什么事情都不是一帆风顺的，经常需要对一些情况做出判断，比如开车来到一个十字路口，这时需要对红绿灯进行判断，如果前面是红灯，就停车等候，如果是绿灯，就通行。同样，在C语言中也经常需要对一些条件做出判断，从而决定执行哪一段代码，这时就需要使用选择结构语句。选择结构语句又可分为if条件语句和switch条件语句，本节将对它们进行详细地讲解。

3.4.1 if条件语句

if条件语句有三种语法格式，每一种格式都有其自身的特点，我们分别来学习。 1、if语句——单分支结构

if语句是指如果满足某种条件，就进行相应的处理。例如，小明妈妈跟小明说“如果你考试得了100分，星期天就带你去游乐场玩”，这句话可以通过下面的一段伪代码来描述。

如果小明考试得了100分妈妈星期天带小明去游乐场

在上面的伪代码中，“如果”相当于C语言中的关键字if，“小明考试得了100分”是判断条件，需要用()括起来，“妈妈星期天带小明去游乐场”是执行语句，需要放在{}中。修改后的伪代码如下：

if (小明考试得了100分) {

妈妈星期天带小明去游乐场 }

上面的例子描述了if语句的用法，在C语言中，if语句的具体语法格式如下：

if (判断条件) { }

代码块

上述语法格式中，判断条件的值只能是0或非0，若判断条件的值为0，按“假”处理，若判断

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条件的值为非0，按“真”处理，执行{}中的语句。if语句的执行流程如图3-6所示。

开始判断条件真执行语句假结束

图3-6 if语句流程图

接下来用if语句来比较两个数的大小，求出较大的值，如例3-2所示。例3-2

1 #include 2 void main() 3 { 4 5 6 7 8 9 }

int x = 11, y = 22; int max = x; if (x < y)

max = y;

printf(\

运行结果如图3-7所示。

图3-7 运行结果

例3-2定义了两个变量x,y的值，并且定义最大值标识max，将x的值赋给max。然后判断x

2、if…else语句——双分支结构

if…else语句是指如果满足某种条件，就进行相应的处理，否则就进行另一种处理。例如，要判断一个正整数的奇偶，如果该数字能被2整除则是一个偶数，否则该数字就是一个奇数。if…else语句的具体语法格式如下：

if (判断条件) {

执行语句1 } else {

执行语句2

……

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}

……

上述语法格式中，判断条件的值只能是0或非0，若判断条件的值为非0，按“真”处理，if后面{}中的执行语句1会被执行，若判断条件的值为0，按“假”处理，else后面{}中的执行语句2会被执行。if…else语句的执行流程如图3-8所示。

开始判断条件真执行语句 1假执行语句 2结束

图3-8 if…else语句流程图

例3-2实现了两个数值比较大小，那么现在用if…else实现图3-2所描述的流程，三个数比较大小，求出最小值。如例3-3所示。

例3-3

1 #include 2 void main() 3 { 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 }

int x = 10, y = 20, z = 30; if (x > y) { } else { }

if (x > z)

printf(\最小值是%d\\n\else

printf(\最小值是%d\\n\if (y > z)

printf(\最小值是%d\\n\printf(\最小值是%d\\n\else

运行结果如图3-9所示。

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图3-9 运行结果

如图3-9所示，运行结果为10。通过if…else条件判断，求出了三个数中的最小值。 3、if…else if…else语句——多分支结构

if…else if…else语句用于对多个条件进行判断，从而进行多种不同的处理。例如，对一个学生的考试成绩进行等级的划分，如果分数大于等于80分等级为优，如果分数小于80分大于等于70分等级为良，如果分数小于70分大于等于60分等级为中，否则，等级为差。if…else if…else语句的具体语法格式如下：

if (判断条件1) { }

else if (判断条件2) { } ……

else if (判断条件n) { } else { }

执行语句n+1 执行语句n 执行语句2 执行语句1

上述语法格式中，判断条件的值只能是0或非0。若判断条件的值为非0，按“真”处理，if后面{}中的执行语句1会被执行，若判断条件的值为0，按“假”处理，继续执行判断条件2，如果判断条件2的值为非0，则执行语句2，以此类推，如果所有判断条件的值都为0，意味着所有条件都不满足，else后面{}中的执行语句n+1会被执行。if…else if…else语句的执行流程如图3-10所示。

