2.6　控制語句與程序設計

2.6.1　C語言語句概述

C語言的語句用來向計算機系統發出操作指令，一個語句經編譯后產生若干條機器指令。一個為實現特定目的的程序應當包含若干語句，C語句可以分為以下五類。

（1）控制語句

控制語句完成一定的控制功能，C語言有9種控制語句，它們是：

　　

（2）函數調用語句

在C語言中，若函數僅進行某些操作而不返回函數值，這時函數的調用可作為一條獨立的語句，稱為函數調用語句。其一般形式為

函數名（實際參數表）；

例如：DelayTime（1000）；

Printf（“hello!\n）；

（3）表達式語句

由一個表達式構成一個語句。最典型的是，由賦值表達式構成一個賦值語句。

a=3

是一個賦值表達式，而

a=3；

是一個賦值語句。可以看到一個表達式的最后加一個分號就成了一個語句。一個語句必須在最后出現分號，分號是語句中不可缺少的一部分。例如：

　　

任何表達式都可以加上分號而成為語句，例如

　　

是一語句，作用是使i值加1。又如

　　

也是一個語句，作用是完成x+y的操作，它是合法的，但是并不把x+y的和賦給另一變量，所以它并無實際意義。

（4）空語句

如果一條語句只有語句結束符號“;”則稱為空語句。例如

；

空語句在執行時不產生任何動作，但仍有一定的作用。

（5）復合語句

在C語言中，把多條語句用一對大括號括起來組成的語句稱為復合語句。其一般格式為

　　

例如：

　　

注意：大括號之后不再加分號。

復合語句雖然可有多條語句組，但它是一個整體，相當于一條語句，凡可以使用單一語句的位置都可以使用復合語句。

2.6.2　賦值語句

在任何合法的賦值表達式的尾部加上一個分號就構成了賦值語句。賦值語句的一般形式為

　　

例如：“a=b+c”是賦值表達式，而“a=b+c;”則是賦值語句。

賦值語句的作用是先計算賦值號右邊表達式的值，然后將該值賦給賦值號左邊的變量。例如：

　　

賦值語句不可被包括在其他表達式之中，例如

　　

在if語句中的“a=b”不是賦值語句而是賦值表達式，這樣寫是合法的。如果寫成

　　

就錯了。

2.6.3　if語句

if語句用來判定所給定的條件是否滿足，根據判定的結果（真或假）決定執行給出的兩種操作之一。

2.6.3.1　if語句的三種形式

（1）if語句形式一

if（表達式）語句；

　　

其中，if是C語言的關鍵字；表達式兩側的小括號不可少，表達式的類型任意，如果表達式的值為非零，按真處理，如果表達式的值為零，按假處理；最后的語句可以是C語言任意合法的語句。

這種if語句的執行過程如圖2-4所示。先計算表達式，如果表達式的值為真（非零），則執行其后的語句；否則，順序執行if語句后的下一條語句。

（2）if語句形式二

if（表達式）語句1；

　　

表達式類型任意，語句1和語句2可以是任意合法的語句。

　　

這種if語句的執行過程如圖2-5所示。先計算表達式，如果表達式的值為真（非零），則執行語句1；否則，執行語句2。

注意：①在else前面有一分號，這是由于分號是C語句中不可缺少的部分，這個分號是if語句中的內嵌語句所要求的，如果無此分號，則出現語法錯誤。但應注意，不要誤認為上面是兩個語句，它們都屬于同一if語句。else子句不能作為語句單獨使用，它必須是if語句的一部分，與if配對使用。

②在if和else后面可以只含一個內嵌的操作語句（如上例），也可以有多個操作語句，此時用大括號“{}”將幾個語句括起來成為一個復合語句。如考慮下面程序的輸出結果：

　　

注意在“{}”外面不需要再加分號，因為“{}”內是一個完整的復合語句，不需另附加分號。

（3）if語句形式三

　　

這種if語句的執行過程如圖2-6所示。

2.6.3.2　if語句的嵌套

在if語句中又包含一個或多個if語句稱為if語句的嵌套，它有如下四種形式：

形式1：

　　

