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for的用法详解,C语言for循环完全攻略

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for 循环语句的一般形式为:

for (表达式1; 表达式2; 表达式3)
{
        语句;
}

首先要强调两点:
1) 表达式1、表达式2和表达式3之间是用分号;隔开的,千万不要写成逗号。

2) for(表达式1;表达式2;表达式3)的后面千万不要加分号,很多新手都会犯这种错误——会情不自禁地在后面加分号。

因为 for 循环只能控制到其后的一条语句,而在C语言中分号也是一个语句——空语句。所以如果在后面加个分号,那么 for 循环就只能控制到这个分号,下面大括号里面的语句就不属于 for 循环了。

下面来看看它的执行过程:
  1. 求解表达式1。
  2. 求解表达式2。若其值为真,则执行 for 语句中指定的内嵌语句,然后执行第3步;若表达式2值为假,则结束循环,转到第5步。
  3. 求解表达式3。
  4. 转回上面第2步继续执行。
  5. 循环结束,执行 for 语句下面的语句。

从这个执行过程中可以看出,“表达式1”只执行一次,循环是在“表达式2”“表达式3”和“内嵌语句”之间进行的。

for语句最简单的形式是:

for (循环变量赋初值; 循环条件; 循环变量增值)
{
    语句;
}


下面给大家写一个程序,求 1+2+3+4+…+100 的总和。
# include <stdio.h>
int main(void)
{
    int i;
    int sum = 0;  //sum的英文意思是“总和”
    for (i=1; i<=100; ++i)  //++是自加的意思, ++i相当于i = i + 1
    {
        sum = sum + i;  /*等价于sum += i;但是不建议这么写, 因为sum = sum + i看起来更清楚、更舒服*/
    }
    printf("sum = %dn", sum);
    return 0;
}
输出结果是:
sum = 5050

这个程序的功能是实现求 1+2+3+4+…+100 的和,如果不用循环,加一次就要一条语句,加 100 次就要 100 条语句。这里是从 1 加到 100,要是从 1 加到 10000 那就要 10000 条语句。但有了循环就很方便了,你想加到多少就加到多少,只要改一个参数就可以了。所以循环很重要。

下面按照执行过程看看上面这个程序是怎样执行的。

1) 首先定义一个循环变量 i。定义的时候可以不给它赋初值,在 for 循环里面再给它赋初值也行。但前面说过,最好在定义变量的时候就对它进行初始化,如果值不确定就初始化为 0。所以程序中也可以在定义 i 的时候就给它赋初值,那么 for 循环里的“表达式1”就可以省略了,但分号不可以省略。

这样的话,执行的时候就跳过第1步,直接进入第2步,其他的不变。所以程序也可以像下面这样写:
# include <stdio.h>
int main(void)
{
    int i = 1;
    int sum = 0;
    for (; i<=100; ++i)
    {
        sum = sum + i;
    }
    printf("sum = %dn", sum);
    return 0;
}
当然表达式1加上也行,大不了再重新赋一次值。

2) 然后定义一个用来存放“和”的变量 sum,并给它赋初值 0,然后进入 for 循环:
  1. 首先求解表达式1,即给变量i赋初值,i=1;表达式1只执行这一次,下面都不会再执行了。
  2. 然后求解表达式2,若 1<=100 成立,则执行 for 循环中的内嵌语句,即 sum=0+1。
  3. 然后执行第3步,变量 i 自加 1,即变量 i 由 1 变为 2。
  4. 然后再求解表达式2,2<=100 成立,则执行 for 循环中的内嵌语句,sum=0+1+2。
  5. 然后再执行第3步,变量 i 自加 1,即变量 i 由 2 变为 3。
  6. 然后再求解表达式2,即 3<=100 成立,则执行 for 循环中的内嵌语句,sum=0+1+2+3。
  7. ……

就这样一直循环下去,直到 ++i 等于 100 的时候,求解表达式2,即 100<=100 成立,则执行 for 循环中的内嵌语句,sum=0+1+2+3+…+100。

然后再执行第3步,变量 i 自加 1,即变量 i 由 100 变为 101。然后再求解表达式2,即 101<=100 不成立,则结束循环,执行 for 循环下面的语句即 printf。

以上就是这个程序的执行过程。关于 for 语句的代码规范化问题,有两点要再跟大家强调一下:
1)if、else、for、while、do 都只能控制到其后的一条语句,如果要控制多条语句必须加大括号{}。但基于代码规范化,if、else、for、while、do 后面的执行语句不论有多少行,就算只有一行也要加{}

2) 像 if、for、while 等关键字之后应留一个空格再跟左括号(,以突出关键字。

此外上面的程序还有一个知识点要跟大家说一下:从功能上讲,for(i=1; i<=100;++i)完全可以写成for(i=1; i<101; ++i),而且建议大家尽量使用这种写法。也就是说,循环语句的循环条件尽量写成半开半闭的,不管是 for 循环还是 while 循环

for(i=1; i<101; ++i)实际上是 1≤i<101,是半开半闭的;而for(i=1; i<=100; ++i)实际上是 1≤i≤100,是全闭的。那么为什么建议使用半开半闭的呢?因为如果写成 i<=100 的话,那么每次判断的时候都要判断两次,即 i<100 和 i==100,而写成 i<101 的话每次只需要判断一次。

也许有人说:程序在执行 i<=100 的时候不是将它转换成 i<100||i==100 吗?这样由“短路或”的知识可知,如果前面的为真那么后面的不就不会执行了吗?这样不也是判断一次吗?不是这样的,系统是不会将 i<=100 转换成 i<100||i==100 的,每次判断的时候 i<100 和 i==100 都要判断。