开始真判断条件1假判断条件2假判断条件3真执行语句3真执行语句2执行语句1假??真判断条件n假执行语句n+1执行语句n结束

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图3-10 if…else if…else语句的流程图

接下来用if…else if…else语句对学生考试成绩进行等级划分，如例3-4所示。例3-4

1 #include 2 void main() 3 { 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 }

int grade = 75; //定义学生成绩 if (grade >= 80) { }

else if (grade >= 70) { }

else if (grade >= 60) { } else { }

//不满足条件 grade >= 60 printf(\该成绩的等级为差\\n\

//不满足条件 grade >= 70 ，但满足条件 grade >= 60 printf(\该成绩的等级为中\\n\

//不满足条件 grade >= 80 ，但满足条件 grade >= 70 printf(\该成绩的等级为良\\n\//满足条件 grade >=80

printf(\该成绩的等级为优\\n\

运行结果如图3-11所示。

图3-11 运行结果

例3-4中，定义了学生成绩grade为75，由于它不满足第一个判断条件grade>=80，会执行第二个判断条件grade>=70，条件成立，因此会打印“该成绩的等级为良”。

3.4.2 if语句的嵌套

在一个if语句中还可以包含一个或多个if语句，这称为if语句的嵌套。其一般形式可表示如下：

if (判断条件1) {

if (判断条件2) {

执行语句1

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} else { }

if (判断条件3) { } else { }

执行语句4 执行语句3 } else { }

执行语句2

或者

if (判断条件1) { }

if (判断条件2) { }

else if (判断条件3) { } else { }

执行语句3 执行语句2 执行语句1

在上述语法格式中，需要注意的是，嵌套内的if语句可能又是if-else类型的，这将会出现多个if和else重叠的情况，为避免歧义，C语言规定，else总是与它前面最近的没有配对的if语句配对。

if语句嵌套的流程图如图3-12所示。

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开始判断条件1真真假判断条件2执行语句1假执行语句2真??假??真判断条件n假执行语句n执行语句n+1结束

图3-12 if语句嵌套流程图

为了让初学者更好的理解if语句的嵌套使用，接下来通过一个案例来学习。如例3-5所示。例3-5

1 void main() 2 { 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 }

int a, b;

printf(\请输入a,b的值\\n\

scanf(\函数从键盘输入数据 if (a != b) { } else

printf(\if (a > b)

printf(\printf(\

else

运行结果如图3-13所示。

图3-13 运行结果

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在例3-5中，实现了从键盘输入两个数，并比较其大小的功能。第6行中，，如果判断条件a!=b

不成立，就执行else下的代码打印a=b；如果a!=b成立，就执行第6行处if下的代码；第8行中，如果判断条件a>b成立，就打印a>b，否则打印a

3.4.3 switch条件语句

switch 条件语句也是一种很常用的选择语句，和if条件语句不同，它只能针对某个表达式的值作出判断，从而决定程序执行哪一段代码。例如，在程序中使用数字1~7来表示星期一到星期天，如果想根据某个输入的数字来输出对应中文格式的星期值，可以通过下面的一段伪代码来描述：

用于表示星期的数字

如果等于1,则输出星期一如果等于2,则输出星期二如果等于3,则输出星期三如果等于4,则输出星期四如果等于5,则输出星期五如果等于6,则输出星期六如果等于7,则输出星期天

如果不是1~7,则输出此数字为非法数字

对于上面一段伪代码的描述，大家可能会立刻想到用刚学过的if…else if…else语句来实现，但是由于判断条件比较多，实现起来代码过长，不便于阅读。这时就可以使用C语言中的switch语句来实现这种需求。在switch语句中，switch关键字后面有一个表达式，case关键字后面有目标值，当表达式的值和某个目标值匹配时，会执行对应case下的语句。接下来通过一段伪代码来描述switch语句的基本语法格式，具体如下：

switch (表达式) { }

case 目标值1:

执行语句1 break;

case 目标值2: ……

case 目标值n:

执行语句n break; 执行语句2 break;

default:

执行语句n+1 break;

