詳解C語言中for循環(huán)與while循環(huán)的用法

更新時間：2022年07月08日 11:09:04 作者：南森森

這篇文章主要通過幾個示例為大家介紹一下C語言中for循環(huán)與while循環(huán)的用法以及二者的區(qū)別，文中的代碼講解詳細(xì)，對我們學(xué)習(xí)C語言有一定幫助，需要的可以參考一下

一、單層for循環(huán)

引例：C語言實現(xiàn)求1到10的和（用for循環(huán)實現(xiàn)）

#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;
}

單層for循環(huán)執(zhí)行的順序：

第一次循環(huán)先執(zhí)行語句①，執(zhí)行完語句①執(zhí)行語句②，如果語句②成立則執(zhí)行語句④，執(zhí)行完語句④執(zhí)行語句③，執(zhí)行完語句③標(biāo)志著第一次循環(huán)結(jié)束；第二次循環(huán)先執(zhí)行語句②，如果語句②成立則執(zhí)行語句④，執(zhí)行完語句④執(zhí)行語句③，執(zhí)行完語句③標(biāo)志著第二次循環(huán)執(zhí)行結(jié)束，隨后循環(huán)中語句的執(zhí)行順序與第二次循環(huán)一致。如果在循環(huán)過程中語句②不成立，則整個循環(huán)就結(jié)束了。直到整個循環(huán)結(jié)束后才會執(zhí)行語句⑤，因為，for語句與if語句所能控制的范圍相同，只能控制其接下來的第一條語句，言下之意是，語句⑤并不在for循環(huán)的內(nèi)部。需要注意的是，語句①僅在第一次循環(huán)中執(zhí)行，在其它循環(huán)過程中不執(zhí)行。換句話說，語句①只會在整個循環(huán)過程中執(zhí)行一次。語句①的作用其實是給變量進(jìn)行初始化，所以它僅參與了第一次循環(huán)。還有值得注意的是，初學(xué)時容易在for (①; ②; ③)后加分號，這個情況我已經(jīng)在《C語言if語句中常見的問題》這篇文章中的空語句問題中詳細(xì)敘述了其中的道理，并且在for語句中依然適用，有興趣的話可以一看。

練習(xí)

C語言實現(xiàn)求1到10中奇數(shù)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語言實現(xiàn)求1+1/2+1/3+…+1/99+1/100

初學(xué)時的錯誤代碼：

#include <stdio.h>

int main()
{	
	int i;
	float sum = 0; // 考慮到和是小數(shù)，所以定義sum為float類型
	
	for (i = 1; i <= 100; i++)
		sum = sum + 1/i;
	
	printf("sum = %f\n", sum); // float類型的變量用%f輸出

	return 0;
}

錯誤原因：沒有考慮到1/i的數(shù)據(jù)類型。在C語言中，整型除以整型得到的結(jié)果只有整數(shù)位。例如，16/3 = 5。上述程序中i是整型變量，所以1/i也是整型，故從i大于等于2時，1/i的值永遠(yuǎn)為0。

因此需要將1/i的值想辦法變?yōu)楦↑c數(shù)才可以實現(xiàn)想要的功能。C語言規(guī)定，只要被除數(shù)與除數(shù)其中的一個為浮點數(shù)，則商為浮點數(shù)。故解決的辦法有兩種，第一種是將1/i寫為1.0/i，第二種是將整型變量i強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)化為float類型，正確的代碼如下：

#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：如果將上述代碼中的sum = sum + 1/(float)(i);改為sum = sum + (float)(1/i);后能否正確輸出sum的值？

思考2：能否將i直接定義為浮點型變量？

答案是不能，因為浮點型數(shù)據(jù)是以IEEE754標(biāo)準(zhǔn)來存儲的，但I(xiàn)EEE754標(biāo)準(zhǔn)無法確保精確存儲每一個浮點數(shù)，例如，6.234在存儲過程中很可能存的不是6.234而是6.23399999，這是IEEE754標(biāo)準(zhǔn)的缺陷。所以即便在該程序中將i定義為浮點型變量后輸出的結(jié)果是正確的，也不能確保在其他程序中依然正確，因為i不一定是準(zhǔn)確的數(shù)字。需要注意的是，我們一般不會把循環(huán)中不斷發(fā)生更新的變量定義為浮點型變量，因為浮點型數(shù)據(jù)存儲過程屬于非精確存儲。

二、for循環(huán)與if選擇的嵌套

引例：C語言實現(xiàn)求1到100之間所有可以被3整除的數(shù)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：下面的程序輸出結(jié)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;
}

練習(xí)（以下題目均要求使用for循環(huán)和if選擇的嵌套來完成）

編寫C語言程序求1到100之間的奇數(shù)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("奇數(shù)之和為%d\n", sum);

	return 0;
}

編寫C語言程序求1到100之間的奇數(shù)的個數(shù)