形式2：

　　

形式3：

　　

形式4：

　　

應當注意if與else的配對關系。從最內層開始，else總是與它上面最近的且未曾配對的if配對。假如寫成：

　　

編程者把else寫在與第一個if（外層if）同一列上，希望else與第一個if對應，但實際上else是與第二個if配對，因為它們相距最近。因此最好使內嵌if語句也包含else部分，如內嵌形式4，這樣if的數目和else的數目相同，從內層到外層一一對應，不致出錯。如果if與else的數目不一樣，為實現程序設計者的企圖，可以加大括號來確定配對關系。如內嵌形式2。這時“{}”限定了內嵌if語句的范圍，因此else與第一個if配對。

2.6.4　switch語句

switch語句的一般形式如下：

　　

例如：

　　

說明：

①switch是關鍵字，其后面大括號里括起來的部分稱為switch語句體。要特別注意必須寫這一對大括號。

②switch后（表達式）的運算結果可以是整型、字符型或枚舉型表達式等，（表達式）兩邊的括號不能省略。

③case也是關鍵字，與其后面<常量表達式>合稱為case語句標號。<常量表達式>的值在運行前必須是確定的，不能改變，因此不能是包含變量的表達式，而且數據類型必須與switch后面<表達式>的類型一致。如：

　　

④case和常量之間要有空格，case后面的常量之后有“：”。每一個case的常量表達式的值必須互不相同，否則就會出現相互矛盾的現象（對表達式的同一個值，有兩種或多種執行方案）。

⑤default也是關鍵字，起標號的作用。代表所有case標號之外的那些標號。default可以出現在語句體中任何標號位置上。在switch語句體中也可以無default標號。

⑥<語句序列1>、<語句序列2>等，可以是一條語句，也可以是若干語句。如果在case后面包含若干執行語句，可以不必用大括號括起來，會自動順序執行本case后面所有的執行語句，當然加上大括號也可以。

⑦各個case的出現次序不影響執行結果，例如，可以先出現“case‘D’：…”，然后是“case‘A’：…”。必要時，case語句標號后的語句可以不寫。

⑧switch語句的執行過程：switch語句的執行過程如圖2-7所示。首先計算switch后面表達式的值，當表達式的值與某一個case后面的常量表達式的值相等時，就執行此case后面的語句，若所有的case中的常量表達式的值都沒有與表達式的值匹配的，就執行default后面的語句。執行完一個case后面的語句后，流程控制轉移到下一個case繼續執行。“case常量表達式”只是起語句標號作用，并不是在該處進行條件判斷。在執行switch語句時，根據switch后面表達式的值找到匹配的入口標號，就從此標號開始執行下去，不再進行判斷。例如上面的例子中，若grade的值等于‘A'，則將連續輸出：

　　

因此，應該在執行一個case分支后，使流程跳出switch結構，即終止switch語句的執行，可以用一個break語句來達到此目的，如圖2-8所示。將上面的switch結構改寫成如下：

　　

最后一個分支（default）可以不加break語句。如果grade的值為‘B'，則只輸出“74～84”。

⑨多個case可以共用一組執行語句，如：

　　

grade的值為‘A'、‘B'、‘C’時都執行同一組語句。

2.6.5　goto語句以及用goto語句構成循環

下面首先來介紹goto語句以及用goto語句構成循環。goto語句為無條件轉向語句，它的一般形式為：

　　

說明：

①語句標號用標識符表示，它的命名規則與變量名相同，即由字母、數字和下畫線組成，其第一個字符必須為字母或下畫線。不能用整數來作標號。

②標號只能出現在goto所在函數內，且唯一。

③標號只能加在可執行語句前面。

④結構化程序設計方法主張限制使用goto語句，因為goto語句用多了將使程序流程無規律、可讀性差。

【例2-15】用if和goto語句構成循環，求1～100的和。

　　

2.6.6　while語句與do-while語句

2.6.6.1　while語句

while語句用來實現“當型”循環結構。其一般形式如下：

　　

