运算符

运算符是一种告诉编译器执行特定的数学或逻辑操作的符号。具体可分为以下几类：

• 算术运算符：加+, 减-, 乘*, 除/, 取余%, 加加++, 减减–;
• 关系运算符：等于==, 不等于!=, 大于>, 小于<, 大于等于>=, 小于等于<=;
• 逻辑运算符：逻辑非!, 逻辑与&&, 逻辑或||;
• 位运算(二进制的运算符)：位与&, 位或|, 异或 ^, 取反~,左移运算<<(箭头指向左边，即在二进制表示中表示向高位移动，在数学运算中表示乘), 右移运算>>(箭头指向右边，即在二进制表示中表示向低位移动，在数学运算中表示除);

运算符	操作描述
位与 &	0&0=0 0&1=0 1&0=0 1&1=1
位或 |	0 | 0=0 0 | 1=1 1 | 0=1 1 | 1=1
异或 ^	0^0=0 0^1=1 1^0=1 1^1=0
取反 ~	~1 = -2 ~0 = -1
左移 <<	将一个运算对象的各二进制位全部左移若干位（左边的二进制位丢弃，右边补0
右移 >>	将一个数的各二进制位全部右移若干位，正数左补0，负数左补1，右边丢弃。

• 赋值运算符: =
• 杂项运算符:
  sizeof()返回变量所占内存的大小;
  &用于指针取地址;
  * 用于指针变量的定义;
  条件表达式？:,条件？是的结果:不是的结果

判断

if…else…语句

1. 单级if…else…语句

if(判断条件){表达式1;
}else{表达式2;
}

2. 多级if…else…语句

if(判断条件1){表达式1;
}else if(判断条件2){表达式2;...
}else if(判断条件n)表达式n;
else{表达式n+1;
}

switch…case…语句

该语句主要用于离散整数变量类型的条件判断。语句运行至第一个break语句出现为止。若语句中无break，则在满足条件处一直执行至所有语句结束。语法可写为：

switch(控制表达式type){//(1)case 1://(2)表达式1;//(3)case 2:表达式2;...case n:表达式n;default:表达式n+1;
}
//该处控制表达式只能是整数型的结果
//case 1等价于if(type==1)
//此处表达式可无，如无的情况则表示该种情况同下一种情况执行同一个表达式。

【代码示例】划分小时输出早上好，中午好，晚上好，睡眠中。

#include <stdio.h>
/*6-11点为上午好
12点为中午好
11-18点为下午好
19-23点为晚上好
24点-5点为睡眠中*/ 
int main(){int type;printf("请输入一个小时数：");while(scanf("%d", &type)!=EOF){switch(type){case 6:case 7:case 8:case 9:case 10:case 11:printf("上午好！\n");break;case 12:printf("中午好！\n");break;case 13:case 14:case 15:case 16:case 17:case 18:printf("下午好！\n");break;case 19:case 20:case 21:case 22:case 23:printf("晚上好！\n");break;case 24:case 1:case 2:case 3:case 4:case 5:printf("睡眠中~~~！\n");break; }printf("请输入一个小时数：");}return 0; 
}

结果演示为：

请输入一个小时数：3
睡眠中~~~！
请输入一个小时数：7
上午好！
请输入一个小时数：12
中午好！
请输入一个小时数：13
下午好！
请输入一个小时数：23
晚上好！

条件语句举例

【例】分别使用if…else语句与switch…case语句判断学生成绩。其中判断规则为：
90-100: A+
80-89: A
70-79: B
60-69: C
59及以下为D

方法一：if…else语句

#include <stdio.h>
int main(){
printf("请输入一个学生成绩：");
int score;
scanf("%d",&score);
if(score>90 && score<=100){printf("该生成绩等级为A+！");	
}else if(score>80){printf("该生成绩等级为A！");
}else if(score>70){printf("该生成绩等级为B！");	
}else if(score>60){printf("该生成绩等级为C！");
}else{printf("该生成绩等级为D！");
}
return 0;
}

