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for循環

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for循環是編程語言中一種循環語句，而循環語句由循環體及循環的判定條件兩部分組成，其表達式為：for（單次表達式;條件表達式;末尾循環體）{中間循環體；}。 [1-2] 
中文名
for循環
外文名
For cycle
類    別
編程語言
功    能
循環執行
形    式
for (表達式1; 表達式2; 表達式3)

目錄

  1. 1 for循環語法
  2. 2 四種運行模型
  3. 3 其他用法
  1. 4 和while的功能比較
  2. 5 不同語言的用法比較

for循環for循環語法

1.語句最簡形式為：
for( ; ; )
2.一般形式為：
for（單次表達式;條件表達式;末尾循環體）
{
中間循環體；
}
for ( init; condition; increment ){ statement(s);}
其中，表示式皆可以省略，但分號不可省略，因為“;”可以代表一個空語句，省略了之後語句減少，即為語句格式發生變化，則編譯器不能識別而無法進行編譯。 [1] 
for循環小括號裏第一個“;”號前為一個為不參與循環的單次表達式，其可作為某一變量的初始化賦值語句, 用來給循環控制變量賦初值； 也可用來計算其它與for循環無關但先於循環部分處理的一個表達式。
“;”號之間的條件表達式是一個關係表達式，其為循環的正式開端，當條件表達式成立時執行中間循環體。
執行的中間循環體可以為一個語句，也可以為多個語句，當中間循環體只有一個語句時，其大括號{}可以省略，執行完中間循環體後接着執行末尾循環體。
執行末尾循環體後將再次進行條件判斷，若條件還成立，則繼續重複上述循環，當條件不成立時則跳出當下for循環。 [1] 
3.for循環流程圖
for循環示意圖 for循環示意圖
執行過程為：
求解表達式1；
求解表達式2。若其值為真，則執行 for 語句中指定的內嵌語句，然後執行第3步；若表達式2值為假，則結束循環，轉到第5步；
求解表達式3；
轉回上面第2步繼續執行；
循環結束，執行 for 語句下面的語句。
執行過程中，“表達式1”只執行一次，循環是在“表達式2”“表達式3”和“內嵌語句”之間進行的。 [1] 

for循環四種運行模型

(1)三角基本模型： [2] 
三角基本模型圖示 三角基本模型圖示
示例：
#include<stdio.h>
int main()
{
int a,b,c;
scanf("%d,%d",&a,&b);
for(;a<b;b=c)
{
c=a;a=b;
}
printf("由大到小排序:%d,%d",a,b);
}
(2)中間循環體被省略，只剩下“；”空語句時的左右往返模型： [2]  [1] 
條件表達式——末尾循環體
示例：
#include<stdio.h>
int main()
{
int a,b,c;
scanf("%d,%d",&a,&b);
for(;a<b;c=a,a=b,b=c);
printf("由大到小排序:%d,%d",a,b);
}
(3)末尾循環體被省略後的上下往返模型條件表達式——中間循環體
示例：
#include<stdio.h>
int main()
{
int a,b,c;
scanf("%d,%d",&a,&b);
for(;a<b;)
c=a,a=b,b=c;
printf("由大到小排序:%d,%d",a,b);
}
(4)條件表達式被省略得只剩下“;”空語句時，中間循環體或末尾循環體帶有跳出語句時的模型： [2-3] 
示例：
#include<stdio.h>
int main()
{
int a,b,c;
scanf("%d,%d",&a,&b);
for(c=a;;){break;}
if(a<b)a=b,b=c;
printf("由大到小排排序:%d,%d",a,b);
}
（3）注意事項
1.for循環中的變量可以是一個也可以是多個。
2.for循環中語句可以為語句體, 語句體外加大括號"{}"將參加循環的語句括起來。
3. for循環中的"單次表達式"、"條件表達式"和"循環體語句"都是選擇項, 即可以缺省成只剩下“；”的空語句,。

