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C语言for循环用法详解（附带实例）

C语言中，使用 for 语句也可以控制一个循环，并且在每次循环时修改循环变量。

在所有循环语句（while、do while 和 for）中，for 语句的应用最为灵活，可以用于循环次数确定的情况，还可以用于循环次数不确定但给出了循环结束条件的情况。

for 语句的一般形式如下： 
for(表达式1;表达式2;表达式3)
{
    语句块（循环体）
}
每条 for 语句包含 3 个用分号隔开的表达式。这 3 个表达式用一对圆括号括起来，其后紧跟着循环语句或语句块。当执行到 for 语句时，程序首先计算第 1 个表达式的值，接着计算第 2 个表达式的值。如果第 2 个表达式的值为真，程序就执行循环体的内容，并计算第 3 个表达式；然后检验第 2 个表达式，执行循环；如此反复，直到第 2 个表达式的值为假，退出循环。

for 语句的执行流程如下图所示：


图 1 for语句的执行流程图

其执行过程如下：
for 语句的形式也可以简单表示为： 
for(循环变量赋初值;循环条件;循环变量改变)
{
    语句块
}

例如，实现一个循环输出操作： 
for(i=1; i<100; i++)
{
    printf("%d",i);
}
在上面的代码中：
一次循环完成后，会再次判断表达式“i<100”的状态，为真时，继续执行语句块；为假时，循环结束，执行后面的程序代码。

使用 for 语句时，常常犯的错误是将 for 语句括号内的表达式用逗号隔开。例如： 
for(i=1,i<100,i++) {...}
这句代码就是错误的。切记，3 个表达式之间应用分号隔开。

【实例】计算小球反弹高度。一个球从 80 米高度自由落下，每次落地后反弹的高度为原高度的一半，计算小球第 6 次反弹的高度。在本实例中，要求使用 for 循环语句计算小球反弹高度。具体代码如下： 
#include <stdio.h>
int main()
{
    int high  =80; /*定义变量 high，表示高度*/
    int i; /*定义变量 i，作为循环变量*/
    for(i = 0; i < 6; i++) /*使用 for 语句循环*/
    {
        high /= 2; /*每次反弹高度*/
        printf("当前高度是 %d\n", high); /*输出当前反弹高度*/
    }
    printf("第 6 次反弹高度 %d\n", high); /*输出第 6 次反弹高度*/
    return 0; /*程序结束*/
}

运行程序，结果为：

当前高度是 40
当前高度是 20
当前高度是 10
当前高度是 5
当前高度是 2
当前高度是 1
第 6 次反弹高度 1


for 循环的执行过程也可以使用 while 循环来表示： 
表达式1;
while(表达式2)
{
    语句块
    表达式 3;
}
上面就是使用 while 循环表示 for 循环的一般形式，其中的 3 个表达式对应着 for 语句括号中的 3 个表达式。下面通过一个实例来比较一下这两种操作。

【实例】用 for 语句实现一个 n~100 循环累加的操作，再使用 while 语句实现相同的功能。注意观察实例中 for 语句中的表达式与 while 语句中的表达式所对应的位置。 
#include <stdio.h>
int main()
{
    int n, sum = 0; /*定义变量 n 表示输入的数据，sum 表示累加和*/
    int i, n1, sum1 = 0; /*定义变量 n1 表示输入的数据，sum1 表示累加和*/
    printf("请输入一个自然数:"); /*提示输入自然数*/
    scanf("%d", &n1); /*输入数据 n1*/
    for(i = n1; i <= 100; i++) /*使用 for 循环计算累加和*/
    {
        sum1 = sum1 + i; /*进行累加*/
    }
    printf("结果为：%d\n", sum1); /*将结果输出*/

    printf("请输入一个自然数:"); /*提示输入自然数*/
    scanf("%d", &n); /*输入数据 n*/
    while(n <= 100) /*使用 while 循环计算累加和*/
    {
        sum = sum + n; /*进行累加*/
        n++; /*循环变量自增*/
    }
    printf("结果为：%d\n", sum); /*将结果输出*/
    return 0;
}

