前言：程序如何做出选择与重复执行？

在日常生活中，我们每天都在做决定和重复动作：

• 分支场景：如果天气下雨，就带上雨伞；否则空手出门。
• 循环场景：每日三餐、工作、休息，周而复始。

编程中的逻辑也遵循同样的规律。通过分支结构，程序可以根据不同条件执行不同的代码路径；借助循环机制，可以反复运行某段代码，避免冗余书写。这两种控制流程的语句构成了几乎所有程序的核心骨架。

一、分支语句：让程序具备判断能力

分支语句允许程序依据特定条件选择执行哪一部分代码。

1. if 语句 —— 最基础的选择结构

当某个条件成立时，执行相应操作。

if (条件) {
    // 条件为真时执行的代码
}

例如：只有温度高于30度才开启空调。

#include <stdio.h>

int main() {
    int money = 100;
    
    if (money >= 50) {
        printf("我可以买这本书！\n");
    }
    
    return 0;
}

2. if-else 语句 —— 二选一决策

提供两种互斥的执行路径：条件成立走一条，不成立走另一条。

if (条件) {
    // 条件为真时执行
} else {
    // 条件为假时执行
}

实际应用场景如用户登录验证：密码正确进入系统，错误则提示重试。

#include <stdio.h>

int main() {
    int score = 85;
    
    if (score >= 60) {
        printf("恭喜，考试及格！\n");
    } else {
        printf("很遗憾，需要继续努力\n");
    }
    
    return 0;
}

3. if-else if-else 结构 —— 多种情况判断

适用于多个条件依次判断的情形。

if (条件1) {
    // 条件1为真时执行
} else if (条件2) {
    // 条件2为真时执行
} else if (条件3) {
    // 条件3为真时执行
} else {
    // 所有条件都为假时执行
}

比如根据考试成绩划分等级：

• 90分以上为A
• 80~89为B
• 依此类推...

#include <stdio.h>

int main() {
    int score;
    printf("请输入成绩：");
    scanf("%d", &score);
    
    if (score >= 90) {
        printf("优秀！\n");
    } else if (score >= 80) {
        printf("良好\n");
    } else if (score >= 70) {
        printf("中等\n");
    } else if (score >= 60) {
        printf("及格\n");
    } else {
        printf("不及格\n");
    }
    
    return 0;
}

4. switch 语句 —— 多路跳转的高效方式

特别适合对单一变量进行多种值匹配的情况。

switch (表达式) {
    case 值1:
        // 代码块1
        break;
    case 值2:
        // 代码块2
        break;
    default:
        // 默认代码块
}

以输入数字判断星期为例，简洁明了地实现七种输出。

#include <stdio.h>

int main() {
    int day;
    printf("请输入星期（1-7）：");
    scanf("%d", &day);
    
    switch (day) {
        case 1:
            printf("星期一：新的开始！\n");
            break;
        case 2:
        case 3:
        case 4:
        case 5:
            printf("工作日，加油！\n");
            break;
        case 6:
        case 7:
            printf("周末，好好休息！\n");
            break;
        default:
            printf("输入错误！\n");
    }
    
    return 0;
}

注意事项：

• 每个 case 后建议使用 break，防止“穿透”到下一个分支。
• case 标签后只能是整型或字符型常量，不能是表达式或变量。

二、循环语句：实现重复执行的关键工具

当需要多次运行相同或相似代码块时，循环语句极大提升了效率。

1. for 循环 —— 适用于已知次数的循环

常用于计数循环，结构清晰，初始化、条件、迭代一步到位。

for (初始化; 循环条件; 更新) {
    // 循环体
}

示例：打印从1到10的所有整数。

#include <stdio.h>

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

其执行流程包括初始化 → 判断条件 → 执行循环体 → 更新变量 → 再次判断。

text
1. i=1 → 1<=10成立 → 输出1 → i++变成2
2. i=2 → 2<=10成立 → 输出2 → i++变成3
...
10. i=10 → 10<=10成立 → 输出10 → i++变成11
11. i=11 → 11<=10不成立 → 循环结束

实用功能扩展：计算1加到100的总和。

#include <stdio.h>

int main() {
    int sum = 0;
    int i;
    
    for (i = 1; i <= 100; i++) {
        sum += i;  // 相当于 sum = sum + i
    }
    
    printf("1到100的和是：%d\n", sum);
    return 0;
}

2. while 循环 —— 条件驱动型循环

只要指定条件为真，就持续执行循环体。

while (条件) {
    // 循环体
}

典型应用：模拟密码输入过程，直到输入正确为止。

#include <stdio.h>

int main() {
    int password = 123456;
    int input;
    int attempts = 0;
    
    printf("请输入密码：");
    scanf("%d", &input);
    
    while (input != password && attempts < 2) {
        attempts++;
        printf("密码错误，还有%d次机会：", 3 - attempts);
        scanf("%d", &input);
    }
    
    if (input == password) {
        printf("登录成功！\n");
    } else {
        printf("登录失败！\n");
    }
    
    return 0;
}

3. do-while 循环 —— 至少执行一次的循环

先执行循环内容，再判断是否继续，确保至少运行一遍。

do {
    // 循环体
} while (条件);

