第五章第二节：循环结构（while/do-while/for）

第二节：循环结构 ——while、do-while 和 for

上一节我们学习了分支结构 —— 程序会 "思考" 了，能根据条件做选择。

但如果我想让程序重复做一件事呢？比如：

• 打印 100 遍 "我爱编程"
• 计算 1 加到 100 的和
• 输出九九乘法表

如果没有循环，你就得写 100 遍、甚至更多遍相同的代码 —— 这也太蠢了。

这时候就需要循环结构了。循环就是让程序重复执行一段代码，直到满足某个条件才停止。

C 语言提供了三种循环语句：

• while循环：先判断，后执行，适合不知道循环次数的场景
• do-while循环：先执行，后判断，至少执行一次
• for循环：最灵活、最常用，适合知道循环次数的场景

本节我们就把这三种循环一网打尽，再加上break、continue和循环嵌套，让你彻底掌握循环！

准备好了吗？Let's go！

一、什么是循环结构？

循环结构就是根据条件，重复执行一段代码（叫循环体）。

就像跑步：

• 条件：还没跑够 3 圈
• 循环体：继续跑
• 每跑一圈检查一次，直到跑够了就停下来

┌───────────────┐ ↓ │ 判断条件 │ │ │ 为真 → 执行循环体 ─┘ 为假 → 结束循环

循环有三个关键要素：

1. 初始值：循环从哪里开始
2. 条件判断：什么时候结束
3. 更新：每次循环后改变什么，让条件最终能变成假

少了任何一个，都可能出问题（比如死循环）。

二、while 循环

while是最简单的循环，也是最基础的。

2.1 基本语法

while (条件) { // 循环体：条件为真时，重复执行这里的代码 }

执行流程：

1. 先判断括号里的条件
2. 如果条件为真，就执行循环体
3. 执行完循环体，回到第 1 步，再判断条件
4. 如果条件为假，就结束循环，继续往下执行

特点：先判断，后执行。如果一开始条件就是假的，循环体一次都不执行。

2.2 第一个例子：打印 1 到 5

#include <stdio.h> int main() { int i = 1; // ① 初始值：从1开始 while (i <= 5) // ② 条件：小于等于5就继续 { printf("%d ", i); i++; // ③ 更新：每次加1，否则永远是1，死循环！ } printf("\n循环结束\n"); return 0; }

运行结果：

1 2 3 4 5 循环结束

我们来一步步看：

• 第 1 次：i=1，1<=5 为真 → 打印 1，i 变成 2
• 第 2 次：i=2，2<=5 为真 → 打印 2，i 变成 3
• 第 3 次：i=3，3<=5 为真 → 打印 3，i 变成 4
• 第 4 次：i=4，4<=5 为真 → 打印 4，i 变成 5
• 第 5 次：i=5，5<=5 为真 → 打印 5，i 变成 6
• 第 6 次：i=6，6<=5 为假 → 结束循环

完美，正好执行 5 次。

2.3 再看一个例子：计算 1 加到 100 的和

#include <stdio.h> int main() { int i = 1; // 循环变量，从1开始 int sum = 0; // 累加器，初始为0 while (i <= 100) { sum = sum + i; // 把i加到sum里 i++; // i加1 } printf("1+2+...+100 = %d\n", sum); return 0; }

运行结果：

1+2+...+100 = 5050

经典的高斯求和问题，用循环几行代码就搞定了。

2.4 死循环

⚠️新手必踩坑：死循环！

如果循环条件永远为真，循环就永远停不下来，这叫死循环。

while (1) { printf("停不下来啦！\n"); }

或者更隐蔽的：

int i = 1; while (i <= 5) { printf("%d\n", i); // 忘了写 i++！i永远是1，条件永远为真 }

死循环会让程序一直跑，直到你强制关掉它。写循环的时候一定要检查：循环变量有没有更新？条件会不会最终变成假？

💡小技巧：写 while 循环的时候，建议按 "初始值→条件→更新" 三步走，先把这三个要素都想清楚再写代码，能有效避免死循环。

三、do-while 循环

do-while是while的变体，区别是：先执行，后判断。

3.1 基本语法

do { // 循环体：先执行一次 } while (条件); // 注意！这里有个分号！

执行流程：

1. 先执行一次循环体
2. 再判断条件
3. 如果条件为真，继续循环
4. 如果条件为假，结束循环

特点：先执行，后判断。循环体至少执行一次。

3.2 和 while 的对比

来看一个直观的对比：

while 循环（先判断）：

int i = 10; while (i < 5) // 一开始就是假 { printf("%d\n", i); i++; } // 一次都不执行，什么也不输出

do-while 循环（先执行）：

int i = 10; do { printf("%d\n", i); // 先执行一次 i++; } while (i < 5); // 再判断，是假的，结束 // 输出：10

