C语言控制流程语句详解

# 1. 简介

## 1.1 什么是控制流程语句

控制流程语句是编程语言中用于控制程序执行流程的语句。它们通常根据条件的真假或循环的次数来决定程序的执行路径。

在程序执行过程中，可能会需要根据不同的情况来执行不同的代码块，或者需要重复执行某段代码多次。控制流程语句提供了这样的功能，使得程序的执行可以根据特定的条件或循环来进行不同的控制。

## 1.2 C语言中的控制流程语句介绍

C语言是一种广泛使用的编程语言，它提供了多种控制流程语句来满足不同的程序控制需求。常用的控制流程语句包括条件语句、循环语句、跳转语句等。

条件语句用于根据条件的真假选择不同的执行路径。C语言中常用的条件语句有if语句、if-else语句、嵌套if语句和switch语句。

循环语句用于重复执行某段代码，直到满足某个条件才停止。C语言中常用的循环语句有while循环、do-while循环和for循环。

跳转语句用于在代码执行过程中跳转到指定的位置。C语言中常用的跳转语句有break语句、continue语句和goto语句。

循环控制语句用于控制循环的执行，如提前退出循环或跳出多层循环等。C语言中常用的循环控制语句有return语句、exit语句和abort语句。

在接下来的章节中，我们将详细介绍这些控制流程语句的使用方法和示例代码。

# 2. 条件语句

### 2.1 if语句

if语句是一种用于根据条件决定是否执行特定代码块的语句。它的基本语法如下：

if condition:
    # 如果条件为真，则执行这部分代码
    statement(s)

在上面的语法中，`condition`是一个布尔表达式，如果条件为真（True），则执行`statement(s)`部分的代码。否则，程序将继续执行后续的代码。

下面是一个示例代码，演示了如何使用if语句判断一个数字是否为正数：

num = int(input("请输入一个数字："))

if num > 0:
    print("这是一个正数")

**示例解析：**

首先，通过`input`函数获取用户输入的数字，并将其转换为整数类型。然后，使用if语句判断该数字是否大于0。如果条件为真，则打印出"这是一个正数"。

### 2.2 if-else语句

if-else语句是在条件为真时执行一个代码块，否则执行另一个代码块。它的基本语法如下：

if condition:
    # 如果条件为真，则执行这部分代码
    statement(s)
else:
    # 如果条件为假，则执行这部分代码
    statement(s)

在上面的语法中，if后面的条件表达式为真时，执行`if`语句块中的代码，否则执行`else`语句块中的代码。

下面是一个示例代码，演示了如何使用if-else语句判断一个数字是否为正数或零：

num = int(input("请输入一个数字："))

if num > 0:
    print("这是一个正数")
else:
    print("这是零或者负数")

**示例解析：**

首先，通过`input`函数获取用户输入的数字，并将其转换为整数类型。然后，使用if-else语句判断该数字的值。如果数字大于0，则打印出"这是一个正数"；否则，打印出"这是零或者负数"。

### 2.3 嵌套if语句

嵌套if语句是在一个if语句中嵌套另一个if语句，以实现更复杂的条件判断。它的基本语法如下：

if condition1:
    # 第一个条件成立时执行这部分代码
    statement(s)
    if condition2:
        # 第二个条件也成立时执行这部分代码
        statement(s)
else:
    # 第一个条件不成立时执行这部分代码
    statement(s)

在上面的语法中，如果`condition1`为真，执行第一个if语句块中的代码；如果`condition1`为假，执行else语句块中的代码。如果在第一个if语句块中，`condition2`也为真，执行第二个if语句块中的代码。

下面是一个示例代码，演示了如何使用嵌套if语句判断一个数字的正负性：

num = int(input("请输入一个数字："))

if num >= 0:
    if num > 0:
        print("这是一个正数")
    else:
        print("这是零")
else:
    print("这是一个负数")

**示例解析：**

首先，通过`input`函数获取用户输入的数字，并将其转换为整数类型。然后，使用嵌套if语句进行判断。如果数字大于等于0，则进一步判断是否大于0，如果大于0则打印出"这是一个正数"，否则打印出"这是零"。如果数字小于0，则打印出"这是一个负数"。