for循環其他用法

1. for循環可以有多層嵌套。示例：
#include<stdio.h>
int main(void)
{
int i,j,k;
printf("ijk\n");
for(i=0;i<2;i++) 
for(j=0;j<2;j++) 
for(k=0;k<2;k++)
printf("%d%d%d\n",i,j,k);
return 0;
}
輸出結果為: i j k 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1
2. for循環中的變量生存週期為一次循環迭代。
#include<stdio.h>
int main(void)
{
int i;
for(i=0;i<9;i=i+1)
{
int a=i;
printf("%d\n",a);
}
return 0;
}
C語句中變量必須聲明在前才能使用，在定義語句之前使用變量是不合法的。 [4] 

for循環和while的功能比較

一、循環的結構不同
for循環與while循環結構對比 for循環與while循環結構對比
for循環的表達式為：
for（單次表達式;條件表達式;末尾循環體）
{
中間循環體；
}
while循環的表達式為：while（表達式）{循環體}
二、執行條件的判斷方式不同
for循環執行末尾循環體後將再次進行條件判斷，若條件還成立，則繼續重複上述循環，當條件不成立時則跳出當下for循環（遇到不滿足的條件就立刻退出）。 [5] 
while循環當滿足條件時進入循環，進入循環後，當條件不滿足時，執行完循環體內全部語句後再跳出，而不是立即跳出循環（計算條件不滿足時，也仍會執行完當前循環）。 [5] 
三、語法不同
for循環的語法為：for (變量 = 開始值;變量 <= 結束值;變量 = 變量 + 步進值) {需執行的代碼 }。
while循環的語法為：while (<條件>) {需執行的代碼 }。 [1] 

for循環不同語言的用法比較

不同語言的用法比較（Python、Java、C）：
前述的用法主要是從C語言出發的，Java與Python中的 for 循環與 C 語言中的 for 循環在語法上非常相似，但在某些方面有一些細微的差別：
1. 初始化變量的作用域：
在C語言中，初始化的變量在整個函數範圍內可見，而在 Java與Python中，初始化的變量僅在 for 循環內可見。這意味着在這兩種語言中，不能在 for 循環外部訪問初始化的變量。
2. 變量類型推斷：
在 Java 10 及更高版本中，可以使用局部變量類型推斷來聲明 for 循環中的初始化變量，而在 C 中，必須顯式地聲明變量的類型。在Python中，可以不聲明變量類型，使用默認變量類型，也可以聲明特殊類型變量。
3. 遍歷方式：
在 Python 中，for 循環通常用於迭代遍歷集合類型（如列表、元組、字典等）的元素。Python 的 for 循環是一種迭代器形式，可以直接遍歷集合中的元素。而在 Java 中，傳統的 for 循環更常用於指定循環的次數，並且需要通過索引來訪問數組或列表中的元素。但是，Java 也有類似於 Python 的 for-each 循環，可以更簡潔地遍歷集合類型。C語言使用的是傳統的遍歷，需要使用到索引變量。
4. 語法：
在 Python 中，for 循環的語法非常簡潔，通常是通過 for item in iterable: 的形式進行迭代。在 Java和C語言中，傳統的 for 循環具有明確的初始化、條件和迭代部分，通常採用 for (initialization; condition; iteration) 的形式。
Python、Java 和 C 中的 for 循環示例比較：
在 Python 中：
for i in range(5):
    print(i)
在 Java 中:
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    System.out.println(i);
}
在 C 中：
int i;
for (i = 0; i < 5; i++) {
    printf("%d\n", i);
}
儘管 Python、Java 和 C 中的 for 循環都可以用於迭代，但它們在語法和用法上有一些區別，主要取決於編程語言的設計和用途。
參考資料
  • 1.    譚浩強．C程序設計（第4版）：清華大學出版社，2010.6
  • 2.    索明何，邢海霞，方偉駿．C語言程序設計 ：機械工業出版社 ，2016.2
  • 3.    林小茶，陳昕 ．C程序設計教程（第3版）：清華大學出版社 ，2018.6
  • 4.    尹寶林．C程序設計導引：機械工業出版社 ， 2013.5
  • 5.    關於for循環的簡單介紹  ．CSDN[引用日期2023-08-26]