if语句可以判断条件是否满足，条件满足则执行相应动作；循环语句可以在满足条件时，不断地重复执行某些动作。 ::: tip 循环语句可以多次执行其他语句，它会检查一个逻辑条件是否满足，只在满足的时候执行它的循环体。 ::: while语句是一个循环语句，它会首先判断一个条件是否满足，如果条件满足，则执行后面紧跟着的语句或语句括号，然后再次判断条件是否满足，如果条件满足则再次执行，直到条件不满足为止。后面紧跟的语句或语句括号，就是循环体。

do-while循环和while循环很像，唯一的区别是我们在循环体执行结束的时候才来判断条件。也就是说，无论如何，循环都会执行至少一遍，然后再来判断条件。与while循环相同的是，条件满足时执行循环，条件不满足时结束循环。

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while循环

编写一个判断数字位数的程序：

#include <stdio.h>

int main()

{
    int n = 0;
    int x;
    printf("输入要判断的数字");
    scanf("%d",&x);
    n++;
    x /= 10;
    while(x > 0){
        n++;
        x /= 10;
    }
    printf("%d",n);
    return 0;
 } 

::: warning 上述程序最大支持查询10位数字的位数查询。 :::

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::: tip

if（条件）{语句}当括号内条件满足时执行语句。while语句只需要将if语句的关键字换成while即可。 if语句中是一次性的，while是需要反复执行的。 ::: while循环流程图： ::: tip 循环体内要有改变条件的机会，否则程序将一直在循环体中循环执行下去。 （防止语法正确逻辑错误的情况）。 ::: while循环的意思是：当条件满足时，不断重复执行循环体内的语句。 在进入while循环之前先判断条件，如果条件不满足，就不会进入循环体。

验证程序 列出程序中所有变量，通过模拟计算机程序运算，计算每一个步骤执行后各变量的值。

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上述判断数字位数的程序中，是否可以将while语句之前的"n++"和"x /= 10"省略掉呢：

#include <stdio.h>

int main()

{
    int n = 0;
    int x;
    printf("输入要判断的数字");
    scanf("%d",&x);
    while(x > 0){
        n++;
        x /= 10;
    }
    printf("%d",n);
    return 0;
 } 

通过计算运行可以得出结论，可以省略掉while语句前和循环体中相同的语句。 但是两段程序都不能有效解决x的值为0时的情况。即给x赋值0,0应该是1位数，但程序输出值为0。

#include <stdio.h>

int main()

{
    int n = 0;
    int x;
    printf("输入要判断的数字");
    scanf("%d",&x);
    if (x > 0) {
        while(x > 0){
            n++;
            x /= 10;
        }
    }else{
        n=1;
    }
    printf("%d",n);
 } 

当x输入0时，输出结果为1。 可以在程序的适当位置插入printf输出一些变量的值，模拟debugging的过程。（某些复杂程序交互中debugging不一定能开出来）

#include <stdio.h>

int main()

{
    int n = 0;
    int x;
    printf("输入要判断的数字");
    scanf("%d",&x);
    if (x > 0) {
        while(x > 0){
            n++;
            x /= 10;
            printf("n的值为%d x的值为%d\n",n,x);
        }
    }else{
        n=1;
    }
    printf("%d",n);
 } 

输入要判断的数字2541264
n的值为1 x的值为254126
n的值为2 x的值为25412
n的值为3 x的值为2541
n的值为4 x的值为254
n的值为5 x的值为25
n的值为6 x的值为2
n的值为7 x的值为0
7

输入要判断的数字4
n的值为1 x的值为0
1

也可以在程序中插入一些变量以及printf输出该变量值以便于观察到程序运行到的位置

#include <stdio.h>

int main()

{
    int n = 0;
    int x;
    printf("输入要判断的数字");
    scanf("%d",&x);
    int hr = 0;
    if (x > 0) {
        while(x > 0){
            hr++;
            printf("hr%d\n",hr);
            n++;
            x /= 10;
            printf("n的值为%d x的值为%d\n",n,x);
        }
    }else{
        n=1;
    }
    printf("%d",n);
 } 

输入要判断的数字952
hr1
n的值为1 x的值为95
hr2
n的值为2 x的值为9
hr3
n的值为3 x的值为0
3

::: tip 也可直接printf("hr\n")，起到观察程序运行位置的作用即可。 :::

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do while循环

计算数字位数的算法： 1.用户输入要判断的数字x； 2.初始化n=0； 3.x=x/10，去掉个位数； 4.n++； 5.如果x>0，回到3； 6.否则，输出n。 在计算数字位数的程序中，曾将while语句之前的"n++"和"x /= 10"省略，发现省略掉后在某些情况下不适用，结合上述算法，可以判断出省略掉while语句之前的"n++"和"x /= 10"，相当于将将第五步判断“x>0”放在了第三步，先执行判断再做运算。实际上保留"n++"和"x /= 10"是正确的，需要先执行一遍"x /= 10"再进行判断是否需要循环执行。do while循环可以满足以上条件。 do while循环：在进入循环时候不做判断，在执行一轮循环体的代码后再判断循环条件是否满足，如果满足则进入循环，如果不满足则结束循环。 do while 循环结构： do { 循环体语句<> }while(<循环条件>); ::: tip do while循环的while语句后的()后必须以“;”结尾表示结束。 （结束语句用大括号“{}”和分号“;”做结尾。） ::: 两种循环： 左边是do while循环，右边是while循环。 ::: warning while和do while循环的区别仅仅是执行判断的先后。 while先执行判断再进入循环（进入循环体时判断），do while先执行一遍循环再进入判断（离开循环体时判断），条件满足继续执行循环，条件不满足退出循环。即无论条件满足与否，do while循环至少执行一遍循环体内代码，而while循环可能一遍也不执行。 ::: 使用do while循环优化后的判断数字位数的程序：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int x;
    int n = 0;
    scanf("%d",&x);
    do
    {
        x /= 10;
        n++;
    }while (x>0);
    printf("%d",n);
    return 0;
}

