for 循环的结构如下:
for ( 表达式1; 表达式2; 表达式3 )
一条语句/复合语句
无论 for 循环到底会循环多少次,表达式1 都只会被运算一次——只有当 for 循环第一次执行时才会运算表达式1。表达式2 用于控制是否继续进行循环。如果表达式2 为真,则执行“一条语句/复合语句”,反之则退出循环。出于表达上的方便,我们把循环结构中的“一条语句/复合语句”称为循环体。在表达式2 成立的情况下,并且在循环体执行完毕后,表达式3 才会被运算。表达式3 运算完毕后,再次运算表达式2,若表达式2 为真,则再执行一次循环体,然后再运算表达式3,接着再测试表达式2 的真假性……如下图所示:

基于这些特性,表达式1 常用于对某个(些)变量赋初始值,表达式2 常用于测试这个(些)变量是否满足特定的条件,而表达式3 常用于更新这个(些)变量的值。例如:
#define ARR_SIZE 10
int i;
int arr[ARR_SIZE] = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
/* 输出数组中所有元素的值 */
for ( i = 0; i < ARR_SIZE; ++i )
printf("%d\n", arr[i]);
上例中的 i = 0 只会被运算一次;仅当 i < ARR_SIZE 为真时才会进入循环体;循环体完成一次执行后才运算 ++i,接着再判断 i < ARR_SIZE 的真假性……每次进入循环体之前都要先判断 i < ARR_SIZE 的真假,如果第一次判断其真假性时就发现其为假,则循环体一次也不会被执行,也不会运算 ++i。
for 循环能做的,改用 while 循环也可以实现。与上面的 for 循环等价的 while 循环是:
i = 0;
while ( i < ARR_SIZE )
{
printf("%d\n", arr[i]);
++i;
}
不过相比之下,在这种情况下,使用 for 循环要比 while 循环简练。
同理,while 循环能做的,for 循环也能胜任:
int guess = 0;
while ( guess != 567 )
{
printf("Guess what I am: ");
scanf("%d", &guess);
}
等价的 for 循环为:
int guess = 0;
for ( ; guess != 567; ) // 这里看不懂没关系,后面会讲到
{
printf("Guess what I am: ");
scanf("%d", &guess);
}
不过相比之下,这里使用 while 循环看起来会比较舒服。
一般而言,如果一个循环在第一次进入循环体之前需要对某个(些)变量赋初值,并且在每次循环体结束后都要改变这个(些)变量的值,我们习惯上会使用 for 循环;如果一个循环不需要对变量赋初值,也不需要在每次循环体结束后都改这个(些)变量的值,使用 while 循环会更自然一点。
for 循环中的表达式1、表达式2 和表达式3 可以是任何合法的表达式,也可以省略。你可以省略这三个表达式中的任意一个或者两个甚至全部省略,不过分号(;)不能省略!注意,这里的 ; 不是语句结束标志,而是分隔符。如果省略表达式2,则表明这个 for 循环是一个无条件无限循环:
/* 无限循环 */
for ( i = 0; ; ++i )
{
/* something here */
}
上面这个 for 循环,i = 0 首先被运算一次,然后无条件进入循环体,执行完一次循环体后,接着运算 ++i,然后又再无条件执行循环体……
/* 全部省略,当然也是无限循环 */
for ( ; ; )
{
/* something here */
}
上面这个 for 循环,把所有三个表达式都省略了,不用说当然是无限循环。
/* 省略表达式1 */
for ( ; i != 10; ++i )
{
/* something here */
}
上面这个 for 循环,省略了表达式1,一开始执行时就判断 i != 10 是否为真,如果为真,则进入循环体,执行完一次循环体后,接着运算 ++i,然后再判断 i != 10 的真假性……如果 i != 10 为假则退出循环。
总之,for 循环是按照前面图示的顺序执行的,当然我们也可以根据实际情况省略那三个表达式中的任何表达式。这三个表达式都是完全表达式,所以它们之中任何一个表达式运算结束时,该表达式的所有副作用就都已经结束了。
前面讲逗号运算符时,曾经说过逗号运算符通常配合 for 循环使用,下面我们来看一个例子:
int i, j, limit;
scanf("%d", &limit);
for ( i = 0, j = 0; i <= limit; ++i, j = j + 2 )
{
/* ... ... */
}
上例通过使用逗号运算符,在表达式1 中对多个变量赋初值,在表达式3 中修改多个变量的值。这是逗号运算符配合 for 循环使用时最常见的用法。
for 循环使用起来灵活多变,特别是配合逗号运算符使用时更是变幻无穷!以上列举的仅仅是 for 循环最常见的用法。
参考资料:C Primer 5th Edition
The C Programming Language 2nd Edition
C99 标准
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