3.2　循环

在前面，我们遇到了遍历域的for语句，在我们的介绍性示例中，它声明了一个变量i，该变量被设置为值0、1、2、3和4。这个语句的一般形式是：

这个语句其实很笼统。通常，clause1是一个赋值表达式或变量定义。它用于声明循环域的初始值。condition2测试循环是否应该继续。然后，expression3修改clause1中使用的循环变量。它在每次循环结束时执行。以下是一些建议：

• 因为我们希望在for循环的上下文中严格定义循环变量（参见要点2.11），所以在大多数情况下，clause1应该是一个变量定义。
• 因为for有四个不同的部分，相对比较复杂，而且从直观上不容易理解，所以statement-or-block通常应该是{ ... }块。

让我们再来看几个例子：

第一个for中i从10减到1。条件仍然是计算变量i的值，不需要针对值0进行多余的测试。当i变为0时，它将被计算为false，循环将停止。第二个for声明了两个变量i和stop。和前面一样，i是循环变量，stop是我们在条件中比较的对象，当i大于或等于stop时，循环终止。

第三个for看起来会一直走下去，但实际上是从9减到0。事实上，在下一章中，我们将看到C中的“大小”（类型为size_t的数字）永远不会为负数[练习2]。

注意，这三个for语句都声明了名为i的变量。只要它们的作用域不重叠，那么这三个同名的变量就可以很好地共存。

在C语言中还有两个循环语句，while和do：

下面的示例展示了第一种方法的典型用法。它实现了所谓的Heron近似值来计算一个数x的倒数1/x。

只要给定条件的计算结果为true，它就会循环。do循环非常相似，只是它检查依赖块之后的条件：

这意味着如果条件的计算结果为false，while循环将根本不运行其依赖块，而do循环将在终止之前运行一次依赖块。

与for语句一样，在do和while中建议使用{ ... }块的变体。两者之间还有一个微妙的语法区别：do始终需要一个;在while（条件）之后终止语句。稍后，我们将看到这是一个语法特性，在多个嵌套语句的上下文中非常有用。参见10.2.1节。

通过使用break和continue语句，这三个循环语句变得更加灵活。break语句不需要重新计算终止条件或者执行break语句后面的依赖块部分就停止循环：

这样我们就可以把a*x的计算，停止条件的计算，以及x的更新区分开来，while条件就变得无关紧要了。也可以用for来完成同样的事情，在C程序员中有这样一个传统来将其写成：

for(;;)在这里相当于while(true)。事实上，for的控制表达式（在;;中间的部分）可以省略，可被解释为“总是true”，这只是C规则中的一个历史产物，没有其他特殊的用途。

continue语句的使用频率较低。与break类似，它跳过依赖块其余部分的执行，因此在continue之后的块中的所有语句都不会在当前循环中执行。但是，如果条件为真，则重新计算条件并从依赖块的开始处继续执行：

在这些例子中，我们使用了一个标准的宏fabs，它来自tgmath.h头文件[1]。它计算一个double类型的绝对值。清单3.1是一个完整的程序，它实现了同样的算法，其中fabs被几个与某些固定数字的显式比较所取代：例如，eps1m24定义为1 - 2-24，或eps1p24定义为1 + 2-24。我们将在后面（5.3节）看到常量0x1P-24和类似定义的常量是如何工作的。

在第一阶段，将当前观察的数a与当前估计的数x的乘积分别与1.5和0.5进行比较，然后将x乘以0.5或2，直到乘积接近1。然后，在第二次循环中看是否接近代码中所示的Heron近似值，并以高精度来计算倒数。

程序的主要任务是计算在命令行上提供的所有数字的倒数。程序执行的样子如下：

为了处理命令行上的数字，该程序使用stdlib.h中的另一个库函数strtod[练习3] [练习4] [练习5]。

清单3.1　计算数的乘法逆

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[1]“tgmath”代表泛类型数学函数。

[练习2]试着想象一下，当i的值为0并且通过运算符--递减时会发生什么。

[练习3]通过添加对中间值x的Printf调用来分析清单3.1。

[练习4]描述清单3.1中参数argc与argv的作用。

[练习5]打印出eps1m01的值，然后观察当你对它们进行微调之后的输出。