C语言程序的三种基本结构（附带示例）

按照代码的执行顺序，或者执行流程，我们可以将C语言程序分成三种基本结构，分别是顺序结构、选择结构和循环结构：

• 顺序结构就是按照从头到尾的顺序依次执行每一条C语言代码，不重复执行任何代码，也不跳过任何代码。
• 选择结构也称分支结构，就是程序出现了“岔路口”，会有选择性的执行部分代码，而忽略其它代码；换句话说，程序可以跳过没用的代码，只执行有用的代码。
• 循环结构就是让程序“杀个回马枪”，不断地重复执行同一段代码。

除了这三种基本结构，C语言其实还有第四种结构，就是跳转结构（通过 goto 语句实现），它允许程序跳转到任意一条代码，然后从此处开始执行。不过，频繁使用跳转结构会使得程序的逻辑变得复杂难懂，调试费劲，所以现在已经不推荐使用跳转结构了。

在大学教材，或者考试题目中，通常只会提到“三种基本结构”，很少涉及第四种结构。

1. 顺序结构

顺序结构是最简单的程序结构，也是代码默认的执行顺序。在程序结构中，程序会按照代码的书写顺序从上到下、从左到右依次执行每一条语句。顺序结构的代码就是傻瓜式执行，没有任何拐弯抹角。

本教程前面的代码都是顺序结构，这是初学者最先接触的程序结构。

下面是一个顺序结构的示例，展示了如何计算长方形的面积：

#include <stdio.h>

int main() {
    float length, width, area;
    
    length = 5.0;
    width = 3.0;
    area = length * width;
    
    printf("长方形的面积是：%.2f\n", area);
    
    return 0;
}

输出结果：

长方形的面积是：15.00

在这个例子中，程序按照顺序执行以下步骤：声明变量、赋值、计算面积、打印结果。每一步都依次执行，不忽略任何代码，也不重复任何代码。

2. 分支结构

在C语言中，我们可以设置一个条件，让程序根据不同的条件执行不同的代码块，这就是分支结构。分支结构就像岔路口，你可以往左走，也可以往右走；具体要怎么走，得根据给出的条件来判断。

C语言有三种方式来实现分支结构，分别是 if else 语句、switch case 语句、三目运算符? :。

下面的例子使用了 if else 分支结构，用来判断一个数是否是偶数：

#include <stdio.h>

int main() {
    int number;
    
    printf("请输入一个整数：");
    scanf("%d", &number);
    
    if (number % 2 == 0) {
        //这是第一个代码块
        printf("%d 是偶数。\n", number);
    } else {
        //这是第二个代码块
        printf("%d 是奇数。\n", number);
    }
    
    return 0;
}

输出结果（假设输入为 7）：

请输入一个整数：7↙
7 是奇数。

在这个例子中，程序根据「输入的数字是否能被 2 整除」来决定执行哪个代码块，也即{ }中的代码。if 语句检查条件number % 2 == 0，如果它的结果为真，则执行第一个代码块，否则执行 else 后的代码块。

3. 循环结构

C语言循环结构允许程序重复地执行某个代码块，直到满足特定的条件才会终止。循环结构非常适合处理需要重复执行的任务，比如遍历数组、计算累加的和、分析每一条日志等。

C语言提供了三种主要的循环结构，分别是 for 循环、while 循环和 do while 循环。

下面的例子使用 for 循环来计算从 1 加到 100 的和：

#include <stdio.h>

int main() {
    int sum = 0;
    
    for (int i = 1; i <= 100; i++) {
        //这是重复执行的代码块
        sum += i;
    }
    
    printf("1 到 100 的和是：%d\n", sum);
    
    return 0;
}

输出结果：

1 到 100 的和是：5050

在这个例子中，for 循环初始化变量 i 为 1，每次循环 i 增加 1，直到 i 大于 100 时停止。循环体内将每次的 i 值加到 sum 中，最终得到 1 到 100 的和。

4. 跳转结构

跳转结构通过 goto 语句实现，它允许程序无条件地跳转到代码中的任意位置，然后从此处开始执行。虽然 goto 语句用起来非常灵活，但是它往往使得程序的逻辑变得混乱难懂，所以现在已经不推荐使用了。

下面的例子中，我们使用 goto 语句跳出嵌套循环：

#include <stdio.h>

int main() {
    int i, j;
    
    for (i = 1; i < 5; i++) {
        for (j = 1; j < 5; j++) {
            if (i == 2 && j == 2) {
                goto end_loop;
            }
            printf("i = %d, j = %d\n", i, j);
        }
    }
    
end_loop:
    printf("跳出循环\n");
    
    return 0;
}

输出结果：

i = 1, j = 1
i = 1, j = 2
i = 1, j = 3
i = 1, j = 4
i = 2, j = 1
跳出循环

在这个例子中，当 i 和 j 都等于 2 时，会执行 goto 语句，直接跳到 end_loop 标签处，然后执行它后面的代码。这意味着，整个循环被跳过了，不再执行了。

总结

本文介绍了C语言程序的三种基本结构（顺序结构、选择结构和循环结构），以及一种不常用、不推荐的结构（跳转结构）；对于每种结构，笔者还提供了示例，让大家有一个更加直观的认识。

对于初学者来说，本文中的示例大概率看不懂，不过别着急，接下来的章节我会详细介绍它们的用法，let's go。