其中“表達式”可以是C語言中任意合法的表達式，其作用是控制循環體是否執行；“循環體”是循環語句中需要重復執行的部分，可以是一條簡單的可執行語句，也可以是用大括號括起來的復合語句。

while語句的執行過程如圖2-9所示。①先計算表達式的值；②若表達式的值為非0，則執行循環體至步驟①；若表達式的值為0，則退出while循環。

說明：

①循環體如果含有一個以上的語句，應該用大括號括起來，以復合語句形式出現。如果不加大括號，則while語句的范圍只到while后面第一個分號處。

②要定義循環控制變量。要確定循環變量的初值、終值、增量（步長）、循環結束條件。

③要保證每執行一次循環體，循環控制變量的值按增量向終值靠近一些，即避免死循環。

　　

【例2-16】用while循環求1～100的和。

　　

2.6.6.2　do-while語句

do-while語句用來實現“直到型”循環結構。其一般形式為：

　　

其中，“表達式”可以是C語言中任意合法的表達式，其作用是控制循環體是否執行；“循環體”可以是C語言中任意合法的可執行語句；最后的“;”不可丟，表示do-while語句結束。

do-while語句的執行過程如圖2-10所示。

①先執行循環體中的語句。

②計算表達式的值，若表達式的值為真（非0），則轉步驟①；若表達式的值為假（0），則退出while循環。

【例2-17】用do-while語句構成循環求1～100的和。

　　

2.6.7　for語句

for語句的一般形式如下：

for（表達式1；表達式2；表達式3）循環體

for是關鍵詞，后面的小括號不能省，其中，“表達式1”“表達式2”“表達式3”可以是C51語言中任意合法的表達式，3個表達式之間用“;”隔開，其作用是控制循環體是否執行；循環體可以是C語言中任意合法的可執行語句。

for語句的執行過程如圖2-11所示，具體步驟如下：

①先求解表達式1。

②求解表達式2，若其值為真（非0），則執行循環體，循環體執行完后，再執行下面第③步。若表達式2的值為假，則結束循環，轉到第⑤步。

③若表達式2的值為真，執行完循環體后，求解表達式3。

④轉回一面第②步驟繼續執行。

⑤執行for語句下面的語句。

for語句的典型應用形式：

　　

說明：

①for語句一般形式中的“表達式1”可以省略，此時應在for語句之前給循環變量賦初值。注意省略表達式1時，其后的分號不能省略。如：

　　

執行時，跳過“求解表達式1”這一步，其他不變。

②如果表達式2省略，但其后面的分號不能省，即不判斷循環條件，循環無終止地進行下去。也就是認為表達式2始終為真。如：

　　

③表達式3也可以省略，但此時程序設計者應另外設法保證循環能正常結束。例如：

　　

本例把i++的操作不放在for語句的表達式3的位置處，而作為循環體的一部分，效果是一樣的，都能使循環正常結束。循環體如果不止一個語句，則循環體語句要用大括號括起來，構成復合語句，如上例，如果不用大括號括起來，則循環體只到“sum=sum+i;”。

④可以省略表達式1和表達式3，只有表達式2，即只給循環條件。如：

　　

　　

⑤三個表達式都可省略，如

　　

即不設初值，不判斷條件（認為表達式2為真），循環變量不增值，無終止地執行循環體。相當于“while（1）語句”。

⑥表達式1可以是設置循環變量初值的賦值表達式，也可以是與循環變量無關的其他表達式。如

　　

表達式3也類似。

表達式1和表達式3可以是一個簡單的表達式，也可以是逗號表達式，即包含一個以上的簡單表達式，中間用逗號間隔。如：

　　

表達式1和表達式3都是逗號表達式，各包含兩個賦值表達式，即同時設兩個初值，使兩個變量增值。

2.6.8　break語句和continue語句

（1）break語句

break語句的一般形式：

　　

break語句的功能是：①終止所在的switch語句；②跳出本層循環體，從而提前結束本層循環。

說明：

①break只能終止并跳出最近一層的結構；

②break不能用于循環語句和switch語句之外的任何其他語句之中。

（2）continue語句

continue語句的一般形式：

　　

continue語句的功能是：用于循環體內結束本次循環，接著進行下一次循環的判定。