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for循环

计算一个数的阶乘的步骤如下： n！=1×2×3×4×...×n 转换成程序需要三个变量，分别是接收用户输入的int变量n，计算结果n!的int变量fact，计算中从1逐渐递增到n的变量i。 使用while循环编写的程序如下：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int n;
    scanf("%d",&n);
    int fact = 1;
    int i = 1;
    while(i <= n){
        fact *= i;
        i++;
    }
    printf("%d!=%d\n",n,fact);
    return 0;
}

使用for循环编写的程序如下：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int n;
    scanf("%d",&n);
    int fact = 1;
    int i = 1;
    for(i = 1; i <= n; i++){
        fact *= i;
    }
    printf("%d!=%d\n",n,fact);
    return 0;
}

上述程序中，for语句后的（）内，第一个表达式是初始条件，第二个表达式是循环条件，第三个表达式是循环动作。 ::: warning for循环内的表达式的执行顺序是先执行初始条件，再执行循环条件判断，判断成立后执行循环体，最后执行()内最后一个分号后的循环动作的表达式。 ::: ::: tip for循环像一个计数循环：设定计数器并初始化，在计数器达到某个值之前重复执行循环体，每执行一轮循环，计数器值以一定的步进进行调整，即+1或-1或其他内容。如下：

for(i=0;i<5;i=i+1){
    printf("%d,"i);
}

::: 上述程序中，循环控制变量i只在循环里面被使用，可以把变量i的定义写在for语句内，如下：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int n;
    scanf("%d",&n);
    int fact = 1;
    //int i = 1;
    for(int i = 1; i <= n; i++){
        fact *= i;
    }
    printf("%d!=%d\n",n,fact);
    return 0;
}

上述将变量i的定义写在for语句内的方式，有时会有报错提示：在该函数中for循环初始化声明只可以在C99的模式下用，需要在编译代码时加上一个编译选项-std=c99。

for可以认为是“对于”的意思，即对于（初始条件）...下，当（满足循环条件）...时，重复执行循环体，每一轮执行完毕时候，使得（循环动作）...。 ::: warning 做求和运算的程序时，记录结果的变量初始化应该为0，做求积的运算程序时，记录结果的变量应该初始化为1。 :::

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两种尝试 1.可以尝试修改程序，使得程序的i的值从2开始（在fact = 1时，i如果从1开始，1*1=1），如下：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int n;
    scanf("%d",&n);
    int fact = 1;
    int i = 1;
    for(i = 2; i <= n; i++){
        fact *= i;
    }
    printf("%d!=%d\n",n,fact);
    return 0;
}

在n >= 2时候，程序满足i <= 2，正常执行i++的动作，当n = 1时，不满足循环条件，不执行循环的动作（for循环和while循环类似，先进行判断，再执行动作），此时fact仍然为1，即1!=1，计算仍然成立。 2.除了从1乘到n，还可以选择从n乘到1。如下：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int n;
    scanf("%d",&n);
    int fact = 1;
    int i = 1;
    for(i = n; i > 1; i--){
        fact *= i;
    }
    printf("%d!=%d\n",n,fact);
    return 0;
}

在上述的程序中，for循环中第一个表达式i = n，可以直接使用n即n = n，从而在循环过程中不使用变量i，让n自己每次进行-1的运算，但因为要输出n的阶乘，所以变量i可以用来暂存n的值，即在for循环外需要有int i = n 。因为n = n并没有任何意义，可以在for循环中省略这个表达式，变为for(;循环条件；循环动作)。 for循环的()中每一个表达式都可以省略，for(;判断条件;) == while(判断条件)

循环计算和选择

循环次数： 对于for循环for(i=0;i<n;i++)来说，循环次数为n，当循环结束时，i = n，受限循环条件，在循环内部，i的值不可能等于n。

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i;
     for(i=0;i<5;i++){
         printf("i=%d ",i);
     }
     printf("\n最终i=%d",i);
    return 0;
}

$ cpp main.c -o main.ii
$ cc main.ii -o main
$ ./main
i=0 i=1 i=2 i=3 i=4
最终i=5
Program exited with status 0

将初始条件下的i = 0改为i = 1：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i;
     for(i=1;i<=5;i++){
         printf("i=%d ",i);
     }
     printf("\n最终i=%d",i);
    return 0;
}

$ cpp main.c -o main.ii
$ cc main.ii -o main
$ ./main
i=1 i=2 i=3 i=4 i=5
最终i=6
Program exited with status 0

通过对比之前的while循环和for循环可以发现，for == while。

     for(int i=1;i<=n;i++){
         fact *= i;
     }
等价于
    int i = 1;
    while(i <= n){
        fact *= i;
        i++;
    }

在流程图上while循环和for循环是一样的，任何一个for循环都可以改写成while循环。 将for循环中的初始条件放在while循环外，for的条件判断放在while的条件判断中，要做的循环动作按照顺序放在循环体内原有的表达式后。

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三种循环分别是for循环、while循环、do while循环 在选择循环类型时，如果循环有固定次数，使用for循环，如果循环必须进行一次，使用do while循环，其他情况都用while循环。