方法二：switch…case语句

#include <stdio.h>
int main(){
printf("请输入一个学生成绩：");
int score, type;
scanf("%d",&score);
type = score/10;
switch(type){case 10:case 9:printf("该生成绩等级为A+！");break;case 8:printf("该生成绩等级为A！");break;case 7:printf("该生成绩等级为B！");break;case 6:printf("该生成绩等级为C！");break;default:printf("该生成绩等级为D！");
}
return 0;
}

循环

用于多次执行同一段代码。C语言循环类型有三种：

1. while 循环
2. do … while 循环
3. for 循环

while循环

代码语句可写为：

while(判断条件){循环体；
}

【注】：该循环首先判断条件，条件满足再执行循环体，条件不满足时跳出循环体。如果条件不满足，循环体一次都不执行。

do…while 循环

代码语句可写为：

do{循环体；
}while(判断条件);

【注】：1. 该循环先执行循环体，再判断条件，若条件满足继续执行循环体，条件不满足时跳出循环体。即使条件不满足，循环体也会执行一次。2. 循环结构末尾的分号不可忘。

for循环

代码语句可写为：

for(循环体变量；变量范围；变量叠加表达式){循环体；
}

【注】：该种类型的循环通常用于已明确循环次数的情况。
令：for循环中(循环体变量；变量范围；变量叠加表达式)循环体变量、变量范围、变量叠加表达式都是可以省略的，此种情况下程序不会报错，但会陷入无限循环的状态，Ctrl+C可终止一个无限循环。
【代码示例】使用for循环计算1到$n$的连加和。自行设定$n$的大小。

#include <stdio.h>
int main(){int n;printf("请输入一个整数n：");scanf("%d",&n);int i, sum = 0;for(i = 1; i <= n; i++){sum += i;printf("1到%d的叠加和为%d\n",i,sum);}printf("1到n的加和sum = %d\n",sum);
}

输出结果为

请输入一个整数n：6
1到1的叠加和为1
1到2的叠加和为3
1到3的叠加和为6
1到4的叠加和为10
1到5的叠加和为15
1到6的叠加和为21
1到n的加和sum = 21

循环举例

【例 1】分别使用三种类型循环方式完成下列题目。

数字特征值

题目描述 对数字求特征值是常用的编码算法，奇偶特征是一种简单的特征值。对于一个整数，从个位开始对每一位数字编号，个位是1号，十位是2号，以此类推。这个整数在第n位上的数字记作x，如果x和n的奇偶性相同，则记下一个1，否则记下一个0。按照整数的顺序把对应位的表示奇偶性的0和1都记录下来，就形成了一个二进制数字。比如，对于342315，这个二进制数字就是001101。

这里的计算可以用下面的表格来表示：

数字	3	4	2	3	1	5
数位	6	5	4	3	2	1
数字奇偶	奇	偶	偶	奇	奇	奇
数位奇偶	偶	奇	偶	奇	偶	奇
奇偶一致	0	0	1	1	0	1
二进制位值	32	16	8	4	2	1

要求：输入一个非负整数，整数的范围是[0,1000000]，然后按照上述算法计算出表示奇偶性的那个二进制数字，输出它对应的十进制值。

提示：将整数从右向左分解，数位每次加1，而二进制值每次乘2。

输入格式:

一个非负整数，整数的范围是[0,1000000]。

输出格式：

一个整数，表示计算结果。

输入样例：

342315

输出样例：

13
【代码解答】

1. while循环

#include <stdio.h>
#include <math.h>
int main(){int number;scanf("%d",&number);//首先输入一个整数int count = 0;//记录所输入数字的位数int digit;//记录每位上的数字int binary;//记录位数与该位上的数字奇偶性判断后的二进制数字int ret = 0;//需要输出的十进制数字while(number > 0){digit = number%10;count ++;if((digit+count)%2==0){//奇偶性相同时该位上的数字与位数和一定为偶数binary = 1;	}else{binary = 0;}ret = ret + binary*pow(2,count-1);/*pow()幂函数包含于math.h的头文件中*/number /= 10;}printf("%d\n", ret);
}

