C語言學習筆記（二）：運算符優先級、流程控制結構與經典案例

C語言學習筆記（二）：運算符優先級、流程控制結構與經典案例

本文系統整理 C 語言基本運算（算術、關係、邏輯、位運算）優先級規則，以及三大程序結構（順序、選擇、循環）的語法細節與常見陷阱，附帶經典練習案例。

一、運算符優先級與結合性速查表

二、關鍵運算細節

1. 整數除法與取模

• 7 / 2 = 3，7 % 2 = 1
• 取模運算元必須為整數
• -7 % 3 = -1（C99 標準：結果符號與被除數同號）

2. 自增自減陷阱

int a = 5;
int b = a++; // b=5, a=6 (後置：先用後增)
int c = ++a; // a=7, c=7 (前置：先增後用)

// 未定義行為：同一序列點多次修改同一變量
// int x = 5; int y = x++ + x++; // UB!

3. 邏輯運算短路特性

• expr1 && expr2：expr1 為假(0) → 直接結束，expr2 不執行
• expr1 || expr2：expr1 為真(非0) → 直接結束，expr2 不執行
• 利用短路保護：if (p != NULL && p->val > 0)

4. sizeof 運算符

• 編譯時計算類型/表達式佔用字節數
• sizeof(int) 需括號；sizeof x 變量可省略括號
• sizeof(arr) 得到整個數組大小（不退化為指針）

三、流程控制結構

1. if-else 選擇結構

switch (expr) {  // expr 必須為整型
    case const1: stmts1; break;
    case const2: stmts2; break;
    default: stmts_def;
}

• case 標籤必須為整型常量表達式
• 無 break 會「貫穿」執行下一 case
• case 中定義變量需加 {} 限制作用域

3. 循環結構對比

for 循環執行流程

for (init; cond; step) body;
// 等價於：
init;
while (cond) {
    body;
    step;
}

break / continue 語義

• break：跳出最近一層循環或 switch
• continue：跳過本次循環剩餘部分，直接進入下一次迭代判斷
• 嵌套循環中只影響內層

四、經典練習案例

案例 1：統計輸入行字符數

int count = 0;
char ch;
scanf("%c", &ch);           // 讀首字符
while (ch != '\n') {        // 非換行繼續
    count++;
    scanf("%c", &ch);       // 讀下一字符
}
printf("count = %d\n", count);

案例 2：WASD 控制移動方向

char ch; int flag = 0;
printf("w:上 s:下 a:左 d:右 q:退出\n");
while (!flag) {
    scanf("%c", &ch);
    switch (ch) {
        case 'w': case 'W': printf("上\n"); break;
        case 's': case 'S': printf("下\n"); break;
        case 'a': case 'A': printf("左\n"); break;
        case 'd': case 'D': printf("右\n"); break;
        case 'q': case 'Q': printf("退出\n"); flag = 1; break;
    }
}

案例 3：猜數字遊戲 (1-1000, 10 次機會)

#include   // arc4random_uniform (BSD/macOS) 或 rand()
int target = arc4random_uniform(1000) + 1; // 1-1000
// 通用公式：[m, n] → arc4random_uniform(n-m+1) + m

for (int attempt = 1; attempt <= 10; attempt++) {
    int guess; scanf("%d", &guess);
    if (guess > target) printf("大了\n");
    else if (guess < target) printf("小了\n");
    else { printf("恭喜！第%d次猜中\n", attempt); break; }
}

五、ASCII 碼應用

• '0'=48, 'A'=65, 'a'=97
• 大小寫轉換：c + 32 或 c | 0x20（大→小），c & 0xDF（小→大）
• 數字字符轉整數：ch - '0'

六、總結建議

1. 熟記優先級表前 8 級，其餘查表即可
2. 複雜表達式加括號，可讀性優於炫技
3. 邊界條件測試：0、1、最大值、空輸入
4. 循環變量作用域儘量縮小（C99 for (int i=0; ...)）
5. 多寫、多調試、多看編譯器警告（-Wall -Wextra）

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