七、流程控制

C 语言的程序是顺序执行，即先执行前面的语句，再执行后面的语句。开发者如果想要控制程序执行的流程，就必须使用流程控制的语法结构，主要是条件执行和循环执行。

1.if 语句

if 语句用于条件判断，满足条件时，就执行指定的语句。

if (expression) statement

上面式子中，表达式 expression 为真（值不为 0 ）时，就执行 statement 语句。
if 后面的判断条件 expression 外面必须有圆括号，否则会报错。语句体部分 statement 可以是一个语句，也可以是放在大括号里面的复合语句。下面是一个例子。

if (x == 10) printf("x is 10");

上面示例中，当变量 x 为 10 时，就会输出一行文字。对于只有一个语句的语句体，语句部分通常另起一行。

if (x == 10)printf("x is 10\\n");

如果有多条语句，就需要把它们放在大括号里面，组成一个复合语句。

if (line_num == MAX_LINES) {line_num = 0;page_num++;
}

if 语句可以带有 else 分支，指定条件不成立时（表达式 expression 的值为 0 ），所要执行的代码。

if (expression) statement
else statement

下面是一个例子。

if (i > j)max = i;
elsemax = j;

如果 else 的语句部分多于一行，同样可以把它们放在大括号里面。else 可以与另一个 if 语句连用，构成多重判断。

if (expression)statement
else if (expression)statement
...
else if (expression)statement
elsestatement

如果有多个 if 和 else ，可以记住这样一条规则， else 总是跟最接近的 if 匹配。

if (number > 6)if (number < 12)printf("The number is more than 6, less than 12.\\n");
elseprintf("It is wrong number.\\n");

上面示例中， else 部分匹配最近的 if （即 number < 12 ），所以如果 number 等于6，就不会执行else 的部分。这样很容易出错，为了提供代码的可读性，建议使用大括号，明确 else 匹配哪一个 if 。

if (number > 6) {if (number < 12) {printf("The number is more than 6, less than 12.\\n");}
} else {printf("It is wrong number.\\n");
}

上面示例中，使用了大括号，就可以清晰地看出 else 匹配外层的 if 。

2.三元运算符 ?:

C 语言有一个三元表达式 ?: ，可以用作 if…else 的简写形式。

<expression1> ? <expression2> : <expression3>

这个操作符的含义是，表达式 expression1 如果为 true （非0值），就执行 expression2 ，否则执行expression3 。下面是一个例子，返回两个值之中的较大值。

(i > j) ? i : j;

上面的代码等同于下面的 if 语句。

if (i > j)return i;
elsereturn j;

3.switch 语句

switch 语句是一种特殊形式的 if…else 结构，用于判断条件有多个结果的情况。它把多重的 else if 改成更易用、可读性更好的形式。

switch (expression) {case value1: statementcase value2: statementdefault: statement
}

上面代码中，根据表达式 expression 不同的值，执行相应的 case 分支。如果找不到对应的值，就执行 default 分支。下面是一个例子。

switch (grade) {case 0:printf("False");break;case 1:printf("True");break;default:printf("Illegal");
}

上面示例中，根据变量 grade 不同的值，会执行不同的 case 分支。如果等于 0 ，执行 case 0 的部分；如果等于 1 ，执行 case 1 的部分；否则，执行 default 的部分。 default 表示处理以上所有 case 都不匹配的情况。每个 case 语句体的结尾，都应该有一个 break 语句，作用是跳出整个 switch 结构，不再往下执行。如果缺少 break ，就会导致继续执行下一个 case 或 default 分支。

switch (grade) {case 0:printf("False");case 1:printf("True");break;default:printf("Illegal");
}

上面示例中， case 0 的部分没有 break 语句，导致这个分支执行完以后，不会跳出 switch 结构，继续执行 case 1 分支。利用这个特点，如果多个 case 分支对应同样的语句体，可以写成下面这样。

switch (grade) {case 0:case 1:printf("True");break;default:printf("Illegal");
}

上面示例中， case 0 分支没有任何语句，导致 case 0 和 case 1 都会执行同样的语句体。case 后面的语句体，不用放在大括号里面，这也是为什么需要 break 的原因。default 分支用来处理前面的 case 都不匹配的情况，最好放在所有 case 的后面，这样就不用写 break语句。这个分支是可选的，如果没有该分支，遇到所有的 case 都不匹配的情况，就会直接跳出整个switch 代码块。

4.while 语句

while 语句用于循环结构，满足条件时，不断执行循环体。

while (expression)statement

上面代码中，如果表达式 expression 为非零值（表示真），就会执行 statement 语句，然后再次判断expression 是否为零；如果 expression 为零（表示伪）就跳出循环，不再执行循环体。

while (i < n)i = i + 2;

上面示例中，只要 i 小于 n ， i 就会不断增加2。如果循环体有多个语句，就需要使用大括号将这些语句组合在一起。

while (expression) {statement;statement;
}

下面是一个例子。

i = 0;
while (i < 10) {printf("i is now %d!\\n", i);i++;
}
printf("All done!\\n");