2. do…while循环

将while(number > 0){digit = number%10;count ++;if((digit+count)%2==0){binary = 1;	}else{binary = 0;}ret = ret + binary*pow(2,count-1);number /= 10;}更改为：do{digit = number%10;count ++;if((digit+count)%2==0){binary = 1;	}else{binary = 0;}ret = ret + binary*pow(2,count-1);number /= 10;}while(number > 0);

3. for循环

#include <stdio.h>
#include <math.h>
int main(){int number;scanf("%d",&number);//首先输入一个整数int count = 0;//记录所输入数字的位数int digit;//记录每位上的数字int binary;//记录位数与该位上的数字奇偶性判断后的二进制数字int ret = 0;//需要输出的十进制数字for(;;){digit = number%10;count ++;if((digit+count)%2==0){//奇偶性相同时该位上的数字与位数和一定为偶数binary = 1;	}else{binary = 0;}ret = ret + binary*pow(2,count-1);number /= 10;/*此循环不包含判断变量，若不包含if判断，循环将一直进行下去，无法输出*/if(number<=0){break;}/*----------------------------------------------------*/}printf("%d\n", ret);
}

【例2】输出100以内的素数。

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

【例3】输出前从小到大的前50个素数。

#include <stdio.h>
int main(){int x = 2;int cnt = 0;for(x = 2; cnt < 50; x++){int i;int isPrime = 1;for(i = 2; i < x; i++){if(x%i==0){isPrime = 0;break;}}if(isPrime == 1){printf("%d ",x);cnt ++;}}return 0;
} 

【例4】设计程序计算$1-\frac{1}{2}+\frac{1}{3}-\frac{1}{4}....\frac{1}{n}$ 的结果。

#include <stdio.h>
int main(){int n;scanf("%d",&n);int i;double sum = 0.0;double sign = 1.0;for(i = 1; i <= n; i++){sum += sign/i; sign = -sign;} printf("前%d项的和为：%lf\n", n, sum);return 0;
}

break 与 continue语句

1. 通常在条件判断语句特别是switch…case语句中与循环语句中需要使用break语句，用以停止程序或跳出循环。
2. 在循环结构中，另一常用语句为continue，用以告诉一个循环体立刻停止本次循环迭代，重新开始下次循环迭代。

goto语句

goto语句多用于多层循环的情况。用于直接退出多层循环。
【例5】找出一种方案使用1角，2角，5角组合成一个输入的小于10元的金额。

#include <stdio.h>
int main(){int x;int one, two, five;scanf("%d", &x);for(one = 1; one < x*10; one++){for(two = 1; two < x*10/2; two++){for(five = 1; five < x*10/5; five++){if(one+two*2+five*5==x*10){printf("可以用%d个1角加%d个2角加%d个5角得到%d元\n",one, two, five, x);goto out;}}}}
out:return 0;
}

娱乐阶段：条件判断与循环示例----猜数字。

题目描述: 系统根据时间随机产生一个100以内的整数，请你猜出该数字是几？

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>int main(){srand(time(0));int number = rand()%100+1;/*产生100以内的随机数*/int count = 0;int a = 0;printf("我已经想好了一个1到100之间的数啦，请准备猜吧！");do{printf("请猜这个1到100之间的数是多少：");scanf("%d",&a);count ++;if(a > number){printf("你猜的数大了。");}else if(a < number){printf("你猜的数小了。");}	}while(a != number);printf("哇塞，你用了%d次猜对了答案。\n", count);return 0;
}

参考文献

[1] 中国大学MOOC之翁凯版《程序设计入门——C语言》。链接
[2] C|菜鸟教程。链接