while和do while循环，C语言while和do while循环详解

当循环体中的语句多于一条时，要用 {} 把这些语句括起来形成一条复合语句，如下所示。

当循环体为一条简单语句时，可以省略 {}，即:

while 循环的执行流程为，首先判断循环控制表达式 Exp_cntrl 的值，当该表达式的值为逻辑真（非 0）时，会一直执行循环体，直到表达式的值为逻辑假（0）才结束循环。

while 循环流程图如图 1 所示。

图 1

通常把循环控制表达式 ExP_cntrl 中含有的变量，称为循环控制变量。为了避免程序陷入死循环，必须要有能改变循环控制变量的语句，使循环控制表达式 Exp_cntrl 的值趋于逻辑假，以便使循环趋于终止。

【例 1】统计输出 100 以内的所有奇数之和。

分析：本题是重复执行“把 100 以内的当前奇数 1、3、5、7，… 累加求和”的相似操作，故采用循环结构。循环算法的关键是要确定循环条件表达式和循环体。

循环控制变量及初始条件确定：由题意可知，奇数 i 作为循环控制变量，初值为第一个奇数，即 i=1。另外，还有求和变量 sum=0。

循环条件表达式的确定：循环控制变量 i 为 [1,100] 间的奇数。故循环条件表达式为 i<=100。

循环体确定：该题循环体中包含以下两部分操作。

• 把当前奇数变量 i 累加到求和变量 sum 中，即 sum+=i;
• 为计算当前奇数的下一个奇数做准备，也就是控制变量的增量部分，即 i+=2。

流程图如图 2 所示。

图 2 流程图

实现代码如下：

#include<stdio.h>
int main (void){
    int sum=0,i=1; //i初始为第一个素数
    while (i<=100) //循环执行的判断条件
    {
        sum+=i;
        i+=2; //控制变量的增量
    }
    printf("sum=%d\n",sum);
    return 0;
}

运行结果为：sum=2500

需要说明的是，必须在零的基础上进行累加，故 sum 需要初始化为 0，否则将是无意义的随机值。循环控制条件不必刻意去思考最后一个奇数是否包含 100，让程序根据奇数的定义及相邻奇数的差值自行计算确定 100 以内的最后一个奇数。

do-while循环

do-while 循环的格式如下。

当循环体为一条简单语句时，可以省略 {}，即:

注意，在 do-while 结构中，while 括号后的分号不能丟。

do-while 循环的执行流程是：首先无条件地执行一次循环体，然后再根据循环控制表达式的值来判断是否继续执行循环体。若为真，则继续执行；若为假，则停止执行，退出 do-while 循环。也就是说，do-while 循环至少执行一次循环体。

do-while 循环和 while 循环的主要差别是：前者至少执行一次循环体，后者有可能一次也不执行循环体。

do-while 循环的执行流程图，如图 3 所示。

图 3 do-while 循环流程图

do-while 循环主要用在一直进行尝试性的操作，直到满足条件为止的情景。

【例 2】编程实现猜数字游戏，假设谜底为 0〜10 的整数，猜谜者每次输入一个整数，直到猜对为止。

分析：本题属于先输入所猜数字才能判断是否猜中，如果猜中，游戏结束，如果没猜中，继续猜，直到猜中为止。故该题符合 do-while 循环的使用场景。

实现代码为：

#include<stdio.h>
int main (void){
    int pwd=7,gs; //pwd:谜底
    printf ("\tGames Begin\n");
    do{
        printf("Please guess (0~10):");
        scanf("%d",&gs);
    }while(gs!=pwd);
    printf ("\tSucceed!\n");
    printf ("\tGaines over\n");
    return 0;
}

运行结果：
                 Games Begin
         Please guess (0~10):3
         Please guess (0~10):5
         Please guess (0~10):8
         Please guess (0~10):7
                 Succeed!
                 Gaines over

while和do-while的等价关糸

在多数情况下，while 循环和 do-while 循环是等价的，如下例所示。

【例 3】计算表达式 1-1/2+1/3-1/4+1/5-----1/100 的值。

分析：通过观察可以发现，该表达式是把分母从 1 开始到 100 为止的所有数据项：1、-1/2、1/3、…、-1/100 累加求和。也就是说先判断分母是否小于等于 100，如果是，再组建该项，并把该项累加到求和变量上。符合循环条件前置的特点，故可选择 while 循环实现。

实现代码：

#include<stdio.h>
int main (void)
{
    double s=0.0, item;
    int sign=1,n=1; //n：分母
    while(n<=100)
    {
        item=sign*(1.0/n); //组建当前项，注意1.0的作用
        s+=item; //累加当前项
        sign*=-1; //改变下一项的符号位
        n++; //改变下一项的分母
    }
    printf("sum=%lf\n",s); //double的格式控制符为％lf
    return 0;
}

运行结果：sum=0.688 172

再次分析：由于事先知道求和变量 s 中至少包含一项 1，故第一次累加的分母判断条件可以去掉，从第二项开始，首先判断分母是否小于等于 100，再组项，然后累加。故该例子也符合循环条件后置的情况，所以本例也可以使用 do-while 循环，实现求该表达式的值。

实现代码为：

#include<stdio.h>
int main (void)
{
    double s=0.0,item;
    int sign=1,n=1;
    do
    {
        item=sign*(1.0/n); //n:分母
        s+=item; //组建当前项，注意1.0的作用
        sign*=-1;
        n++;
    }while(n<=100);
    printf("sum=%lf\n",s);
    return 0;
}

运行结果为：sum=0.688172

注意，每一项的组建均是：分数值（分子与分母相除的结果）与符号位相乘的结果，尽管在本例中写成 term=sign*1.0/n; 同样能得到正确结果，但不提倡这种写法。建议分数值表示部分显式加上括号，即：item=sign*(1.0/n); 这是一种规范的写法，这样可避免因编译器的差异而造成结果不确定的情况，即增强了代码的可移植性。

另外，参考代码 item=sign*(1.0/n); 中的 1.0 如果误写成 1，即 item=sign*(1/n); 则输出错误结果：sum=1.000 000。原因是除了第一项 n 为 1 时，1/n=1 外，其余当 n≥2 时，1/n 分子、分母同为整数值，结果为取整，故从第二项开始每一项的结果均为 0。

while 和 do-while 的不等关糸

并不是所有的 while 循环都可等价替换为 do-while 循环结构。当 while 循环第一次循环条件就不满足时，此时不能把该 while 循环转换为 do-while 循环。如例 4 所示。

【例 4】分析如下两段代码的输出结果，总结 while 循环和 do-while 循环的差异。

实现代码 1：

#include<stdio.h>
int main (void)
{
    int s=0,i=15;
    while(i<=10)
    {
        s+=i;
        i++;
    }
    printf ("s=%d\n",s);
    return 0;
}

实现代码 2：

#include<stdio.h>
int main (void)
{
    int s=0,i=15;
    do
    {
        s+=i;
        i++;
    }while(i<=10);
    printf("s=%d\n",s);
    return 0;
}

分析：实现代码 1：使用 while 循环结构，循环判断条件前置，先判断 i 是否满足小于等于 10 时，如果满足，则把 i 累加到 3 上；否则，循环结束。本例中i初始为 15，不满足 i 小于等于 10，故循环体一次也不执行。s 为 0。

实现代码 2：使用 do-while 循环结构，循环判断条件后置，先无条件执行一次循环体，即先把 i 的初始值 15 累加到 s 上，i 自增 1 变为 16，然后判断 i 的值 16 是否小于等于 10，结果为假，故循环终止。s 的值为 15。