详解C语言中for循环与while循环的用法

目录

• 一、单层for循环
• 二、for循环与if选择的嵌套
• 三、多层for循环的嵌套
• 四、while循环
• 五、总结

一、单层for循环

引例：C语言实现求1到10的和（用for循环实现）

#include <stdio.h>

int main()
{
	int i, sum = 0;

	for (i = 1; i <= 10; i++)
		sum = sum + i;

	printf("sum = %d\n", sum);

	return 0;
}

单层for循环执行的顺序：

第一次循环先执行语句①，执行完语句①执行语句②，如果语句②成立则执行语句④，执行完语句④执行语句③，执行完语句③标志着第一次循环结束；第二次循环先执行语句②，如果语句②成立则执行语句④，执行完语句④执行语句③，执行完语句③标志着第二次循环执行结束，随后循环中语句的执行顺序与第二次循环一致。如果在循环过程中语句②不成立，则整个循环就结束了。直到整个循环结束后才会执行语句⑤，因为，for语句与if语句所能控制的范围相同，只能控制其接下来的第一条语句，言下之意是，语句⑤并不在for循环的内部。需要注意的是，语句①仅在第一次循环中执行，在其它循环过程中不执行。换句话说，语句①只会在整个循环过程中执行一次。语句①的作用其实是给变量进行初始化，所以它仅参与了第一次循环。还有值得注意的是，初学时容易在for (①; ②; ③)后加分号，这个情况我已经在《C语言if语句中常见的问题》这篇文章中的空语句问题中详细叙述了其中的道理，并且在for语句中依然适用，有兴趣的话可以一看。

练习

C语言实现求1到10中奇数的和

#include <stdio.h>

int main()
{
	int i, sum = 0;

	for (i = 1; i <= 10; i = i +2)
		sum = sum + i;

	printf("sum = %d\n", sum);

	return 0;
}

C语言实现求1+1/2+1/3+…+1/99+1/100

初学时的错误代码：

#include <stdio.h>

int main()
{
	int i;
	float sum = 0; // 考虑到和是小数，所以定义sum为float类型

	for (i = 1; i <= 100; i++)
		sum = sum + 1/i;

	printf("sum = %f\n", sum); // float类型的变量用%f输出

	return 0;
}

错误原因：没有考虑到1/i的数据类型。在C语言中，整型除以整型得到的结果只有整数位。例如，16/3 = 5。上述程序中i是整型变量，所以1/i也是整型，故从i大于等于2时，1/i的值永远为0。

因此需要将1/i的值想办法变为浮点数才可以实现想要的功能。C语言规定，只要被除数与除数其中的一个为浮点数，则商为浮点数。故解决的办法有两种，第一种是将1/i写为1.0/i，第二种是将整型变量i强制类型转化为float类型，正确的代码如下：

#include <stdio.h>

int main()
{
	int i;
	float sum = 0;

	for (i = 1; i <= 100; i++)
		sum = sum + 1.0/i;// 或 sum = sum + 1/(float)(i);

	printf("sum = %f\n", sum);

	return 0;
}

思考1：如果将上述代码中的sum = sum + 1/(float)(i);改为sum = sum + (float)(1/i);后能否正确输出sum的值？

思考2：能否将i直接定义为浮点型变量？

答案是不能，因为浮点型数据是以IEEE754标准来存储的，但IEEE754标准无法确保精确存储每一个浮点数，例如，6.234在存储过程中很可能存的不是6.234而是6.23399999，这是IEEE754标准的缺陷。所以即便在该程序中将i定义为浮点型变量后输出的结果是正确的，也不能确保在其他程序中依然正确，因为i不一定是准确的数字。需要注意的是，我们一般不会把循环中不断发生更新的变量定义为浮点型变量，因为浮点型数据存储过程属于非精确存储。

二、for循环与if选择的嵌套

引例：C语言实现求1到100之间所有可以被3整除的数字之和

#include <stdio.h>

int main()
{
	int i, sum = 0;

	for (i = 1; i <= 100; i++)
	{
		if (i % 3 == 0)
			sum = sum + i;
	}

	printf("sum = %d\n", sum);

	return 0;
}

思考：下面的程序输出结果是什么？

#include <stdio.h>

int main()
{
	int i, sum = 0;

	for (i = 1; i <= 12; i++)
	{
		if (i % 3 == 0)
			sum = sum + i;
		printf("sum = %d\n", sum);
	}

	return 0;
}

练习（以下题目均要求使用for循环和if选择的嵌套来完成）

编写C语言程序求1到100之间的奇数之和

#include <stdio.h>

int main()
{
	int i;
	int sum = 0;

	for (i = 1; i <= 100; i++)
	{
		if (i % 2 == 1)
			sum += i;
	}

	printf("奇数之和为%d\n", sum);

	return 0;
}

编写C语言程序求1到100之间的奇数的个数

#include <stdio.h>

int main()
{
	int i;
	int count = 0;

	for (i = 1; i <= 100; i++)
	{
		if (i % 2 == 1)
			count++;
	}

	printf("个数为%d\n", count);

