第9章循环结构之while与do-while

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第9章：循环结构之while与do-while

循环，说白了就是让计算机反复干同一件事。你想想看，如果让你写一个程序，要打印1到100的数字，难道真要写100行printf？当然不。这时候循环就派上用场了。

我个人习惯把循环分成两类：一类是「先判断再干活」，另一类是「先干一次再说」。前者是while，后者是do-while。嗯，咱们一个一个聊。

9.1 while循环：先看门再进门

while循环的语法很简单：

while (条件表达式) {
    // 循环体
    // 这里放要重复执行的代码
}

它的执行流程是这样的：先判断条件是否为真，如果为真就执行循环体，执行完再回来判断条件。如果条件一开始就是假，那循环体一次都不执行。

我在项目中遇到过这样一个场景：需要等待一个硬件寄存器置位，才能继续往下走。用while就很合适：

while (!(REG_STATUS & 0x01)) {
    // 等待硬件就绪
    // 可以加个超时保护，防止死等
}

这里要注意，如果硬件一直没就绪，程序就卡死了。所以我一般会在while循环里加个计数器做超时处理。

⚠️ 死循环陷阱

while循环最常见的坑就是忘记改变条件变量。比如：

int i = 0;
while (i < 10) {
    printf("%d\n", i);
    // 忘了写 i++，循环永远跑不完
}

我曾经调试过一个bug，就是同事在while循环里忘了更新循环变量，结果程序跑飞了。排查了整整一下午。

9.2 do-while循环：先进门再看门

do-while和while的区别就一句话：do-while至少执行一次循环体。

do {
    // 循环体
    // 至少执行一次
} while (条件表达式);

注意这里有个分号，很多人会漏掉。我刚开始学C语言时就犯过这个错，编译报错还一脸懵。

什么时候用do-while？我举个例子。比如你要从用户那里读一个数字，要求必须在1到100之间。用do-while就很自然：

int num;
do {
    printf("请输入一个1-100之间的数字：");
    scanf("%d", &num);
} while (num < 1 || num > 100);

你看，先让用户输入一次，如果不对再继续问。如果用while，就得先给num赋个初值，比如num = 0，然后才能进循环。多了一步，不优雅。

💡 我的选择习惯

我个人习惯：如果循环体至少需要执行一次，就用do-while；如果可能一次都不执行，就用while。说白了就是看场景。

9.3 while与do-while的对比

特性	while	do-while
判断时机	先判断，后执行	先执行，后判断
最少执行次数	0次	1次
适用场景	条件控制严格，可能不需要执行	至少需要执行一次
语法注意	无分号	while后有分号

9.4 循环的嵌套

循环嵌套，就是循环里面套循环。最常见的就是用两个for循环打印九九乘法表。但while和do-while也可以嵌套。

我记得有一次做嵌入式项目，需要扫描一个8x8的LED矩阵。外层循环控制行，内层循环控制列。用while嵌套写出来是这样的：

int row = 0;
while (row < 8) {
    int col = 0;
    while (col < 8) {
        // 点亮第row行第col列的LED
        led_on(row, col);
        col++;
    }
    row++;
}

嵌套循环要注意的是：内层循环的变量不要和外层冲突。我见过有人内外都用i，结果内层把外层i改了，外层循环直接乱套。

    🔑 嵌套循环的关键点
    内外层循环变量要不同名
内层循环要完整执行完，外层才会进入下一次
嵌套层数不要太深，超过3层代码可读性就差了
可以用break跳出内层循环，但不会影响外层

9.5 实战：用while实现一个简易菜单

嵌入式设备里经常要用到菜单循环。用户选一个功能，执行完再回到菜单。用do-while就很合适：

int choice;
do {
    printf("===== 菜单 =====\n");
    printf("1. 显示温度\n");
    printf("2. 显示湿度\n");
    printf("3. 退出\n");
    printf("请选择：");
    scanf("%d", &choice);
    
    switch (choice) {
        case 1:
            printf("当前温度：25.3°C\n");
            break;
        case 2:
            printf("当前湿度：60%%\n");
            break;
        case 3:
            printf("正在退出...\n");
            break;
        default:
            printf("无效选择，请重新输入\n");
    }
} while (choice != 3);

你看，菜单至少显示一次，用户选3才退出。这就是do-while的典型用法。

9.6 避坑指南

我这些年写C代码，在循环上踩过的坑不少。挑几个典型的说说：

忘记更新循环变量：while(i < 10)里忘了写i++，直接死循环。我曾经在调试一个电机控制程序时，就因为少写了一行i++，电机一直转停不下来。
分号问题：while后面不小心加了个分号，比如while(i < 10);，循环体就变成空语句了。这种bug很难查，因为编译不报错。
嵌套循环变量冲突：内外层用了同一个变量名，内层改了外层也受影响。我建议外层用i，内层用j，养成习惯。
do-while漏分号：while后面那个分号很容易忘，编译会报错，但新手经常找不到原因。

💡 调试小技巧

如果怀疑循环有问题，可以在循环体里加个printf打印循环变量的值。虽然土，但管用。嵌入式里可以用串口打印。

9.7 本章知识体系

下面这张图帮你理清while和do-while的关系：

嗯，while和do-while就这些内容。记住核心区别：while可能一次都不执行，do-while至少执行一次。选哪个，看你的场景。

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