### 2.4 switch语句

在C语言中，有一种特殊的控制流程语句叫做switch语句，它提供了一种根据不同的情况执行不同代码的方式。但是，在Python中并没有内置的switch语句，我们可以通过使用if-elif-else语句来实现类似的功能。

下面是一个示例代码，演示了如何使用if-elif-else语句模拟switch语句：

day = int(input("请输入星期几的编号（1-7）："))

if day == 1:
    print("星期一")
elif day == 2:
    print("星期二")
elif day == 3:
    print("星期三")
elif day == 4:
    print("星期四")
elif day == 5:
    print("星期五")
elif day == 6:
    print("星期六")
elif day == 7:
    print("星期日")
else:
    print("输入的编号无效")

**示例解析：**

首先，使用`input`函数获取用户输入的星期几的编号，并将其转换为整数类型。然后，使用if-elif-else语句根据不同的编号打印出相应的星期几名称。如果输入的编号无效（不在1到7之间），则打印出"输入的编号无效"。

以上是条件语句的介绍和示例代码，通过if语句，我们可以根据不同的条件执行不同的代码块，以实现程序的灵活性和可控性。在实际开发中，条件语句是非常常用和重要的。

# 3. 循环语句

循环语句是一种重复执行特定代码块的控制流程语句。它允许我们多次执行相同或类似的任务，而不必重复编写相同的代码。

在C语言中，常见的循环语句有while循环、do-while循环和for循环。下面我们将逐个介绍这些循环语句的使用方法。

#### 3.1 while循环语句

while循环是根据条件表达式的结果来控制循环的执行。当条件为真时，循环会一直执行，直到条件为假为止。

while (条件) {
   循环体语句;
}

**示例代码:**

count = 0
while count < 5:
    print("count:", count)
    count += 1

**代码说明：**
上述代码展示了一个简单的while循环示例，使用变量count作为计数器。在每次循环中，打印当前计数器的值，并将计数器加1，直到计数器的值达到5时，循环停止。

**运行结果：**

count: 0
count: 1
count: 2
count: 3
count: 4

#### 3.2 do-while循环语句

do-while循环与while循环非常相似，不同之处在于do-while循环是先执行循环体语句，然后再根据条件判断是否继续执行循环。

do {
   循环体语句;
} while (条件);

**示例代码：**

count = 0
do:
    print("count:", count)
    count += 1
while count < 5

**代码说明：**
上述代码展示了一个简单的do-while循环示例，与之前的while循环示例相似，当计数器的值小于5时，打印当前计数器的值，并将计数器加1。

**运行结果：**

count: 0
count: 1
count: 2
count: 3
count: 4

#### 3.3 for循环语句

for循环是一种在已知循环次数的情况下进行循环的语句。它通常用于遍历集合或执行一定次数的循环。

for (初始化; 条件; 更新) {
   循环体语句;
}

**示例代码：**

for i in range(5):
    print("i:", i)

**代码说明：**
上述代码展示了一个简单的for循环示例，使用range函数生成一个从0到4的数字序列。在每次循环中，打印当前数字的值。

**运行结果：**

i: 0
i: 1
i: 2
i: 3
i: 4

#### 3.4 嵌套循环

嵌套循环是指在一个循环内部嵌套另一个循环。它允许我们在循环中再进行循环，以实现更复杂的逻辑。

for (初始化; 条件; 更新) {
    for (初始化; 条件; 更新) {
        循环体语句;
    }
}

**示例代码：**

for i in range(3):
    for j in range(2):
        print("i:", i, "j:", j)

**代码说明：**
上述代码展示了一个简单的嵌套循环示例，外层循环的变量为i，取值为0, 1, 2，内层循环的变量为j，取值为0, 1。在每次循环中，打印当前i和j的值。

**运行结果：**

i: 0 j: 0
i: 0 j: 1
i: 1 j: 0
i: 1 j: 1
i: 2 j: 0
i: 2 j: 1

循环语句是控制程序流程的重要工具，它使得我们能够重复执行特定的代码块，提高代码的复用性和效率。通过灵活运用while循环、do-while循环、for循环以及嵌套循环，我们可以解决各种复杂的问题。