	return 0;
}

编写C语言程序求1到100之间的奇数的平均值

#include <stdio.h>

int main()
{
	int i;
	int count = 0;
	int sum = 0;
	float average; // 考虑到平均值可能带有小数位，所以将平均值定义为float类型

	for (i = 1; i <= 100; i++)
	{
		if (i % 2 == 1)
		{
			count++;
			sum += i;
		}
	}

	average = 1.0 * sum / count; //也可以运用强制类型转换写成average = (float)(sum)/count;
	printf("平均数为%f\n", average);

	return 0;
}

编写C语言程序求1到100之间的奇数之和与1到100之间的偶数之和

#include <stdio.h>

int main()
{
	int i;
	int sum1 = 0; // 奇数和
	int sum2 = 0; // 偶数和

	for (i = 1; i <= 100; i++)
	{
		if (i % 2 == 1)
			sum1 += i;
		else
			sum2 += i;
	}

	printf("奇数之和为%d，偶数之和为%d\n", sum1, sum2);

	return 0;
}

三、多层for循环的嵌套

多层for循环执行的顺序：

第一次循环先执行语句①，执行完语句①执行语句②，如果语句②成立则跳入内部循环执行语句④，执行完语句④执行语句⑤，如果语句⑤成立则执行语句⑦，执行完语句⑦执行语句⑥，执行完语句⑥执行语句⑤，如果如果语句⑤不成立，则标志着内部循环执行完毕，接下来跳出内部循环执行语句③，执行完语句③标志着第一次整个循环结束；第二次循环先执行语句②，如果语句②成立，则再次跳入内部循环执行语句④，以此类推；如果语句②不成立，整个循环就结束了。由于⑧不属于任何一个for循环内部的语句，所以要在整个循环执行完毕后才会执行语句⑧。

换个方式：

因为for语句与if语句所能控制的范围相同，只能控制其接下来的第一条语句，所以语句⑦属于内部for循环，而语句⑦与内部的for循环语句构成的语句整体是一个语句，也就是上图中的绿色方框部分，这个整体语句又是外层for循环内部的第一个语句，所以，外层for循环所控制的语句就是绿色方框部分，而外层for循环完整的结构就是上图中的橙色方框部分。所以按照for循环的大体执行顺序，首先会执行语句①，执行完语句①执行语句②，如果语句②成立则会执行绿色方框部分，绿色方框部分是单层for循环，所以执行过程按照单层for循环的执行循序执行，当内部的绿色方框部分执行完毕后，则会执行语句③，语句③执行完标志着整体一次循环结束，下一次循环又从判断语句②是否成立开始，如果成立，则执行绿色方框部分；如果不成立，则整个循环结束。整个循环结束后才会执行语句⑧，因为语句⑧并不属于这两层for循环中的任何一层。

思考1：下面的for循环的执行顺序是什么样的？

思考2：下面的for循环的执行顺序是什么样的？

思考3：下面的for循环的执行顺序是什么样的？

思考4：下面的程序输出结果是什么？

#include <stdio.h>

int main()
{
	int i, j;

	for (i = 0; i <3; i++)
		for (j = 2; j < 5; j++)
			printf("AAAA\n");
		printf("BBBB\n");

	return 0;
}

思考5：下面的程序输出结果是什么？

#include <stdio.h>

int main()
{
	int i, j;

	for (i = 0; i <3; i++)
		printf("AAAA\n");
		for (j = 2; j < 5; j++)
			printf("BBBB\n");
		printf("CCCC\n");

	return 0;
}

思考6：下面的程序输出结果是什么？

#include <stdio.h>

int main()
{
	int i, j;

	for (i = 0; i <3; i++)
	{
		printf("AAAA\n");
		for (j = 2; j < 5; j++)
			printf("BBBB\n");
		printf("CCCC\n");
	}

	return 0;
}

四、while循环

引例：C语言实现求1到10的和（用while循环实现）

#include <stdio.h>

int main()
{
	int i, sum = 0;

	i = 1;
	while (i <= 10)
	{
		sum += i;
		i++;
	}

	printf("sum = %d\n", sum);

	return 0;
}

对比：C语言实现求1到10的和（用for循环实现）

#include <stdio.h>

int main()
{
	int i, sum = 0;

	for (i = 1; i <= 10; i++)
		sum = sum + i;

	printf("sum = %d\n", sum);

	return 0;
}

while循环与for循环的相互转换：

从上述两个程序可知，while循环和for循环可以进行互相转换，言下之意是，所有能用for循环实现的功能，就可以用while循环实现，反之同理。但是，while循环和for循环在写法上有一定的差别。

五、总结

循环结构在学习编程中起到至关重要的作用，几乎每个有用的程序中都有循环结构的身影，循环结构是我们以后编程中的重中之重，掌握其执行顺序是理解程序的不二法门.

以上就是详解C语言中for循环与while循环的用法的详细内容，更多关于C语言 for while循环的资料请关注我们其它相关文章！