上面代码中，循环体会执行10次，每次将 i 增加 1 ，直到等于 10 才退出循环。只要条件为真， while 会产生无限循环。下面是一种常见的无限循环的写法。

while (1) {// ...
}

上面的示例虽然是无限循环，但是循环体内部可以用 break 语句跳出循环。

5.do…while 结构

do…while 结构是 while 的变体，它会先执行一次循环体，然后再判断是否满足条件。如果满足的话，就继续执行循环体，否则跳出循环。

do statement
while (expression);

上面代码中，不管条件 expression 是否成立，循环体 statement 至少会执行一次。每次 statement 执行完毕，就会判断一次 expression ，决定是否结束循环。

i = 10;
do --i;
while (i > 0);

上面示例中，变量 i 先减去1，再判断是否大于0。如果大于0，就继续减去1，直到 i 等于 0 为止。如果循环部分有多条语句，就需要放在大括号里面。

i = 10;
do {printf("i is %d\\n", i);i++;
} while (i < 10);
printf("All done!\\n");

上面例子中，变量 i 并不满足小于 10 的条件，但是循环体还是会执行一次。

6.for 语句

for 语句是最常用的循环结构，通常用于精确控制循环次数。

for (initialization; continuation; action)statement;

上面代码中， for 语句的条件部分（即圆括号里面的部分）有三个表达式。

• initialization ：初始化表达式，用于初始化循环变量，只执行一次。
• continuation ：判断表达式，只要为 true ，就会不断执行循环体。
• action ：循环变量处理表达式，每轮循环结束后执行，使得循环变量发生变化。
  循环体部分的 statement 可以是一条语句，也可以是放在大括号里面的复合语句。下面是一个例子。

for (int i = 10; i > 0; i--)printf("i is %d\\n", i);

上面示例中，循环变量 i 在 for 的第一个表达式里面声明，该变量只用于本次循环。离开循环体之后，就会失效。条件部分的三个表达式，每一个都可以有多个语句，语句与语句之间使用逗号分隔。

int i, j;
for (i = 0, j = 999; i < 10; i++, j--) {printf("%d, %d\\n", i, j);
}

上面示例中，初始化部分有两个语句，分别对变量 i 和 j 进行赋值。for 的三个表达式都不是必需的，甚至可以全部省略，这会形成无限循环。

for (;;) {printf("本行会无限循环地打印。\\n" );
}

上面示例由于没有判断条件，就会形成无限循环。

7.break 语句

break 语句有两种用法。一种是与 switch 语句配套使用，用来中断某个分支的执行，这种用法前面已经介绍过了。另一种用法是在循环体内部跳出循环，不再进行后面的循环了。

for (int i = 0; i < 3; i++) {for (int j = 0; j < 3; j++) {printf("%d, %d\\n", i, j);break;}
}

上面示例中， break 语句使得循环跳到下一个 i 。

while ((ch = getchar()) != EOF) {if (ch == '\\n') break;putchar(ch);
}

上面示例中，一旦读到换行符（ \\n ）， break 命令就跳出整个 while 循环，不再继续读取了。注意， break 命令只能跳出循环体和 switch 结构，不能跳出 if 结构。

if (n > 1) {if (n > 2) break; // 无效printf("hello\\n");
}

上面示例中， break 语句是无效的，因为它不能跳出外层的 if 结构。

8.continue 语句

continue 语句用于在循环体内部终止本轮循环，进入下一轮循环。只要遇到 continue 语句，循环体内部后面的语句就不执行了，回到循环体的头部，开始执行下一轮循环。

for (int i = 0; i < 3; i++) {for (int j = 0; j < 3; j++) {printf("%d, %d\\n", i, j);continue;}
}

上面示例中，有没有 continue 语句，效果一样，都表示跳到下一个 j 。

while ((ch = getchar()) != '\\n') {if (ch == '\\t') continue;putchar(ch);
}

上面示例中，只要读到的字符是制表符（ \\t ），就用 continue 语句跳过该字符，读取下一个字符。

9.goto 语句

goto 语句用于跳到指定的标签名。这会破坏结构化编程，建议不要轻易使用，这里为了语法的完整，介绍一下它的用法。

char ch;
top: ch = getchar();
if (ch == 'q')goto top;

上面示例中， top 是一个标签名，可以放在正常语句的前面，相当于为这行语句做了一个标记。程序执行到 goto 语句，就会跳转到它指定的标签名。

infinite_loop:print("Hello, world!\\n");goto infinite_loop;

上面的代码会产生无限循环。goto 的一个主要用法是跳出多层循环。

for(...) {for (...) {while (...) {do {if (some_error_condition)goto bail;    } while(...);}}
}bail:
// ... ...

上面代码有很复杂的嵌套循环，不使用 goto 的话，想要完全跳出所有循环，写起来很麻烦。goto 的另一个用途是提早结束多重判断。

if (do_something() == ERR)goto error;
if (do_something2() == ERR)goto error;
if (do_something3() == ERR)goto error;
if (do_something4() == ERR)goto error;

上面示例有四个判断，只要有一个发现错误，就使用 goto 跳过后面的判断。
注意，goto 只能在同一个函数之中跳转，并不能跳转到其他函数。