C語言循環結構

注意，請認真學習完《C程序設計（第五版）》第五章後再閱讀本文會有更大的收獲。

通過之前的學習我們知道程序所處理的是數據，而日常的數據都存儲在數據庫裡，一般它們有着相同的數據結構，在批量處理這些數據的時候通常就會使用循環控制語句。對于輸入數據類型和結構一緻、處理邏輯一緻的程序一般都可以采用循環控制語句來實現，不僅簡化了代碼結構，還使得後續代碼擴展和維護更方便。

書本上講了while和do...while兩種循環結構，通過了解其特性得知其主要差别在于do...while不管條件滿足與否都會先執行一次循環體，所以，在日後的使用中不推薦使用do...while循環，因為常規的邏輯基本上都是隻有滿足條件才去執行，即使遇到可以使用do...while的情形，我們也用while去代替它以使整個項目的代碼風格保持一緻。

for循環

書本最開始舉例求和就向我們展示了for循環，這次終于見識了廬山真面目。在使用過程中我們不要省略掉任何一個表達式，一味地追求簡潔反而會“适得其反”。

不僅僅是循環之間可以互相嵌套，我們上一課學習的if語句也可以參與進來和while、for等一起形成複雜的多重嵌套程序，一般在循環體内常用if語句去做判斷處理。

嵌套循環

常規跳出

這裡指的是代碼執行循環體直到不能滿足循環條件的時候，程序會自動跳出循環，比如我們求1~100的和，當數字自增到101的時候會自然跳出循環。

手動跳出

在循環體處理數據時有差别對待，或者循環體執行過程中産生了不符合預期的結果，這時候我們要手動跳出循環——coutinue或者break。

情形1，在處理數據1~100的循環體中，要求對偶數進行一些計算，而忽略奇數。那我們判斷當前數是奇數的時候就可以用continue來跳出當前的循環而繼續進行下一次循環。

情形2，在處理數據1~100的循環體中，要求找出5個可以被3整除的數字即可。那當我們找到第五個滿足條件的數字之後就不用再執行下去了，此時用break來跳出整個循環。

如果一個循環控制程序裡不設置終止條件，或者循環體有問題導緻不能觸發跳出循環的語句，這時候就是我們通常說的“死循環”。

我們在編程的過程中要避免死循環的出現，除非是寫那些需要一直運行着的腳本程序。

輸入兩個正整數m和n，求其最大公約數和最小公倍數。

這是一道數學題，先搞清楚兩個及其以上正整數最大公約數和最小公倍數的定義，然後再來想清楚算法去解題。

最大公約數：從m和n中取出任意一個數字比如m，然後從1開始找m的約數x，如果x也是n的約數則x就是m和n的公約數；直到循環數自增到m，整個循環過程中找出符合條件的公約數會越來越大，那麼最後一次賦值給x的公約數則為最大公約數（因為每次賦值會覆蓋上一次的公約數的值）。這裡無論m和n誰大誰小都不會影響程序的結果，如果提前判斷大小關系，從小數來找公約數會減少循環次數，感興趣的同學可以自己改進程序。

最小公倍數：先找到m和n中的最小數，然後從1開始相乘找最小數的倍數，一旦同時能被m和n整除，那麼這個數就是m和n的最小公倍數。

void fun4() { int m, n; printf("輸入兩個正整數：\n"); scanf_s("%d%d", &m, &n); int x = 1; for (int i = 1; i <= m; i ) { if (m % i == 0 && n % i == 0) { x = i; } } printf("最大公約數是：%d\n", x); int min = m < n ? m : n; int i = 1; while (1) { int num = min * i; if (num % m == 0 && num % n == 0) { printf("最小公倍數是：%d\n", num); break; } i ; } }

