【51.1 循环的嵌套。】
大循环的内部又包含了小循环,称为循环嵌套。生活中,循环嵌套的现象很常见,一年12个月,假设每个月都是30天(仅仅假设而已),1月份30天,2月份30天......11月份30天,12月份30,这里的年就是大循环,年内部的月就是小循环。一年12个月,大循环就是12次。一个月30天,小循环就是30次。用for语句来表达,大意如下:
for(m=1;m<=12;m++) //大循环。一年12个月。这里的m看作月,代表一年12个月的大循环。
{
for(d=1;d<=30;d++) //内嵌小循环。一月30天。这里的d看作天,代表一个月30天的小循环。
{
}
}
【51.2 循环嵌套的执行顺序。】
例子如下:
for(i=0;i<2;i++) //大循环
{
语句1;
for(k=0;k<3;k++) //内嵌的小循环
{
语句2;
}
语句3;
}
上述例子中,带i的for称为大循环,带k的for称为小循环,单片机从大循环入口进来,由上往下执行,执行第1次大循环,先执行1次“语句1”,接着进入小循环,小循环要连续循环执行3次“语句2”才跳出小循环,之后执行1次“语句3”,然后再返回到大循环入口判断i条件是否满足,此时条件满足,继续执行第2次大循环,1次“语句1”,3次“语句2”,1次“语句3”,第2次循环结束后又返回到大循环入口判断i条件,此时i已经等于2不再小于2了,因此条件不满足,结束整个循环嵌套。上述执行的语句顺序如下:
语句1; //第1次大循环开始
语句2;
语句2;
语句2;
语句3;
语句1; //第2次大循环开始
语句2;
语句2;
语句2;
语句3;
根据此顺序,再看一个具体的程序例子:
a=0;
b=0;
for(i=0;i<2;i++) //大循环
{
a=a+1; //被执行了2次
for(k=0;k<3;k++) //内嵌的小循环
{
b= b+1; //被执行了6次
}
}
上述例子中,执行完程序后,a的值变成了2,b的值变成了6。重点分析b的变化,“b=b+1”在内嵌循环体里被执行了6次,6次从何而来?就是i乘以k等于6。这个乘法次数是循环嵌套一个很重要的特性。上述程序如果用while语句来实现,等效如下:
a=0;
b=0;
i=0; //控制大循环的变量初始化
while(i<2) //大循环
{
a=a+1; //被执行了2次
k=0; //控制小循环的变量初始化
while(k<3) //内嵌的小循环
{
b= b+1; //被执行了6次
k=k+1;
}
i=i+1;
}
【51.3 循环嵌套的常见用途---二维数组的应用。】
二维数组a\[2\]\[3\],它有6个变量,在没有学for语句之前,如果要依次把每个元素单独赋值清零真不容易,要写6次赋值语句如下:
a\[0\]\[0\]=0;
a\[0\]\[1\]=0;
a\[0\]\[2\]=0;
a\[1\]\[0\]=0;
a\[1\]\[1\]=0;
a\[1\]\[2\]=0;
自从懂了for嵌套语句之后,可以让同样功能的代码简洁许多。上述代码等效于如下:
for(i=0;i<2;i++) //大循环
{
for(k=0;k<3;k++) //内嵌的小循环
{
a\[i\]\[k\]=0;
}
}
【51.4 循环嵌套的常见用途---大延时。】
单片机项目会经常会用到delay这个延时函数,大部分都是利用for循环来实现,小延时的函数往往不用嵌套,直接如下编写:
for(k=0;k<N;k++);
上述的N是控制循环次数,每次循环都要消耗单片机一点时间,如果N越大需要消耗的时间就越多,起到延时的作用。但是N所能取的最大值受它所定义的类型所限制,比如unsigned char类型最大范围是255,unsigned int类型最大范围是65535,unsigned long类型最大范围是4294967295。如果要实现更大的延时怎么办?就可以用for的循环嵌套,利用循环嵌套可以使得循环总次数进行乘法翻倍的放大,很容易编写大延时的函数。比如:
for(i=0;i<M;i++) //大循环
{
for(k=0;k<N;k++); //内嵌的小循环
}
此时循环的次数是N乘以M的乘积。如果N和M都是unsigned long类型,就意味着最大循环次数是4294967295的平方,次数大到惊人。
【51.5 例程练习和分析。】
现在编写一个循环嵌套的练习程序。
程序代码如下:
/\*---C语言学习区域的开始。-----------------------------------------------\*/
unsigned char a=0; //观察这个数最后的变化
unsigned char b=0; //观察这个数最后的变化
unsigned char c=0; //观察这个数最后的变化
unsigned char i; //控制大循环体的条件判断变量
unsigned char k; //控制内嵌小循环体的条件判断变量
void main() //主函数
{
for(i=0;i<2;i++) //大循环
{
a=a+1; //被执行了2次
for(k=0;k<3;k++) //内嵌小循环
{
b=b+1; //被执行了6次,也就是i乘以k,2乘以3等于6.