在上面的语法格式中，switch语句将表达式的值与每个case中的目标值进行匹配，如果找到了匹配的值，就会执行相应case后的语句，否则执行default后的语句。关于switch语句中的break关键字将在后面的小节中做具体介绍，此处，读者只需要知道break的作用是跳出switch语句即可。

switch语句的流程图如图3-14所示。

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开始值1值2??值n执行语句1执行语句2执行语句n结束

图3-14 switch语句流程图

接下来通过switch语句来实现根据数字输出中文格式的星期，如例3-6所示。例3-6

1 #include 2 void main() 3 { 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

int week = 5; switch (week) { case 1:

printf(\星期一\break;

case 2:

printf(\星期二\break;

case 3:

printf(\星期三\break;

case 4:

printf(\星期四\break;

case 5:

printf(\星期五\break;

case 6:

printf(\星期六\break;

case 7:

printf(\星期天\break;

default: }

printf(\输入的数字不正确...\break;

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32 }

运行结果如图3-15所示。

图3-15 运行结果

例3-6中，由于变量week的值为5，整个switch语句判断的结果满足第19行的条件，因此打印“星期五”。程序中的default语句用于处理和前面的case都不匹配的情况，将第4行代码替换为int week = 8，再次运行程序，输出结果如图3-16所示。

图3-16 运行结果

在使用switch语句的过程中，如果多个case条件后面的执行语句是一样的，则该执行语句只需书写一次即可，这是一种简写的方式。例如，使用数字1~7来表示星期一到星期天，当输入的数字为1、2、3、4、5时视为工作日，否则视为休息日，这时如果需要判断一周中的某一天是否为工作日，就可以采用switch语句的简写方式，具体如例3-7所示。

例3-7

1 #include 2 void main() 3 { 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

int week = 2; switch (week) { case 1: case 2: case 3: case 4: case 5:

//当 week 满足值 1、2、3、4、5 中任意一个时，处理方式相同 printf(\今天是工作日\\n\break;

case 6: case 7:

//当 week 满足值 6、7 中任意一个时，处理方式相同 printf(\今天是休息日\\n\break;

20 default:

21 printf(\输入数字不正确\ 22 23 24 }

}

break;

运行结果如图3-17所示。

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图3-17 运行结果

例3-7中，当变量week的值为1、2、3、4、5中任意一个值时，处理方式相同，都会打印“今天是工作日”。同理，当变量week值为6、7中任意一个值时，打印“今天是休息日”。

3.4.4 if语句与switch语句的异同

上一小节中例3-6和例3-7是用switch语句实现的，其实也可以用if语句来实现。既然if语句和switch语句都用于选择条件下，那么它们又有什么不同呢，本节就来为大家总结一下。

? switch结构语句只进行相等与否的判断；而if结构语句还可以进行大小范围上的判断。 ? switch无法处理浮点数，只能进行整数的判断，case标签值必须是常量；而if语句则可以

对浮点数进行判断。

如果纯粹是数字或字符的判断，最好是使用switch，因为它只会在一开始的switch括号中取出变量值一次，然后将这个值和下面所设定的case比较，但如果使用if，每次遇到条件式时，都要取出变量值，效率的差异就在这儿。当然并不是if结构语句就没有switch好，在遇到复合条件时，switch就帮不上忙了，由于无法在switch结构语句中组合复杂的条件语句，这时就得使用if了。

在实际程序开发中，具体如何来使用if和switch语句根据实际情况而定，尽量做到物尽其用，不要因为switch语句的效率高就一味的使用，也不要因为if语句常用就不应用switch语句。要根据实际的情况，具体问题具体分析，使用最适合的条件语句。从可读性和程序效率多方面综合考虑，适当搭配两种结构，方能写出高质量的代码。

3.5 循环结构语句

在实际生活中经常会将同一件事情重复做很多次，比如走路会重复使用左右脚，打乒乓球会重复挥拍的动作等。同样在C语言中，也经常需要重复执行同一代码块，这时就需要使用循环语句。循环语句分为while循环语句、do…while循环语句和for循环语句三种。本节将针对这三种循环语句分别进行详细地讲解。

3.5.1 while循环语句

while循环语句和3.3小节讲到的条件判断语句有些相似，都是根据判断条件来决定是否执行大括号内的执行语句。区别在于，while语句会反复地进行条件判断，只要条件成立，{}内的执行语句就会一直执行，直到条件不成立，while循环才会结束。while循环语句的具体语法格式如下：

while (循环条件) { }

执行语句 ………

在上面的语法格式中，{}中的执行语句被称作循环体，循环体是否执行取决于循环条件。当循环条件的值非0时，循环体就会被执行。循环体执行完毕时会继续判断循环条件，直到循环条件的

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开始i <= 9假假j <= i真真printf(“i*j=i*j”);