PS：找最大公約數還有一種算法：先找到m和n之中的最小數，然後從大到小循環這個最小數去找公約數，找到的第一個公約數就是最大公約數，這個算法感興趣的去嘗試一下吧~

找最小公倍數也可以用另外一種算法：先找到m和n之中的最大數，然後讓最大數自增加，注意不是相乘，這樣去判斷能否都被m和n整除，一旦符合條件即可得到最小公倍數。

求之值，其中a是一個數字，n表示a的位數，n由鍵盤輸入。例如：2 22 222 2222 22222 （此時n=5）

這道題的思路分為二：一是循環構建n個數，二是每個數再循環生成，要用到嵌套循環。構建數字的算法是解題核心，參考下面代碼：

void fun5() { int a = 3, n; printf("輸入n：\n"); scanf_s("%d", &n); int sum = 0; for (int i = 1; i <= n; i ) { int num = 0; for (int j = 1; j <= i; j ) { num = a * pow(10, j - 1); } printf("%d\t", num); sum = num; } printf("\n"); printf("sum is %d\n", sum); }

本題和“水仙花數”有相似之處，可以用三層循環構造三位數去判斷是否符合“水仙花數”。

PS：代碼裡用到pow()函數要在文件開頭包含math.h頭文件：#include <math.h>。

一個數如果恰好等于它的各個因子之和，這個數就稱為“完數”。例如，6的因子為1,2,3，而6=1 2 3，因此6是“完數”。編程找出1000之内的所有完數，并按下面的格式輸出其因子：

6 its factors are 1,2,3

這個題目還是要用循環嵌套來解，先循環1000以内數字，然後再循環分解每個數字的因子，參考如下：

void fun9() { for (int num = 1; num < 1000; num ) { int tmp_sum = 0; for (int i = 1; i < num; i ) { if (num % i == 0) { tmp_sum = i; } } if (num == tmp_sum) { printf("%d 是完數\n", num); } } }

PS：本示例代碼并沒有輸出各個因子，在判斷是完數之後再重複上面的那個循環去輸出因子，同學們自己練習吧~

猴子吃桃問題：猴子第一天摘下若幹個桃子，當即吃了一半，還不過瘾，又多吃了一個。第二天早上又将第一天剩下的桃子吃掉一半，又多吃了一個。以後每天早上都吃了前一天剩下的一半零一個。到第 10 天早上想再吃時，發現隻剩下一個桃子了。編寫程序求猴子第一天摘了多少個桃子。

又是數學問題。本題的關鍵是算清楚一個公式，前一天的桃子數記為before，後一天的桃子數記為after，根據題目得到after = before / 2 - 1，進而推導出 before = (after 1) * 2，這樣我們從最後一天開始往前推導就得出了第一天的桃子數量了，代碼參考：

void fun12() { int before, after = 1, days = 10; for (int i = 1; i < days; i ) { before = 2 * (after 1); after = before; printf("第%d天的桃子數：%d\n", days - i, before); } printf("總共桃子個數：%d\n", before); }

初學者對循環體可能有下面幾個迷惑點：

1. 初始、終止條件設置
2. 自增變量控制
3. 跳出循環的時機

很多人一開始會糾結從0開始還是從1開始，在99終止還是在100終止這兩點，其實隻要你寫代碼去運行看結果，多改幾遍代碼看看不同的條件對應什麼結果，自然就能熟練掌握了。跳出循環的時機主要看算法的設計是怎樣的，不同的題目有多重算法，解題的時候也要多去嘗試，多鍛煉自己的解題思路，為今後學習算法做好鋪墊。

強調一點，由于初學者沒有實際的項目經驗，所以書本上的練習題幾乎都是以數學題的形式出現，這個就考驗我們的數學功底了，這點在之前的文章中有提過。

學完if語句和本節課的循環語句，就可以寫出來很多程序了，大家有空多多練習吧，現階段還是算法到編程轉換的關鍵時期，趁機會多鍛煉自己的編程思維~

一起學《C程序設計》第四課——if語句、switch語句及實戰練習

一起學《C程序設計》第三課——數據結構、運算符、表達式和語句

一起學《C程序設計》第二課——算法

一起學《C程序設計》第一課——C語言概述和學習前的準備、意識

C程序設計（譚浩強）——第五版和第三版對比

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