C语言学习第二十二天。
3.5 while循环与for循环
在while循环语句
while (表达式)
语句
中，首先求表达式的值。如果其值为真非0，则执行语句，并再次求该表达式的值。这一循环过程一直进行下去，直到该表达式的值为假（0）为止，随后继续执行语句后面的部分。
for (表达式1； 表达式2； 表达式3)
语句
它等价于下列while语句：
表达式1；
while （表达式1）{
语句
表达式3；
}
从语法角度看，for循环语句的3各组成部分都是表达式。最常见的情况是，表达式1与表达式3是赋值表达式或函数调用，表达式2是关系表达式。这三个组成部分中的任何部分都可以省略，但分号必须保留。如果在for语句值哦改河南省略表达式1与表达式3，它就退化成了while循环语句。如果省略测试条件，即表达式2，则认为其值永远是真值，因此，下列for循环语句：
for (; ;) {
...
}
是一个“无限”循环语句，这种语句需要借助其他手段（如break语句或return语句）才能终止。
如何选择主要取决于个人偏好。例如，在下列语句中：
while ((c = getchar()) == ' ' || c == '\n' || c == '\t')
; /* 跳过空白符*/
因为其中没有初始化或重新初始化的操作，所以使用while循环语句更自然一些。
如果语句中需要执行简单的初始化和变量递增，使用for语句更合适一些，它将循环控制语句集中放在循环的开头，结构更紧凑、更清晰。 例如：
for (i = 0; i < n; i++)
...
这是C语言处理数组前n各元素的一种习惯性用法。
下面是将字符串转换为对应数值的函数atoi。它可以处理可选的前导空白符以及一个可选的加（+）或减（-）号。
下面是程序结构，从中可以看出输入的格式：
如果有空白符的话，则跳过
如果有符号的话，则读取符号
取整数部分，并执行转换
其中每一步都对输入数据进行相应的处理，并为下一步的执行做好准备。当遇到第一个不能转换为数字的字符是，整个处理过程终止。
#include
#include
int main() {
printf("%d", atoi(" -123xf2"));
}
/* atoi函数：将s转换为整数型；*/
int atoi(char s[]) {
int i, n, sign;
for(i = 0; isspace(s[i]); i++) /* 跳过空白符 */
;
sign = (s[i] == '-') ? -1 : 1;
if (s[i] == '+' || s[i] == '-') /* 跳过符号 */
i++;
for (n = 0; isdigit(s[i]); i++)
n = 10 * n + (s[i] - '0');
return sign * n;
}
标准库中提供了一个更完善的函数strol, 它将字符串转换为长整型。
把循环控制部分集中在一起，对与多重嵌套循环，优势更为明显。下面的函数是对整型数组进行排序的shell排序算法。shell排序算法是D.L.Shell于1959年发明的，其基本思想是：先比较距离远的元素，而不是向简单交换排序算法那样先比较相邻的元素。这样可以快速减少大量的无序情况，从而减轻后续的工作。被比较的元素之间的距离逐步减少，直到减少为1，这是排序变换成了相邻元素的互换。
#include
void shellsort(int v[], int n);
int main() {
int a[] = {3, 5, 62, 4, 6, 32 , 6};
int i = 0;
shellsort(a, 7);
for (; i < 7; i++)
printf("%d ", a[i]);
}
/* shellsort函数：按递增顺序对v[0]...v[n-1]进行排序 */
void shellsort(int v[], int n) {
int gap, i, j, temp;
for(gap = n/2; gap > 0; gap /= 2)
for (i = gap; i < n; i++)
for(j=i-gap; j>=0 && v[j]>v[j+gap]; j-=gap) {
temp = v[j];
v[j] = v[j+gap];
v[j+gap] = temp;
}
}
该函数中包含一个三重嵌套的for循环语句。最外层的for语句控制两个被比较奥元素之间的距离，从n/2开始，逐步进行对这，直到距离为0.中间层的for循环语句用于在元素间移动位置。最内层for语句用于比较各相对gap个位置的元素，当这两个元素逆序时，把他们互换过来。由于gap的值最终要递减到1，因此所有元素最终都会位于正确的排序位置上。注意，即是最外层for循环的控制变量不是算术级，for语句的书写形式仍然没有变，这就说明for语句具有很强的通用性。
逗号运算符“,”也是C语言优先级最低的运算符，在for语句中经常会用到它。被逗号分隔的一对表达式将按照从左到右的顺序进行求值，各表达式右边的操作数的类型和值即为其结果的类型和值。这样，在for循环语句中，可以将多个表达式放在各个语句成分中，比如同时处理两个循环控制变量。下面以函数reverse(s)来举例。该函数用于倒置字符串s中各个字符的位置。
#include
#include
void reverse(char s[]) ;
int main() {
char a[] = "warning!";
reverse(a);
printf("%s", a);
}
/* reverse函数：倒置字符串s中各个字符的位置 */
void reverse(char s[]) {
int c, i, j;
for(i = 0, j = strlen(s)-1; i < j; i++, j--) {
c = s[i];
s[i] = s[j];
s[j] = c;
}
}
某些情况下的逗号并不是逗号运算符，比如分隔函数参数的逗号，分隔声明中变量的逗号等，这些逗号并不保证各表达式按照从左往右的顺序求值。
应该慎用逗号运算符。逗号运算符最适用于关系紧密的结构中，比如上面的reverse函数的for语句，对于需要在单个表达式中进行多步计算的宏来说也很合适。逗号表达式还适用于reverse函数中的元素的交换，这样，元素的交换过程便可以看成是一个单步操作。
for (i = 0, j = strlen(s)-1; i < j; i++, j--)
c = s[i], s[i] = s[j], s[j] = c;
练习 3-3 编写函数expand(s1, s2) ,将字符串s1中类似于a-z一类的速记符号在字符串s2中扩展为等价的完整列表abc...xyz.该函数可以处理大小写字母和数字，并可以处理a-b-c、a-z0-9于-a-z等类似的情况。作为前导和尾随的-字符原样排印。
#include
void expand(char s1[], char s2[]);
int main() {
char s1[] = "-a-z0-9a-b-c";
char s2[100];
expand(s1, s2);
printf("%s", s2);
}
void expand(char s1[], char s2[]) {
int i, j, k;
i = j = k = 0;
while(s1[i] != '\0') {
if (i > 0 && s1[i] == '-') {
for (k = 0; k < s1[i+1] - s1[i-1]; k++)
s2[j++] = s1[i-1] + k + 1;
i++;
} else {
s2[j++] = s1[i];
}
i++;
}
s2[j] = '\0';
}