#include <stdio.h>

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

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

	printf("個數(shù)為%d\n", count);

	return 0;
}

編寫C語言程序求1到100之間的奇數(shù)的平均值

#include <stdio.h>

int main()
{
	int i;
	int count = 0;
	int sum = 0;
	float average; // 考慮到平均值可能帶有小數(shù)位，所以將平均值定義為float類型

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

	average = 1.0 * sum / count; //也可以運用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換寫成average = (float)(sum)/count;
	printf("平均數(shù)為%f\n", average);

	return 0;
}

編寫C語言程序求1到100之間的奇數(shù)之和與1到100之間的偶數(shù)之和

#include <stdio.h>

int main()
{
	int i;
	int sum1 = 0; // 奇數(shù)和
	int sum2 = 0; // 偶數(shù)和

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

	printf("奇數(shù)之和為%d，偶數(shù)之和為%d\n", sum1, sum2);

	return 0;
}

三、多層for循環(huán)的嵌套

多層for循環(huán)執(zhí)行的順序：

第一次循環(huán)先執(zhí)行語句①，執(zhí)行完語句①執(zhí)行語句②，如果語句②成立則跳入內(nèi)部循環(huán)執(zhí)行語句④，執(zhí)行完語句④執(zhí)行語句⑤，如果語句⑤成立則執(zhí)行語句⑦，執(zhí)行完語句⑦執(zhí)行語句⑥，執(zhí)行完語句⑥執(zhí)行語句⑤，如果如果語句⑤不成立，則標(biāo)志著內(nèi)部循環(huán)執(zhí)行完畢，接下來跳出內(nèi)部循環(huán)執(zhí)行語句③，執(zhí)行完語句③標(biāo)志著第一次整個循環(huán)結(jié)束；第二次循環(huán)先執(zhí)行語句②，如果語句②成立，則再次跳入內(nèi)部循環(huán)執(zhí)行語句④，以此類推；如果語句②不成立，整個循環(huán)就結(jié)束了。由于⑧不屬于任何一個for循環(huán)內(nèi)部的語句，所以要在整個循環(huán)執(zhí)行完畢后才會執(zhí)行語句⑧。

換個方式：

因為for語句與if語句所能控制的范圍相同，只能控制其接下來的第一條語句，所以語句⑦屬于內(nèi)部for循環(huán)，而語句⑦與內(nèi)部的for循環(huán)語句構(gòu)成的語句整體是一個語句，也就是上圖中的綠色方框部分，這個整體語句又是外層for循環(huán)內(nèi)部的第一個語句，所以，外層for循環(huán)所控制的語句就是綠色方框部分，而外層for循環(huán)完整的結(jié)構(gòu)就是上圖中的橙色方框部分。所以按照for循環(huán)的大體執(zhí)行順序，首先會執(zhí)行語句①，執(zhí)行完語句①執(zhí)行語句②，如果語句②成立則會執(zhí)行綠色方框部分，綠色方框部分是單層for循環(huán)，所以執(zhí)行過程按照單層for循環(huán)的執(zhí)行循序執(zhí)行，當(dāng)內(nèi)部的綠色方框部分執(zhí)行完畢后，則會執(zhí)行語句③，語句③執(zhí)行完標(biāo)志著整體一次循環(huán)結(jié)束，下一次循環(huán)又從判斷語句②是否成立開始，如果成立，則執(zhí)行綠色方框部分；如果不成立，則整個循環(huán)結(jié)束。整個循環(huán)結(jié)束后才會執(zhí)行語句⑧，因為語句⑧并不屬于這兩層for循環(huán)中的任何一層。

思考1：下面的for循環(huán)的執(zhí)行順序是什么樣的？

思考2：下面的for循環(huán)的執(zhí)行順序是什么樣的？

思考3：下面的for循環(huán)的執(zhí)行順序是什么樣的？

思考4：下面的程序輸出結(jié)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：下面的程序輸出結(jié)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：下面的程序輸出結(jié)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循環(huán)

引例：C語言實現(xiàn)求1到10的和（用while循環(huán)實現(xiàn)）

#include <stdio.h>

int main()
{
	int i, sum = 0;
	
	i = 1;
	while (i <= 10)
	{
		sum += i;
		i++;
	}
	
	printf("sum = %d\n", sum);
	
	return 0;
}

對比：C語言實現(xiàn)求1到10的和（用for循環(huán)實現(xiàn)）

#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循環(huán)與for循環(huán)的相互轉(zhuǎn)換：

從上述兩個程序可知，while循環(huán)和for循環(huán)可以進(jìn)行互相轉(zhuǎn)換，言下之意是，所有能用for循環(huán)實現(xiàn)的功能，就可以用while循環(huán)實現(xiàn)，反之同理。但是，while循環(huán)和for循環(huán)在寫法上有一定的差別。