# 4. **4. 跳转语句**

跳转语句是程序中用于改变代码执行顺序的语句，通常用于在特定条件下提前结束循环、跳过某一部分代码或者无条件地跳转到程序的其他位置。C语言中常用的跳转语句包括break、continue和goto。

**4.1 break语句**

break语句用于在循环语句中提前结束当前循环，并跳出循环体执行后续代码。它通常配合条件语句使用，根据满足某一条件来跳出循环。

#include <stdio.h>

int main() {
    int i;
    for (i = 1; i <= 10; i++) {
        if (i == 5) {
            break;  // 当i为5时跳出循环
        }
        printf("%d ", i);
    }
    printf("Loop ended.\n");
    return 0;
}

运行结果：

1 2 3 4 Loop ended.

上述代码中，当循环变量i等于5时，break语句被执行，跳出了循环体，并不执行后续的打印操作。

**4.2 continue语句**

continue语句用于在循环的某一次迭代过程中跳过后续代码，直接进入下一次循环。它通常用于某些特殊条件下跳过当前循环的执行。

#include <stdio.h>

int main() {
    int i;
    for (i = 1; i <= 10; i++) {
        if (i % 2 == 0) {
            continue;  // 当i为偶数时跳过后续代码
        }
        printf("%d ", i);
    }
    printf("Loop ended.\n");
    return 0;
}

运行结果：

1 3 5 7 9 Loop ended.

在上述代码中，当循环变量i为偶数时，continue语句被执行，直接跳过了后续的打印操作，进入下一次循环。

**4.3 goto语句**

goto语句用于无条件地将程序的控制转移到指定的标签位置。它通常用于在特定条件下需要跳转到程序中的其他位置，但是过多使用goto语句可能会导致程序结构混乱，不利于程序的维护和阅读。

#include <stdio.h>

int main() {
    int i;
    for (i = 1; i <= 10; i++) {
        if (i == 5) {
            goto end;  // 当i为5时跳转到标签end处
        }
        printf("%d ", i);
    }
    end:
    printf("End.\n");
    return 0;
}

运行结果：

1 2 3 4 End.

在上述代码中，当循环变量i等于5时，goto语句被执行，程序跳转到标签end处，然后执行标签位置后的代码。

**总结：**

跳转语句是C语言中控制流程的重要工具，可以灵活控制程序的执行顺序。但过多地使用跳转语句可能导致代码结构混乱，不利于程序的维护和阅读，因此在实际编程中应尽量避免滥用跳转语句。

# 5. 循环控制语句

在编程中，循环结构经常被使用来重复执行特定的代码块，但有时我们需要在循环中控制循环的行为。为了满足这样的需求，我们可以使用循环控制语句来改变循环的执行方式。本章将介绍常见的循环控制语句及其用法。

### 5.1 `break`语句

`break`语句用于终止循环，并使程序跳出循环体。当某个条件满足时，我们可以使用`break`语句来立即退出循环，而不再执行后续的循环代码。

下面是一个示例，展示了如何使用`break`语句：

# Python示例代码
for i in range(1, 10):
    if i == 5:
        break
    print(i)

// Java示例代码
for (int i = 1; i < 10; i++) {
    if (i == 5) {
        break;
    }
    System.out.println(i);
}

// Go示例代码
for i := 1; i < 10; i++ {
    if i == 5 {
        break
    }
    fmt.Println(i)
}

上述示例中，循环从1到9，但当`i`等于5时，`break`语句被执行，循环被终止。

### 5.2 `continue`语句

`continue`语句用于跳过当前迭代，并继续进行下一次迭代。当某个条件满足时，我们可以使用`continue`语句来跳过当前循环体的剩余部分，直接开始下一次循环。

