5. 流程控制（二）：while循环、do-while循环、for循环、break与continue、循环嵌套

循环，说白了就是让计算机反复干同一件事。你让它打印100遍"Hello"，它绝不会喊累。但写代码的人得想清楚：什么时候停？怎么停？停不下来怎么办？

我刚开始学C语言时，觉得循环不就是个"重复执行"嘛，有啥好讲的。直到有一次写串口接收程序，循环条件写反了，程序直接卡死，板子上的LED灯疯狂闪烁——嗯，从那以后我再也不敢小看循环了。

5.1 while循环：先判断，再执行

while循环的格式很简单：

while (条件表达式) {
    // 循环体
    // 当条件为真时反复执行
}

它的执行逻辑是：先判断条件，条件成立才进入循环体。如果一开始条件就不成立，循环体一次都不执行。

举个例子，我想计算1加到100：

#include <stdio.h>

int main() {
    int i = 1;
    int sum = 0;
    
    while (i <= 100) {
        sum += i;
        i++;
    }
    
    printf("1+2+...+100 = %d\n", sum);
    return 0;
}

这里有个关键点：循环变量i必须在循环体内更新。如果你忘了写i++，i永远等于1，条件永远成立——死循环就来了。

5.2 do-while循环：先执行，再判断

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
} while (条件表达式);

注意末尾有个分号，别漏了。我见过不少新手在这里栽跟头。

什么时候用do-while？比如你要从键盘读取数据，直到读到合法值为止。先读一次，如果不对再继续读：

int value;
do {
    printf("请输入一个正数：");
    scanf("%d", &value);
} while (value <= 0);

我个人习惯是：能确定至少执行一次的场景，用do-while；否则用while。这样代码意图更清晰。

5.3 for循环：最常用的循环

for循环把初始化、条件判断、循环变量更新都写在一行里：

for (初始化; 条件; 更新) {
    // 循环体
}

还是1加到100的例子，用for写更紧凑：

int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 100; i++) {
    sum += i;
}

三个部分都可以省略，但分号不能省。比如 for(;;) 就是死循环——我有时在嵌入式主循环里这么写，配合break跳出。

5.4 break与continue：循环的"刹车"和"跳过"

这两个关键字是循环里的控制利器。

• break：立即跳出整个循环，不再执行后续迭代。
• continue：跳过本次循环的剩余部分，直接进入下一次迭代。

看个例子：

for (int i = 1; i <= 10; i++) {
    if (i == 5) {
        break;  // i等于5时跳出循环
    }
    printf("%d ", i);
}
// 输出：1 2 3 4

for (int i = 1; i <= 10; i++) {
    if (i == 5) {
        continue;  // i等于5时跳过本次，继续下一次
    }
    printf("%d ", i);
}
// 输出：1 2 3 4 6 7 8 9 10

我在项目中遇到过一个问题：用break跳出嵌套循环时，它只跳出最内层循环。如果你要跳出多层，要么用goto（不推荐），要么加一个标志变量。

5.5 循环嵌套：循环里面套循环

循环嵌套很常见，比如打印九九乘法表：

for (int i = 1; i <= 9; i++) {
    for (int j = 1; j <= i; j++) {
        printf("%d*%d=%2d ", j, i, i*j);
    }
    printf("\n");
}

外层循环控制行数，内层循环控制每行的列数。嵌套层数多了，时间复杂度会急剧上升——三层循环就是O(n³)，数据量一大就卡死。

我记得有一次做图像处理，用了四层嵌套循环处理640×480的图像，结果一帧要算好几秒。后来优化成查表法，才降到毫秒级。所以嵌套循环虽好用，但别滥用。

5.6 三种循环的选择建议

循环类型	适用场景	执行次数
while	条件驱动，不确定次数	0次或多次
do-while	至少执行一次	1次或多次
for	已知循环次数	0次或多次

说白了，for循环用得最多，因为它结构清晰。while适合"等到某个条件成立就停"的场景。do-while用得最少，但某些场景下它是唯一选择。

5.7 知识体系图

下面这张图帮你理清本章的知识脉络：

5.8 避坑指南

• 死循环：循环条件永远为真，或者循环变量不更新。嵌入式开发中偶尔故意用死循环（比如主循环），但一定要有退出机制。
• 循环变量类型：用int没问题，但循环次数超过65535时注意别用short。我吃过这个亏。
• break只跳一层：嵌套循环里想跳出多层？用标志变量或者把循环封装成函数，用return。
• 分号别乱加：for后面加个分号，循环体就成空语句了。比如 for(i=0;i<10;i++); 后面的大括号只执行一次。

循环这东西，写多了自然就熟了。刚开始觉得绕，多写几个例子就通了。记住一点：循环是让计算机干活，不是让你自己干。能用循环解决的问题，别手写重复代码。

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