C語言循環程式設計完全指南：while、do-while 與 for 迴圈詳解

編輯：關於C語言

前言

迴圈是程式設計中實現重複執行邏輯的核心結構。在 C 語言中，主要提供三種迴圈語句：while、do-while 和 for。掌握它們的語法、執行流程與適用場景，能讓你靈活處理各種重複性任務。本文將系統整理這三種迴圈的用法，並輔以實戰範例與常見陷阱分析。

一、while 迴圈：先判斷後執行

1.1 基本語法

while (表達式) {
    // 迴圈主體語句
}

1.2 執行流程

先計算表達式的值：

非零（真）→ 執行迴圈主體 → 重新判斷表達式
零（假）→ 跳出迴圈，執行後續程式碼

1.3 經典範例：計算 1 到 100 的累加和

#include <stdio.h>

int main() {
    int i = 1, sum = 0;
    while (i <= 100) {          // 累加條件：i 小於等於 100
        sum += i;
        i++;                    // 關鍵：修改循環變量，避免無限迴圈
    }
    printf("sum=%d\n", sum);    // 輸出 5050
    return 0;
}

注意：使用 sum 和 i 前務必賦初始值；迴圈主體若為多條語句，必須用大括號包裹成複合語句；條件表達式中必須包含使迴圈趨向結束的語句。

1.4 進階範例：計算 a + aa + aaa + ...

#include <stdio.h>

int main() {
    int a, x;
    long sum = 0, n = 1, tn;
    scanf("%d%d", &a, &x);    // 輸入數字 a 與項數 x
    tn = a;
    while (n <= x) {           // 控制項數
        sum += tn;
        tn = tn * 10 + a;      // 構造下一項：a → aa → aaa ...
        n++;
    }
    printf("result is %ld", sum);
    return 0;
}

二、do-while 迴圈：先執行後判斷

2.1 基本語法

do {
    // 迴圈主體語句
} while (表達式);

2.2 執行流程

無條件先執行一次迴圈主體，隨後判斷表達式：非零則繼續，為零則退出。保證至少執行一次。

2.3 範例：計算 100 以內偶數和

#include <stdio.h>

int main() {
    int i = 2, sum = 0;
    do {
        sum += i;
        i += 2;
    } while (i <= 100);
    printf("sum=%d\n", sum);   // 輸出 2550
    return 0;
}

2.4 while vs do-while 核心差異

特性	while	do-while
首次執行前判斷	是	否（無條件執行一次）
適用場景	可能零次執行	至少需執行一次（如選單輸入驗證）

三、for 迴圈：集中控制的計數迴圈

3.1 基本語法

for (表達式1; 表達式2; 表達式3)
    迴圈主體;

表達式1：初始化，僅執行一次
表達式2：條件判斷，非零繼續，零退出
表達式3：迭代更新，每次主體執行後執行

3.2 範例：1 到 100 求和

#include <stdio.h>

int main() {
    int i, sum = 0;
    for (i = 1; i <= 100; i++)
        sum += i;
    printf("sum=%d", sum);
    return 0;
}

3.3 for 迴圈進階特性

三個表達式均可省略，但分號 ; 不能省略
表達式可為任意合法表達式（甚至為空）
可在括號內使用多個控制變數，如 for (i=0,j=10; i<j; i++,j--)

3.4 實戰範例：判斷素數

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main() {
    int n, m, flag = 1;
    printf("\n enter n:");
    scanf("%d", &n);
    for (m = 2; m < n && flag; m++) {
        if (n % m == 0)
            flag = 0;           // 發現因數，非素數
    }
    if (flag == 1)
        printf("\n%d is a prime number.", n);
    else
        printf("\n%d is not a prime number.", n);
    return 0;
}

四、迴圈控制語句：break、continue、goto

4.1 break：提前跳出迴圈

在 switch 與迴圈中均可使用，提供多重出口。

for (i = 0; i < 10; i++) {
    printf("%d", i);
    if (i == 5) break;         // i 達到 5 即跳出
}

4.2 continue：跳過本次迭代

僅用於迴圈結構，跳過剩餘主體，直接進入下一次判斷/迭代。

for (i = 0; i < 10; i++) {
    if (i == 5) continue;      // 跳過 5 的輸出
    printf("%d", i);
}

4.3 goto：無條件跳轉（慎用）

#include <stdio.h>

int main() {
    int i = 1, s = 0;
loop:
    if (i <= 100) {
        s += i;
        i++;
        goto loop;             // 模擬迴圈
    }
    printf("1+2+...+100=%d\n", s);
    return 0;
}

建議：結構化程式設計不提倡 goto，但在多層巢狀迴圈需一次跳出最外層時，可作為替代方案。