看到区别了吗？即使条件一开始就是假的，do-while也会执行一次循环体。

3.3 do-while 的适用场景

do-while用得比while少，但在某些场景下特别合适，比如菜单程序：

#include <stdio.h> int main() { int choice; do { // 先显示菜单 printf("===== 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); // 根据选择做不同的事 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("输入错误，请重新选择\n"); break; } } while (choice != 3); // 选3就退出 return 0; }

菜单程序的特点是：至少要显示一次菜单让用户选，所以用do-while就很合适。

⚠️注意：do-while最后的while后面有个分号！很多新手会忘写，或者写成和 while 一样的格式，导致编译错误。

四、for 循环

for是 C 语言里最常用、最灵活的循环，没有之一。

4.1 基本语法

for (表达式1; 表达式2; 表达式3) { // 循环体 }

三个表达式分别是：

• 表达式 1：初始化，循环开始前执行一次
• 表达式 2：条件判断，每次循环前都判断
• 表达式 3：更新，每次循环体执行完后执行

对应的就是循环三要素：

• 表达式 1 → 初始值
• 表达式 2 → 条件
• 表达式 3 → 更新

4.2 执行流程

① 执行表达式1（只执行一次） ↓ ② 判断表达式2 ↓ ┌─ 为真 → ③ 执行循环体 │ ↓ │ ④ 执行表达式3 │ ↓ └── 回到第②步 ↓ 为假 → 结束循环

文字描述有点绕，来看个例子就懂了。

4.3 第一个例子：打印 1 到 5

#include <stdio.h> int main() { int i; for (i = 1; i <= 5; i++) // ①初始 ②条件 ③更新 { printf("%d ", i); } printf("\n循环结束\n"); return 0; }

运行结果：

1 2 3 4 5 循环结束

和之前 while 的例子结果一样，但代码更紧凑了 —— 把循环三要素都写在了一行里，一目了然。

我们来一步步走：

1. 先执行i = 1（只执行一次）
2. 判断i <= 5→ 1<=5 为真 → 执行循环体，打印 1
3. 执行i++→ i 变成 2
4. 判断i <= 5→ 2<=5 为真 → 执行循环体，打印 2
5. 执行i++→ i 变成 3
6. …… 以此类推，直到 i=6 时条件为假，结束

是不是很清晰？

4.4 再看一个例子：计算 1 加到 100

#include <stdio.h> int main() { int i; int sum = 0; for (i = 1; i <= 100; i++) { sum += i; } printf("1+2+...+100 = %d\n", sum); return 0; }

运行结果：

1+2+...+100 = 5050

和 while 版本功能一样，但代码更简洁，循环变量的初始化、条件、更新都集中在一起，看着就舒服。

4.5 for 循环的各种变体

for循环非常灵活，三个表达式都可以省略（但分号不能省）：

变体 1：省略表达式 1

如果循环变量已经初始化过了，可以省略表达式 1：

int i = 1; for (; i <= 5; i++) // 第一个表达式空着，但分号不能省 { printf("%d ", i); }

变体 2：省略表达式 3

如果更新操作写在循环体里了，可以省略表达式 3：

for (i = 1; i <= 5; ) { printf("%d ", i); i++; // 更新写在这里 }

变体 3：三个都省略

三个都省略的话，就变成死循环了：

for (;;) // 相当于 while(1) { printf("死循环\n"); }

变体 4：C99 可以在 for 里定义变量

C99 标准允许在for的表达式 1 里直接定义变量：

for (int i = 1; i <= 5; i++) // 直接在for里定义i { printf("%d ", i); }

这样写更方便，而且变量i的作用域只在for循环里面，外面用不了 —— 更安全。

💡建议：如果编译器支持 C99（现在基本都支持），推荐在for里面直接定义循环变量，代码更简洁，作用域也更清晰。

五、三种循环怎么选？

三种循环都能实现循环功能，什么时候用哪个？

简单记：

• 知道循环多少次 → 优先用for
• 不知道多少次，靠条件判断 → 用while
• 至少要执行一次 → 用do-while

其实用多了你会发现，for能搞定绝大多数场景，是当之无愧的 "循环一哥"。

六、break 和 continue

循环里还有两个重要的关键字：break和continue，用来 "打乱" 正常的循环流程。

6.1 break：跳出整个循环

break的作用是立即跳出当前循环，循环就结束了。

#include <stdio.h> int main() { int i; for (i = 1; i <= 10; i++) { if (i == 5) { break; // 遇到5就跳出循环 } printf("%d ", i); } printf("\n循环结束，i = %d\n", i); return 0; }