}
c=c+1; //被执行了2次
}
View(a); //把第1个数a发送到电脑端的串口助手软件上观察。
View(b); //把第2个数b发送到电脑端的串口助手软件上观察。
View(c); //把第3个数c发送到电脑端的串口助手软件上观察。
while(1)
{
}
}
/\*---C语言学习区域的结束。-----------------------------------------------\*/
在电脑串口助手软件上观察到的程序执行现象如下:
开始...
第1个数
十进制:2
十六进制:2
二进制:10
第2个数
十进制:6
十六进制:6
二进制:110
第3个数
十进制:2
十六进制:2
二进制:10
分析:
变量a为2。
变量b为6。
变量c为2。
【51.6 如何在单片机上练习本章节C语言程序?】
直接复制前面章节中第十一节的模板程序,练习代码时只需要更改“C语言学习区域”的代码就可以了,其它部分的代码不要动。编译后,把程序下载进带串口的51学习板,通过电脑端的串口助手软件就可以观察到不同的变量数值,详细方法请看第十一节内容。
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- 第九节:本节预留
- 第十节:程序从哪里开始,要到哪里去?
- 第十一节:一个在单片机上练习C语言的模板程序
- 第十二节:变量的定义和赋值
- 【TODO】第十三节:赋值语句的覆盖性
- 【TODO】第十四节:二进制与字节单位,以及常用三种变量的取值范围
- 【TODO】第十五节:二进制与十六进制
- 【TODO】第十六节:十进制与十六进制
- 【TODO】第十七节:加法运算的5种常用组合
- 【TODO】第十八节:连加、自加、自加简写、自加1
- 【TODO】第十九节:加法运算的溢出
- 【TODO】第二十节:隐藏中间变量为何物?
- 【TODO】第二十一节:减法运算的5种常用组合。
- 【TODO】第二十二节:连减、自减、自减简写、自减1
- 【TODO】第二十三节:减法溢出与假想借位
- 【TODO】第二十四节:借用unsigned long类型的中间变量可以减少溢出现象
- 【TODO】第二十五节:乘法运算中的5种常用组合
- 【TODO】第二十六节:连乘、自乘、自乘简写,溢出
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- 【TODO】第三十节:逻辑运算符的“与”运算
- 【TODO】第三十一节:逻辑运算符的“或”运算
- 【TODO】第三十二节:逻辑运算符的“异或”运算
- 【TODO】第三十三节:逻辑运算符的“按位取反”和“非”运算
- 【TODO】第三十四节:移位运算的左移
- 【TODO】第三十五节:移位运算的右移
- 【TODO】第三十六节:括号的强制功能---改变运算优先级
- 【TODO】第三十七节:单字节变量赋值给多字节变量的疑惑
- 【TODO】第三十八节:第二种解决“运算过程中意外溢出”的便捷方法
- 【TODO】第三十九节:if判断语句以及常量变量的真假判断
- 【TODO】第四十节:关系符的等于“==”和不等于“!=”
- 【TODO】第四十一节:关系符的大于“>”和大于等于“>=”
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- 【TODO】第四十七节: 二维数组
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- 【TODO】第四十九节: 循环语句do while和for
- 【TODO】第五十节: 循环体内的continue和break语句
- 【TODO】第五十一节: for和while的循环嵌套
- 【TODO】第五十二节: 支撑程序框架的switch语句
- 【TODO】第五十三节: 使用函数的三要素和执行顺序
- 【TODO】第五十四节: 从全局变量和局部变量中感悟“栈”为何物
- 【TODO】第五十五节: 函数的作用和四种常见书写类型
- 【TODO】第五十六节: return在函数中的作用以及四个容易被忽略的功能
- 【TODO】第五十七节: static的重要作用
- 【TODO】第五十八节: const(./book/或code)在定义数据时的作用
- 【TODO】第五十九节: 全局“一键替换”功能的#define
- 【TODO】第六十节: 指针在变量(./book/或常量)中的基础知识
- 【TODO】第六十一节: 指针的中转站作用,地址自加法,地址偏移法
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