根据提供的文档信息，本篇文章将围绕C语言中的循环结构展开，包括`while`循环、`do-while`循环以及`for`循环，并介绍辅助控制语句`break`的使用方法。
### 一、while循环
#### 1. 基本形式与执行流程
`while`循环的基本形式为：
```c
while(条件表达式) {
循环体语句;
}
```
执行流程如下：
1. 计算条件表达式的值。
2. 如果条件表达式的值为真（非0），则执行循环体中的语句；如果条件表达式的值为假（0），则结束循环，执行循环之后的语句。
3. 返回步骤1继续循环，直至条件表达式的值为假。
#### 2. 示例分析
以下代码示例展示了如何使用`while`循环计算从1累加到100的结果：
```c
#include <stdio.h>
int main() {
int i = 1, sum = 0;
while (i <= 100) {
sum += i;
i++;
}
printf("sum=%d\n", sum);
return 0;
}
```
此段代码首先初始化变量`i`为1和`sum`为0，然后在`i`小于等于100的条件下，不断累加`i`到`sum`中，并且每次循环结束后`i`自增1。循环结束后，打印出`sum`的值，即1至100所有整数的累加和5050。
#### 3. 特点与注意事项
- 循环体为紧跟`while`后面的一条语句。
- 循环体可能一次也不执行，取决于初始条件。
- 当条件表达式的值始终为真时，会发生无限循环。
- `while`循环适用于条件未知时的情况。
### 二、do-while循环
#### 1. 基本形式与执行流程
`do-while`循环的基本形式为：
```c
do {
循环体语句;
} while(条件表达式);
```
执行流程如下：
1. 执行循环体语句。
2. 计算条件表达式的值。
3. 如果条件表达式的值为真（非0），则返回步骤1继续循环；如果条件表达式的值为假（0），则结束循环，执行循环之后的语句。
#### 2. 示例分析
以下代码示例展示了如何使用`do-while`循环计算从1累加到100的结果：
```c
#include <stdio.h>
int main() {
int i = 1, sum = 0;
do {
sum += i;
i++;
} while (i <= 100);
printf("sum=%d\n", sum);
return 0;
}
```
这段代码与上文`while`循环示例相似，不同之处在于`do-while`循环会先执行循环体内的语句再判断条件表达式。这意味着即使首次循环时条件表达式为假，`do-while`循环也会至少执行一次循环体内的语句。
#### 3. 特点与注意事项
- `do-while`循环至少会执行一次循环体。
- 可以将`do-while`循环转换为等价的`while`循环结构。
### 三、for循环
#### 1. 基本形式与执行流程
`for`循环的基本形式为：
```c
for(初始化表达式; 条件表达式; 更新表达式) {
循环体语句;
}
```
执行流程如下：
1. 执行初始化表达式。
2. 计算条件表达式的值。
3. 如果条件表达式的值为真（非0），则执行循环体中的语句；如果条件表达式的值为假（0），则结束循环，执行循环之后的语句。
4. 执行更新表达式。
5. 返回步骤2继续循环，直至条件表达式的值为假。
#### 2. 示例分析
以下代码示例展示了如何使用`for`循环计算从1累加到100的结果：
```c
#include <stdio.h>
int main() {
int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 100; i++) {
sum += i;
}
printf("sum=%d\n", sum);
return 0;
}
```
这段代码利用`for`循环的简洁性，通过单行代码完成了循环的初始化、条件判断和更新操作。循环体内仅包含累加操作。
#### 3. 特点与注意事项
- `for`循环的初始化、条件判断和更新操作可以在一行内完成。
- 各表达式均可省略，但分号不可省略。
- 可以创建无限循环：`for(;1;)` 或 `for(;;)`。
- `for`循环可以转换为等价的`while`循环结构。
### 四、辅助控制语句：break
#### 1. 功能与用法
`break`语句的作用是立即终止并跳出当前循环体或开关体。它只对最近一层的循环或`switch`有效，不能用于其他语句。
#### 2. 示例分析
以下代码示例展示了如何使用`break`语句提前结束循环：
```c
#include <stdio.h>
#define PI 3.14159
int main() {
int r;
float area;
for (r = 1; r <= 10; r++) {
area = PI * r * r;
if (area > 100) {
break;
}
printf("r=%d, area=%.2f\n", r, area);
}
return 0;
}
```
该程序计算并输出了半径从1递增到10的圆的面积，当面积超过100时使用`break`语句终止循环。这使得程序能够有效地避免不必要的计算。
通过以上对`while`、`do-while`和`for`循环的详细介绍以及`break`语句的应用，我们可以看到这些循环结构在C语言编程中的重要作用及其灵活性。掌握这些循环结构不仅有助于编写更高效的代码，还能帮助程序员更好地理解和解决问题。