但是写成半开半闭也有一个问题,就是会影响对代码的理解。有时候写成全闭的区间理解起来才顺畅,而写成半开半闭反而不易理解,比如<=右边是变量或表达式的时候。这时候要以可读性为第一要素,即哪种好理解就使用哪种。现在 CPU 速度那么快,也不在乎那点效率。所以前面说“尽量”,没有要求一定要那样写。

下面再给大家写一个程序,求 1 到 100 之间所有奇数的和。
# include <stdio.h>
int main(void)
{
    int i;
    int sum = 0 ;
    for (i=1; i<100; i+=2)  //i+=2;等价于i = i + 2;
    {
        sum = sum + i;
    }
    printf("sum = %dn", sum);
    return 0;
}
输出结果是:
sum = 2500

关于自增和自减

一直以来,++ 和 –– 语法浪费了太多人的时间。说句实在话,++ 和 –– 在C语言中根本就不重要,除了表达简练外,真的没有什么其他好处了。

简单地说:++i 和 i++ 在单独使用时,都表示 i=i+1;––i 和 i–– 在单独使用时,都表示 i=i–1。

而 a=++i 就相当于 i=i+1,a=i;a=i++ 就相当于 a=i,i=i+1。
同理,a=––i 就相当于 i=i–1,a=i;a=i–– 就相当于 a=i,i=i–1。

如果实在搞不明白 ++ 和 –– 是怎么回事,那也不是什么天塌下来的事情。因为a=++i;完全可以写成i++; a=i;。而a=i++;也完全可以写成a=i; i++;。而且,这也是一种很好的程序风格。

作为一个优秀的程序员,在你的程序中就不应该体现出 ++i 和 i++ 的区别,要么都用 ++i,要么都用 i++,不要一会儿用 ++i 一会儿用 i++。

对于自增和自减还有一点需要强调的是:只有“变量”才能进行自增和自减!你认为 3++ 等于多少?C语言中没有这种写法,常量是不能进行自增和自减的。

for循环练习

1) 求 1! + 2! + 3! + ... + n!
# include <stdio.h>
int main(void)
{
    int n = 0;
    int i = 0;
    int m = 1;
    int sum=0;
    printf("请输入n的值:");
    scanf("%d", &n);
    for (i=1; i<=n; ++i)
    {
        m = m * i;
        sum = sum +m;
    }
    printf ("sum = %dn", sum);
    return 0;
}
这个程序虽然短,但逻辑性很强,算法很好,所以建议读者记住。因为逻辑性强,所以只看是很难明白的,自己在纸上试一下,将自己当成计算机一步步地计算就明白了。

假如 n=4:
  1. 当 i=1 时,m=1,sum=1。
  2. 当 i=2 时,m=1×2,sum=1+1×2。
  3. 当 i=3 时,m=1×2×3,sum=1+1×2+1×2×3。
  4. 当 i=4 时,m=1×2×3×4,sum=1+1×2+1×2×3+1×2×3×4。

看出规律来了吗?m 的值是一直往下乘,乘以 i 之前 m 的值是(i–1)的阶乘,乘以 i 之后 m 的值就是 i 的阶乘了。这样 i 循环到多少,m*i 就立刻将这个数的阶乘计算出来,然后加到 sum 中。

2) for 和 if 的嵌套使用。求 1 到 100 之间所有能被 3 整除的数之和。
# include <stdio.h>
int main(void)
{
    int i;
    int sum = 0;
    for (i=3; i<100; ++i)
    {
        if (0 == i%3)
        {
            sum = sum +i;
        }
    }
    printf("sum = %dn", sum);
    return 0;
}
输出结果是:
sum = 1683

大家想想如果不用 if,这个程序能不能写出来?当然能,能被 3 整除的数肯定是 3 的倍数,只要 i 每次自加 3 就行了。我们将这个程序写一下:
# include <stdio.h>
int main(void)
{
    int i;
    int sum = 0;
    for (i=3; i<100; i+=3)
    {
        sum = sum +i;
    }
    printf("sum = %dn", sum);
    return 0;
}
因为 ++i 每次只加 1,而 i+=3 每次加 3,所以这种写法与第一种写法比较起来计算机少执行很多步,所以执行起来更快。由此可知,完成相同的功能,算法不一样则效果就不一样。对计算机而言当然是执行得越快越好。

3) 编写程序,输出 1~1000 之间所有的完全平方数。
# include <stdio.h>
# include <math.h>  //要用sqrt()
int main(void)
{
    int i;  //循环变量
    int x;  //存储每个数的二次方根
    for (i=1; i<1000; ++i)
    {
        x = sqrt(i);  /*如果i不是完全平方数, 那么sqrt(i)肯定是小数, 而i是int型, 所以x是sqrt(i)取整后的值, 这样x*x肯定不等于i*/
        if (x*x == i)
        {
            printf("%dt", i);  // t是跳到下一个Tab位置
        }
    }
    printf("n");
    return 0;
}
输出结果是:
1       4       9       16      25      36      49      64      81    100
121     144     169     196     225     256     289     324     361   400
441     484     529     576     625     676     729     784     841   900
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其实这个程序还有更简单的算法,不需要使用 sqrt()。下面将这个程序也写下来:
# include <stdio.h>
int main(void)
{
    int i;  //循环变量
    for (i=1; i*i<1000; ++i)
    {
        printf("%dt", i * i);  // t是跳到下一个Tab位置
    }
    printf("n");
    return 0;
}
输出结果是:
1       4       9       16      25      36      49      64      81    100
121     144     169     196     225     256     289     324     361   400
441     484     529     576     625     676     729     784     841   900
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