常见于菜单系统设计中，比如主界面选项选择。

#include <stdio.h>

int main() {
    int choice;
    
    do {
        printf("\n=== 菜单 ===\n");
        printf("1. 开始游戏\n");
        printf("2. 设置\n");
        printf("3. 退出\n");
        printf("请选择：");
        scanf("%d", &choice);
        
        switch (choice) {
            case 1:
                printf("游戏开始！\n");
                break;
            case 2:
                printf("进入设置\n");
                break;
            case 3:
                printf("再见！\n");
                break;
            default:
                printf("无效选择！\n");
        }
    } while (choice != 3);  // 只要不是退出选项，就继续显示菜单
    
    return 0;
}

三、循环控制语句：精准调控循环行为

在复杂逻辑中，仅靠基本循环不够灵活，需配合控制关键字。

1. break —— 立即终止当前循环

一旦触发，跳出整个循环结构，不再进行后续迭代。

#include <stdio.h>

int main() {
    int i;
    
    for (i = 1; i <= 10; i++) {
        if (i == 5) {
            break;  // 当i等于5时立即退出循环
        }
        printf("%d ", i);
    }
    // 输出：1 2 3 4
    
    return 0;
}

2. continue —— 跳过本次剩余步骤

结束当前轮次，直接进入下一轮判断。

#include <stdio.h>

int main() {
    int i;
    
    for (i = 1; i <= 10; i++) {
        if (i % 2 == 0) {
            continue;  // 如果是偶数，跳过本次循环
        }
        printf("%d ", i);
    }
    // 输出：1 3 5 7 9（只输出奇数）
    
    return 0;
}

四、综合实战演练

结合所学知识解决真实问题。

案例1：判断一个数是否为素数

利用循环配合条件判断，检测是否存在除1和自身外的因子。

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main() {
    int num, i;
    int is_prime = 1;  // 1表示是素数，0表示不是
    
    printf("请输入一个正整数：");
    scanf("%d", &num);
    
    // 处理特殊情况
    if (num <= 1) {
        is_prime = 0;
    } else {
        // 检查从2到sqrt(num)是否有因子
        for (i = 2; i <= sqrt(num); i++) {
            if (num % i == 0) {
                is_prime = 0;
                break;
            }
        }
    }
    
    if (is_prime) {
        printf("%d 是素数\n", num);
    } else {
        printf("%d 不是素数\n", num);
    }
    
    return 0;
}

案例2：输出九九乘法表

嵌套循环的经典应用，展示双重 for 的强大表现力。

#include <stdio.h>

int main() {
    int i, j;
    
    printf("九九乘法表：\n");
    
    for (i = 1; i <= 9; i++) {          // 外层循环控制行
        for (j = 1; j <= i; j++) {      // 内层循环控制列
            printf("%d×%d=%-2d  ", j, i, i * j);
        }
        printf("\n");
    }
    
    return 0;
}

五、使用建议：如何选择合适的结构？

合理选用语句类型能提升代码可读性和效率。

分支结构选择参考：

• if-else：适用于条件数量较少（2~3个），或逻辑较复杂的判断。
• switch：当有四个及以上固定值比较时更高效，尤其适合枚举类场景。

循环结构选择参考：

• for：循环次数明确，如遍历数组、计数任务。
• while：依赖动态条件决定是否继续，适合不确定循环次数的场景。
• do-while：要求至少执行一次的操作，如交互式菜单系统。

六、常见错误与调试策略

初学者容易踩坑的地方及应对方法。

常见错误清单：

1. 在 switch 中遗漏 break 导致多个 case 被连续执行。
2. 编写出无限循环，通常是循环条件始终为真。
3. 误将赋值运算符 = 写成相等比较 ==，如 if (a = 5) 应为 if (a == 5)。
4. 忘记更新循环变量，造成无法退出循环。

掌握这些陷阱有助于快速定位问题。

// 添加调试输出
for (i = 0; i < 10; i++) {
    printf("调试：i=%d\n", i);  // 查看循环执行情况
    // 你的代码
}

总结

分支与循环是C语言中最核心的流程控制手段，理解并熟练运用它们意味着掌握了编程的基本思维方式。

• 分支赋予程序智能，使其能够根据不同数据做出响应。
• 循环赋予程序耐力，自动完成重复性高但规则明确的任务。
• 控制语句（break、continue）增强了程序的灵活性与精确度。

唯有通过不断练习、深入思考与反复调试，才能真正驾驭这些关键结构。

实践建议

尝试用今天学习的内容编写一个简易计算器程序，支持加减乘除四种运算，并允许用户连续计算，直到主动选择退出程序为止。