图3-25 九九乘法表流程图

由于嵌套循环程序比较复杂，下面分步骤进行详细地讲解，具体如下：第一步，在第4行代码中定义了两个循环变量i和j，其中i为外层循环变量，j为内层循环变量。第二步，在第5行代码中将i初始化为1，条件i <= 9为真，即一共打印9行。程序将首次进入

外层循环的循环体。

第三步，在第7行代码中将j初始化为1，由于此时i的值为1，条件j <= i为真，程序将首次

进入内层循环的循环体，打印第一行的数值相乘结果：1*1 = 1。

第四步，执行第7行代码中内层循环的操作表达式j++，将j的值自增为2。

第五步，执行第7行代码中的判断条件j<=i，判断结果为假，内层循环结束。执行后面的代码，

打印换行符。

第六步，执行第5行代码中外层循环的操作表达式i++，将i的值自增为2。

第七步，执行第5行代码中的判断条件i<=9，判断结果为真，程序将进入外层循环的循环体，

继续执行内层循环。

第八步，由于i的值为2，内层循环会执行两次，即在第2行打印两列相乘结果：2*1=2 2*2 =4。

在内层循环结束时会打印换行符。

第九步，以此类推，在第3行会打印3列相乘结果，逐行递增，直到i的值为10时，外层循环

的判断条件i <= 9结果为假，外层循环结束，整个程序也就结束了。

除了用for循环来实现乘法表，读者也可以尝试用while和do…while()循环来实现。这里就不再赘述。

结束3.5.5 跳转语句（break、continue、goto）

跳转语句用于实现循环执行过程中程序流程的跳转，在C语言中，跳转语句有break语句、goto语句和continue语句。接下来分别进行详细地讲解。

1、break语句

在switch条件语句和循环语句中都可以使用break语句。当它出现在switch条件语句中时，作用是终止某个case并跳出switch结构。当它出现在循环语句中，作用是跳出当前循环语句，执行后面的代码。接下来通过一个具体的案例来演示break语句如何跳出当前循环，如例3-12所示。

例3-12

1 #include 2 void main() 3 { 4

int x = 1; //定义变量x，初始值为1

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5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 }

while (x <= 4) //循环条件 { }

printf(\条件成立，打印x的值 if (x == 3) { }

x++; //x进行自增

break;

运行结果如图3-26所示。

图3-26 运行结果

例3-12中，通过while循环打印x的值，当x的值为3时使用break语句跳出循环。因此打印结果中并没有出现“x=4”。需要注意的是，break语句不能用于循环语句和switch语句之外的任何其他语句。

2、continue语句

在循环语句中，如果希望立即终止本次循环，并执行下一次循环，此时就需要使用continue语句。求1~100之内的奇数之和就可以使用continue语句来实现，如例3-13所示。

例3-13

1 #include 2 void main() 3 { 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 }

int sum = 0; //定义变量sum，用于记住和 for (int i = 1; i <= 100; i++) { }

printf(\

if (i % 2 == 0) //如果i是一个偶数，执行if语句中的代码 { }

sum += i; //实现sum和i的累加

continue; //结束本次循环

运行结果如图3-27所示。

图3-27 运行结果

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例3-13使用for循环让变量i的值在1~100之间循环，在循环过程中，当i的值为偶数时，将执行continue语句结束本次循环，进入下一次循环。当i的值为奇数时，sum和i进行累加，最终得到1~100之间所有奇数的和，打印“sum = 2500”。注意：break与continue的区别

? break终止当前循环，执行循环体外的第一条语句；而continue是终止本次循环，继续执行

下一次循环。

? break语句可以用于switch语句，而continue不可以。 3、goto语句

当break语句出现在嵌套循环中的内层循环时，它只能跳出内层循环，如果想要跳出外层循环则需要对外层循环添加标记，然后使用goto语句。通过一个案例来演示如何使用goto语句，如例3-14所示。

例3-14

1 #include 2 #include 3 int main() 4 { 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

int i, j; //定义两个循环变量 for (i = 1; i <= 9; i++) //外层循环 { }

for (j = 1; j <= i; j++) //内层循环 { }

printf(\换行

if (i > 4) //判断i的值是否大于4 { }

printf(\输出*

goto end; //跳至标识为end的语句

18 end: system(\让运行结果界面暂停,system()包含在stdlib.h头文件中 19 return 0; 20 }

运行结果如图3-28所示。

图3-28 运行结果

例3-14中，在system()语句前面增加了标记“end”。当i>4时，使用“goto end;”语句跳出外层循环。因此程序只打印了4行“*”。

需要注意的是，结构化程序设计方法主张限制使用goto语句，goto语句可以跳转到指定的任意语句，滥用该语句将使程序流程无规律、可读性差。

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3.6 进阶案例（一）——打印水仙花数

学完了C语言程序设计的流程，接下来通过一个打印水仙花数的案例来加深对C语言流程控制程序的理解。所谓的水仙花数是指一个n位数（n ≥ 3），它的每个位上的数字n次幂之和等于本身。例如，3位数153是水仙花，各位数字的立方和13+53+33=153。

