C語言自學攻略-條件控制與迴圈控制

條件控制

if-else

功能：根據條件的真假，執行不同的程式碼塊。

範例:

#include <stdio.h>

int main() {
    int x = 10;

    if (x > 5) {
        printf("x 大於 5\n");
    } else if (x == 5) {
        printf("x 等於 5\n");
    } else {
        printf("x 小於 5\n");
    }

    return 0;
}

• 上面的程式碼中，if會先進行(x > 5)的判斷，如果False，會進行後續的else if判斷，並且else用來捕捉剩餘的例外情況。

switch

功能：根據條件的值，選擇對應的執行分支。

範例:

#include <stdio.h>

int main() {
    int choice = 2;

    switch (choice) {
        case 1:
            printf("選擇了 1\n");
            break;
        case 2:
            printf("選擇了 2\n");
            break;
        case 3:
            printf("選擇了 3\n");
            break;
        default: //用來捕捉例外情況
            printf("無效選擇\n");
    }

    return 0;
}
// 輸出 選擇了 2

• 使用switch要注意一點，如果我們沒有在做完程式內容後添加break關鍵字，則會執行後續分支。

範例:

#include <stdio.h>

int main() {
    int choice = 2;

    switch (choice) {
        case 1:
            printf("選擇了 1\n");
            break;
        case 2:
            printf("選擇了 2\n");
            //break;
        case 3:
            printf("選擇了 3\n");
            //break;
        default:
            printf("無效選擇\n");
            //break;添加不添加都可
    }

    return 0;
}
/* 輸出
選擇了 2
選擇了 3
無效選擇
*/

其他用法:我們可以判斷一個區間作為條件式的判斷(有些編譯器可能不接受)，如下所示:

#include <stdio.h>

int main() {
    int choice = 8;

    switch (choice) {
        case 1 ... 3: //範圍1-3
            printf("選擇了 1\n");
            break;
        case 4 ... 6: //範圍4-6
            printf("選擇了 2\n");
            break;
        case 7 ... 9: //範圍7-9
            printf("選擇了 3\n");
            break;
        default:
            printf("無效選擇\n");
            break;
    }

    return 0;
}
/* 輸出
選擇了 3
*/

迴圈控制

我們先用一張圖來看一下迴圈怎麼運作的?迴圈很好理解，就像下圖中的流程圖所示，圖看懂的話，就了解迴圈了。

• 上圖由左到右依序是for迴圈、while迴圈、do-while迴圈，接下來個別介紹:

for迴圈

• 功能：用於執行固定次數的迴圈。
• 結構：包括初始化、條件判斷、更新表達式。

範例:

#include <stdio.h>

int main() {
    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
        printf("i 的值是: %d\n", i);
    }

    return 0;
}
// 以上是一個簡單的示範
/* 輸出
i 的值是: 1
i 的值是: 2
i 的值是: 3
i 的值是: 4
i 的值是: 5

*/

其中，for迴圈的結構如下所示

for (int i = 1(初始化); i <= 5(條件判斷); i++(更新表達式)) {
	// 內容​
}

另外，更新表達式除了遞增，也可以遞減、或是做其他運算。

範例:

#include <stdio.h>

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

    for (i = 1; i <= 5; i++) {
        for (j = 5; j >= i; j--) {
            sum += i + j;
        }
    }

    printf("sum = %d\n", sum);
    return 0;
}
/* 輸出
sum = 90
*/

另外迴圈中，可以同時初始化多個變數。

範例:

#include <stdio.h>

int main() {
    for (int i = 0, j = 10; i < 5; i++, j--) { // 初始化 i 和 j，並在每次迴圈執行後分別增加和減少
        if(i+1==5) //最後一行執行完不換行
        {
            printf("i = %d, j = %d", i, j);
        }
        else
        {
            printf("i = %d, j = %d\n", i, j);
        }   
    }
    return 0;
}
/* 輸出
i = 0, j = 10
i = 1, j = 9
i = 2, j = 8
i = 3, j = 7
i = 4, j = 6
*/

範例2:

#include <stdio.h>

int main() {
    for (int x = 0, y = 1; x + y <= 10; x++, y += 2) { // 初始化 x 和 y，並根據條件控制執行
        printf("x = %d, y = %d, sum = %d\n", x, y, x + y);
    }
    return 0;
}
/* 輸出
x = 0, y = 1, sum = 1
x = 1, y = 3, sum = 4
x = 2, y = 5, sum = 7
x = 3, y = 7, sum = 10

*/

• 再次強調，迴圈一定要注意數值的變化，照著先前團片的流程走，應該都能搞懂迴圈及數值的變化。

範例3:

#include <stdio.h>

int main() {
    int i = 0; // 初始化變數 i，賦值為 0
    
    // for 迴圈，初始化部分被省略，但不影響程式執行，因為 i 已在 main 中定義並初始化。是合法的
    for (; i < 5; i++) {
        // 這裡是空的迴圈主體，不做任何事，但迴圈一樣會繼續執行
    }
    
    // 迴圈結束後，輸出 i 的值
    printf("%d", i); // 輸出變數 i 的值，數值為5

    return 0; // 返回 0，表示程式執行成功
}

• 上面程式中，i=4<5時會進入迴圈，接著i++再判斷，所以(i=5<5)判斷為False，跳出迴圈，i=5。

while迴圈

這邊簡單示範，依樣照著圖片的流程走，很容易就能知道輸出長甚麼樣:

#include <stdio.h>

int main() {
    int x = 1;

    while (x <= 5) {
        printf("x 的值是: %d\n", x);
        x++;
    }

    return 0;
}
/* 輸出
x 的值是: 1
x 的值是: 2
x 的值是: 3
x 的值是: 4
x 的值是: 5

*/

do-while迴圈

簡單示範: 要知道do-while迴圈至少會執行一次迴圈內容，因為do-while先執行後判斷。

範例1:

#include <stdio.h>

int main() {
    int i = 0; // 初始化變數 i，值為 0

    do {
        printf("i = %d\n", i); // 每次都輸出 i 的值
        i++; // i 遞增 1
    } while (i < 5); // 當 i < 5 時繼續執行迴圈

    return 0;
}
/* 輸出
i = 0
i = 1
i = 2
i = 3
i = 4

*/

範例2:

#include <stdio.h>

int main() {
    int number;

    do {
        printf("請輸入一個正數: ");
        scanf("%d", &number);
    } while (number <= 0); // 如果輸入的數小於等於 0，則重複提示輸入

    printf("您輸入的正數是: %d\n", number);
    return 0;
}
/* 輸出
請輸入一個正數: -1
請輸入一個正數: 0
請輸入一個正數: 1
您輸入的正數是: 1

*/

break和continue

break 用於強制跳出目前的迴圈或 switch 結構。

範例(找到第一個被 7 整除的數字):

#include <stdio.h>

int main() {
    int number = 1;

    while (1) { // 無限迴圈
        if (number % 7 == 0) {
            printf("Found a number divisible by 7: %d\n", number);
            break; // 跳出迴圈
        }
        number++;
    }

    printf("Loop ended.\n");
    return 0;
}

continue 用於跳過本次迴圈的剩餘部分，直接開始下一次迴圈。

範例(僅印出 1 到 10 中的奇數):

#include <stdio.h>

int main() {
    int number;

    for (number = 1; number <= 10; number++) {
        if (number % 2 == 0) {
            continue; // 偶數時跳過本次迴圈
        }
        printf("Odd number: %d\n", number);
    }

    printf("Loop ended.\n");
    return 0;
}