运行程序，结果为：

请输入一个自然数:1
结果为：5050
请输入一个自然数:2
结果为：5153

C语言for循环的变体

通过上面的学习可知，for 语句的一般形式中有 3 个表达式。这 3 个表达式都是必不可少的，还是可以根据情况进行省略呢？接下来对不同情况进行讲解。

1) for语句中省略表达式1

表达式 1 的作用是对循环变量设置初值，如果省略了表达式 1，就会影响对表达式 2（即循环条件）的判断。为保证程序正常运行，应在 for 语句之前先给循环变量赋值。

例如： 
for(;iNumber<10;iNumber++)
注意，省略表达式 1 时，其后的分号不能省略，要格外注意。

【实例】根据用户输入的数据计算其阶乘，并且将 for 语句中第一个表达式省略。具体代码如下： 
#include <stdio.h>
int main()
{
    int n, i = 1, result = 1; /*定义变量，为变量 i, result 赋初始值*/
    printf("请输入 n 的值:\n"); /*提示用户输入数据*/
    scanf("%d", &n); /*输入数据*/
    for(; i <= n; i++) /*for 循环，省略表达式 1*/
    {
        result *= i; /*计算阶乘*/
    }
    printf("%d!=%d\n", n, result); /*输出结果*/
    return 0; /*程序结束*/
}
在代码中可以看到，在定义 i 变量时直接为其赋了初值，这样在使用 for 语句循环时就不用再为 i 赋初值，从而可以省略表达式 1。

运行程序，显示效果为：

请输入 n 的值:
5
5!=120

在代码中可以看到，在定义 i 变量时直接为其赋了初值，这样在使用 for 语句循环时就不用再为 i 赋初值，从而可以省略表达式 1。

2) for语句中省略表达式2

表达式 2 给出的是循环条件，如果表达式 2 省略，则无法判断循环条件，也即默认表达式 2 始终为真，因此循环将无终止地进行下去。

例如： 
for(iCount=1;iCount++) //缺少循环条件，循环条件一直为 true，陷入死循环
{
    sum=sum+iCount;
}

括号中，表达式“iCount=1”为赋值表达式，第二个表达式是空缺的，这样就相当于使用了如下 while 语句：
iCount=1;
while(1)
{
    sum=sum+iCount;
    iCount++;
}
可见，for 语句中表达式 2 是不能省略的。

3) for语句中省略表达式3

表达式 3 用于改变循环变量，可以省略，但此时程序设计人员应在循环体内增加类似功能的语句，以保证循环能正常结束，否则程序也会无终止地循环下去。

例如： 
for(iCount=1;iCount<50;){
    sum=sum+iCount;
    iCount++;
}

for循环中的逗号应用

在 for 语句中，表达式 1 和表达式 3 处除了可以使用简单的表达式，还可以使用逗号表达式，即包含一个以上的简单表达式，中间用逗号间隔。

例如，在表达式 1 处为变量 iCount 和 iSum 设置初始值： 
for(iSum = 0, iCount = 1; iCount < 100; iCount++) {
    iSum = iSum + iCount;
}
或者在表达式 3 处执行循环变量自加操作两次： 
for(iCount = 1; iCount < 100; iCount++, iCount++) {
    iSum = iSum + iCount;
}

也就是说，表达式 1 和表达式 3 都可以是逗号表达式。在逗号表达式内按照自左至右顺序求解，整个逗号表达式的值为其最右边的表达式的值。例如： 
for(iCount=1;iCount<100;iCount++,iCount++)
就相当于： 
for(iCount=1;iCount<100;iCount=iCount+2)

【实例】在本实例中，为变量赋初值的操作都放在 for 语句中，并且对循环变量进行两次自加操作，这样所求出的结果就是所有偶数的和。 
#include <stdio.h>
int main()
{
    int iCount, iSum; /* 定义变量 */
    /* 在 for 循环中，为变量赋值，对循环变量进行两次自增运算 */
    for(iSum = 0, iCount = 0; iCount <= 100; iCount++, iCount++)
    {
        iSum = iSum + iCount; /* 进行累加计算 */
    }
    printf("the result is: %d\n", iSum); /* 输出结果 */
    return 0;
}
在程序代码中，在 for 语句中对变量 iSum、iCount 进行初始化赋值。每次循环语句执行完后进行两次 iCount++ 操作，最后将结果输出。

运行程序，结果为：

the result is: 2550

注意，浮点值的误差是不可避免的，如果在 for 循环的条件表达式中使用浮点值，那么将导致数值错误。因此，建议开发者不要使用浮点类型定义 for 语句的循环变量。

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