例3-15

1 #include 2 void main() 3 {

4 int num; 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 }

int a, b, c;

for (num = 100; num < 1000; num++) { }

a = num % 10; //num的个位数字 b = num / 10 % 10; //num的十位数字 c = num / 100; //num的百位数字

if (num == (a*a*a + b*b*b + c*c*c))

printf(\

运行结果如图3-29所示。

图3-29 运行结果

例3-15中，水仙花数是一个三位数，所以要遍历100-1000之间的数，要求这个三位数的每个数字的立方和，则先要求出其每个位上的数字，第7、8、9行代码分别求出了其个、十、百位上的数字，第11行代码判断三个数字的立方和是否与原来的数相等，相等则打印，不相等则进行下一次循环。

3.7 进阶案例（二）——查找100以内的素数

打印完水仙花后，接下来紧追一步打印出1-100之间的所有素数。所谓素数，是只能被1和它本身整除的数。代码示例如例3-16所示。

例3-16

1 void main() 2 { 3 4

int num = 2; //num从2开始 int i, j = 1;

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5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 19 20 21 22 24

}

if (count % 5 == 0) //每5个换一行

printf(\

if (num == i) //如果跳出内层循环后，num == i成立，即2-num之间的数都不能整除num {

printf(\则num就是一个素数，就打印出来

while (num < 100) //遍历1-100之间的数 {

for (i = 2; i < num; i++) //用2-num之间的所有数去除num { }

if (num % i == 0) //如果模等于0，也就是能被整除 { }

break; //就跳出这层循环，执行num++

18 count++; //记录素数的个数

23 num++; //num++不要忘记

25 printf(\之间的素数一共有%d个\\n\ 26 27 }

system(\让运行结果界面暂停

运行结果如图3-30所示。

图3-30 运行结果

如图3-41所示，1-100之间一共有25个素数。素数只能被1和它本身整除，则在求素数时，要用num与2-num之间的所有数相除，如果没有能整除num的数，则num就是一个素数。

例3-15与例3-16中结合了循环、选择语句之间的嵌套。关于这几种结构语句的使用，读者要多加练习，熟练掌握。

3.8 本章小结

本章首先讲解了程序的运行流程图，然后讲解了C语言中最基本的三种流程控制语句，包括顺序结构语句、选择结构语句和循环语句。通过本章的学习，读者应该能够熟练的运用if判断语句、switch判断语句、while循环语句、do-while循环语句以及for循环语句。掌握本章的内容就能够编写逻辑比较复杂的C语言程序并且有助于后面章节的学习。

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在学习本章知识的过程中，初学者可能会遇到各种各样的问题，例如“if语句怎么嵌套”、“switch语句和循环语句怎么跳出”、“如何调试程序”等。针对上述问题初学者可以扫描右侧二维码关注问答精灵，让问答精灵帮你解决学习中的困难。

3.9 习题

一、填空题 1、通常情况下使用______语句来跳出当前循环。

2、程序中的语句由上往下依次执行的是______结构语句。

3、for关键字后面()中包括了三部分内容，分别是初始化表达式、______和操作表达式 4、if条件语句分为三种语法格式，分别是______、______和______。 5、假设int x = 2，三元表达式 x>0?x+1:5 的运算结果是______。二、判断题

1、程序的运行流程图中，处理框用平行四边形来表示。 2、break语句只能用于循环语句中。

3、do…while循环语句中的循环体至少会执行一次。 4、while循环中不能再定义另一个循环。

5、switch条件语句中，default语句可用于处理和前面的case都不匹配的值。三、选择题

1、以下选项中，哪个不属于switch语句的关键字?

A、break B、case C、for D、default 2、下列语句哪些属于循环语句?（多选）

A、for语句 B、if语句 C、while语句 D、switch语句 3、以下选项中哪些描述是正确的?（多选）