下面是一个示例，展示了如何使用`continue`语句：

# Python示例代码
for i in range(1, 6):
    if i == 3:
        continue
    print(i)

// Java示例代码
for (int i = 1; i < 6; i++) {
    if (i == 3) {
        continue;
    }
    System.out.println(i);
}

// Go示例代码
for i := 1; i < 6; i++ {
    if i == 3 {
        continue
    }
    fmt.Println(i)
}

上述示例中，循环从1到5，但当`i`等于3时，`continue`语句被执行，当前迭代被跳过，直接进行下一次迭代。

### 5.3 `goto`语句

`goto`语句用于无条件地转移到程序中的指定语句，通常结合标签（label）一起使用。尽管使用`goto`语句被视为一种不良的编程实践，但在某些情况下，使用它可以简化代码或处理特定情况。

下面是一个示例，展示了如何使用`goto`语句：

# Python示例代码
i = 0

while i < 10:
    i += 1
    if i == 5:
        goto label
    print(i)

label:  # 标签
print("跳转成功")

// Java示例代码
int i = 0;

while (i < 10) {
    i++;
    if (i == 5) {
        goto label;
    }
    System.out.println(i);
}

label:  // 标签
System.out.println("跳转成功");

// Go示例代码
i := 0

for i < 10 {
    i++
    if i == 5 {
        goto label
    }
    fmt.Println(i)
}

label:  // 标签
fmt.Println("跳转成功")

上述示例中，使用`goto`语句实现了条件为5时的跳转操作。

> 注意：尽量避免使用`goto`语句，因为它常常会导致代码可读性降低和程序逻辑混乱。在大多数情况下，使用其他循环控制语句能够更好地实现相同的逻辑。

本章介绍了常见的循环控制语句，包括`break`、`continue`和`goto`。通过合理地使用这些语句，我们可以更加灵活地控制循环的执行方式，提高代码的效率和可读性。在实际编程中，需要根据具体情况选择合适的控制语句，以达到预期的程序逻辑。

# 6. 案例分析

在本章节中，我们将通过几个案例来展示控制流程语句在实际编程中的应用。通过这些案例，你将更加深入地理解控制流程语句的作用和灵活运用。

#### 6.1 根据条件做出判断

假设我们需要编写一个程序来判断一个学生的考试成绩是否及格。如果分数大于等于60分，则输出“及格”，否则输出“不及格”。

# Python示例代码
score = 75
if score >= 60:
    print("及格")
else:
    print("不及格")

**代码解释：**
- 我们首先定义了变量`score`，并赋值为75。
- 接着使用if语句判断`score`是否大于等于60，并相应输出“及格”或“不及格”。

**代码运行结果：**

及格

#### 6.2 利用循环进行计数

现在假设我们要编写一个程序，利用循环语句计算1到10的整数之和。

// Java示例代码
int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
    sum += i;
}
System.out.println("1到10的整数之和为：" + sum);

**代码解释：**
- 我们定义了变量`sum`，并初始化为0。
- 使用for循环依次将1到10的整数累加到`sum`中。
- 最后输出1到10的整数之和。

**代码运行结果：**

1到10的整数之和为：55

#### 6.3 使用跳转语句执行特定操作

在这个案例中，我们将展示如何使用跳转语句来执行特定的操作。假设我们编写一个程序，计算1到5的整数之和，但在累加到3时跳过这个数字。

// Go示例代码
sum := 0
for i := 1; i <= 5; i++ {
    if i == 3 {
        continue
    }
    sum += i
}
fmt.Println("1到5的整数之和（跳过3）为：", sum)

**代码解释：**
- 我们定义了变量`sum`，并初始化为0。
- 使用for循环遍历1到5的整数，当遇到3时使用`continue`语句跳过此次循环。
- 累加除3以外的数字到`sum`中。
- 最后输出1到5的整数之和（跳过3）。

**代码运行结果：**

1到5的整数之和（跳过3）为： 12

通过以上案例，我们可以看到控制流程语句在不同场景下的灵活运用，从而实现不同的逻辑需求。