运行结果：

1 2 3 4 循环结束，i = 5

本来要循环到 10 的，但是 i 等于 5 的时候遇到了break，直接跳出了循环，后面的 5、6、7... 都不执行了。

💡注意：break只能跳出一层循环。如果是嵌套循环，内层的 break 只能跳出内层，跳不到外层。

6.2 continue：跳过本次循环

continue的作用是跳过本次循环的剩余部分，直接进入下一次循环。

#include <stdio.h> int main() { int i; for (i = 1; i <= 10; i++) { if (i % 2 == 0) { continue; // 偶数就跳过，不打印 } printf("%d ", i); } printf("\n循环结束\n"); return 0; }

运行结果：

1 3 5 7 9 循环结束

遇到偶数的时候，continue跳过了后面的printf，直接进入下一次循环。所以只打印了奇数。

6.3 break 和 continue 的区别

简单记：

• break= "不干了，下班！" → 整个循环结束
• continue= "这次跳过，下次继续！" → 只跳过这一轮

七、循环嵌套

循环里面还可以再写循环，这叫循环嵌套。

最经典的例子就是九九乘法表：

#include <stdio.h> int main() { int i, j; 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"); // 一行打完了，换行 } return 0; }

运行结果：

1×1=1 1×2=2 2×2=4 1×3=3 2×3=6 3×3=9 1×4=4 2×4=8 3×4=12 4×4=16 ...

嵌套循环的执行逻辑

外层循环走一次，内层循环要走完整的一轮。

就像时钟：

• 外层 = 分针
• 内层 = 秒针
• 分针走一格，秒针要走一圈

九九乘法表中：

• i=1 时，j 从 1 到 1 → 打 1 个式子
• i=2 时，j 从 1 到 2 → 打 2 个式子
• i=3 时，j 从 1 到 3 → 打 3 个式子
• ...
• i=9 时，j 从 1 到 9 → 打 9 个式子

总共执行了 1+2+3+...+9 = 45 次内层循环体。

💡注意：嵌套循环的效率是 "相乘" 的关系。外层 100 次，内层 100 次，总共就是 10000 次。所以嵌套层数不要太多，一般 2-3 层就够了，再多程序就会变慢。

八、综合示例

学了这么多，让我们来看几个经典的循环练习。

示例 1：判断素数

#include <stdio.h> int main() { int n; int i; int is_prime = 1; // 假设是素数，1表示是，0表示不是 printf("请输入一个正整数："); scanf("%d", &n); if (n < 2) { printf("%d不是素数\n", n); return 0; } // 从2试到n-1，看有没有能整除的 for (i = 2; i < n; i++) { if (n % i == 0) { is_prime = 0; // 找到了能整除的，不是素数 break; // 找到了就不用再试了，直接跳出 } } if (is_prime) { printf("%d是素数\n", n); } else { printf("%d不是素数\n", n); } return 0; }

示例 2：打印三角形

#include <stdio.h> int main() { int n = 5; // 打印5行 int i, j; for (i = 1; i <= n; i++) // 外层：行 { // 先打空格 for (j = 1; j <= n - i; j++) { printf(" "); } // 再打星号 for (j = 1; j <= 2 * i - 1; j++) { printf("*"); } printf("\n"); } return 0; }

运行结果：

* *** ***** ******* *********

九、本节小结

本节我们学习了 C 语言的三种循环结构，以及两个循环控制关键字：

1. 三种循环

表格

2. 循环三要素

• 初始值：从哪里开始
• 条件判断：什么时候结束
• 更新：每次改变什么
• ⚠️ 三者缺一不可，否则容易死循环

3. break 和 continue

• break：跳出整个循环，不干了
• continue：跳过本次，继续下一次

4. 循环嵌套

• 循环里面套循环
• 外层走一次，内层走一轮
• 注意嵌套不要太深，影响效率

📌学习建议：循环是编程的基本功中的基本功，一定要多练。建议你把经典的循环题都做一遍：打印各种图形、求和、求阶乘、判断素数、斐波那契数列…… 练到随手就能写出来，才算真正掌握了。

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