C++语言基础入门(3) – 程序流程结构

程序流程结构

顺序结构：顺序执行不发生跳转。

选择结构：依据条件的结构

选择结构

判断结构要求程序员指定一个或多个要评估或测试的条件，以及条件为真时要执行的语句（必需的）和条件为假时要执行的语句（可选的）。

流程

if语句

一个 if 语句 由一个布尔表达式后跟一个或多个语句组成。

三目运算符

作用：对于有些选择分支结构,可以使用简单的条件运算符来代替

语法：表达式1?表达式2:表达式3

语义：先执行表达式1，执行完毕，表达式1的结果如果为真，那么执行表达式2，并且这个整体的运算式的结果是表达式2的结果，否则执行表达式3，运算式的结果是表达式3的结果。

示例：c = (a>b?a:b);

在C++中三目运算符返回的是表达式，如果是变量的话，可以作为左值变量继续赋值。

示例：(a<b?a:b)=100;

Switch语句

switch 是“开关”的意思，它也是一种“选择”语句，但它的用法非常简单。switch 是多分支选择语句。说得通俗点，多分支就是多个 if。

switch (表达式)
{
    case 常量表达式1：    语句1
    case 常量表达式2：    语句2
       ┇
    case 常量表达式n：    语句n
    default:        语句n+1
}

当switch后面括号内“表达式”的值与某个case后面的“常量表达式”的值相等时，就执行此case后面的语句。执行完一个case后面的语句后，流程控制转移到下一个case继续执行。如果你只想执行这一个case语句，不想执行其他case，那么就需要在这个case语句后面加上break，跳出switch语句。

示例：

# include <stdio.h>
int main(void)
{
    int val;  //variable的缩写, “变量”的意思
    printf("请输入您想去的楼层:");
    scanf("%d", &val);
    switch (val)
    {
        case 1:
            printf("1层开!\n");
            break;
        case 2:
            printf("2层开!\n");
            break;
        case 3:
            printf("3层开!\n");
            break;
        default:
            printf("该层不存在, 请重新输入\n");
    }
    return 0;
}

 循环结构

While循环

原理：首先判断条件表达式的值，如果它为真，则循环体中的每个语句都被执行；然后，再次判断条件，如果条件表达式仍为 真，则循环体再次执行。如此循环往复，直到条件表达式结果为假。当然只要条件表达式一直为真，则循环体中语句无限循环执行，当然这种无限循环的情况在正常程序中是不存在的，因为计算机程序中循环一定是有限次的，即我们一定要为循环提供一个肯定会发生的终止条件。

语法：while(条件表达式或循环条件) { 循环体- 逻辑 }

流程图

示例：累加1-100整数和

一定存在条件表达式为假终止循环体:

//一定存在条件表达式为假终止循环体
int i=1;
int sum=0;
while(i<100)
{
    sum+=i;
    i++;
}

循环体中逻辑判断主动跳出循环体：

int i=1; 
int sum=0; 
while(True)
 {
 sum+=i;
 i++; 
if(i>100)
break;
}

do...while循环语句

语法：do{ 循环体- 逻辑 } while(条件表达式或循环条件);

说明：do...while 语句其实是while语句的一个变体。与while区别在于do...while一定会先执行循环体的逻辑语句，然后再进行条件表达式的判断，来决定是否进行下一次循环。

先用上面的示例看一下do...while语法：

int i=1; 
int sum=0; 
do
{ 
sum+=i; 
i++; 
}
while(i<100) ;

使用do...while判断水仙花数示例

C++实现水仙花数的判断

前言 马上就要熄灯了，写个水仙花数，写完就去洗澡。 题目 求一个数是不是水仙花数或输出某一范围[n,m……

2022-10-17

for循环

作用：满足循环条件，执行循环语句

语法：for(起始表达式;条件表达式;更新表达式){循环语句;}

• 第一个表达式是初始化表达式，它通常用于将计数器初始化为其起始值。这是循环执行的第一个动作，只做一次。
• 第二个表达式是条件表达式。它以与 while 和 do-while 循环中的条件表达式相同的方式判断条件，并控制循环的执行。只要这个条件为真，则执行for 循环的循环主体。与 while 循环一样，因此它在每次迭代之前判断条件表达式。
• 第三个表达式是更新表达式。在执行完 for 循环主体后，控制流会跳回上面的 更新表达式 语句。该语句允许您更新循环控制变量。该语句可以留空，只要在条件后有一个分号出现即可。通常，这是一个递增循环计数器变量的语句。

优点：for循环结构清晰，简洁，操作方便，可直接遍历序列索引。应用范围广，比较常用。

示例

for( int a = 10; a < 20; a++ )
{
       cout << "a 的值：" << a << endl;
 }

测试更新表达式执行几次

#include <iostream>
#include "stdlib.h"

int main()
{
    int i;
    for (i = 0; i < 2; i++)
    {
        /* code */
    }
    std::cout<<i;
    return 0;
}

输出2 ，即更新表达式只执行2次，且循环主体上一次结束后先执行更新表达式，再验证条件表达式。

嵌套循环

一个循环内可以嵌套另一个循环。C++ 允许至少 256 个嵌套层次。

详细见菜鸟教程C++ 嵌套循环 | 菜鸟教程 (runoob.com)，此处不作过多介绍。

跳转语句

参考：跳转语句 (C++) | Microsoft Learn

break语句

作用：用于跳出开关语句(switch语句)或循环结构

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    // An example of a standard for loop
    for (int i = 1; i < 10; i++)
    {
        if (i == 4) {
            break;
        }
        cout << i << '\n';
    }

    // An example of a range-based for loop
int nums []{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};

    for (int i : nums) {
        if (i == 4) {
            break;
        }
        cout << i << '\n';
    }
}

参考：break 语句 (C++) | Microsoft Learn

continue语句

作用：用于跳出循环结构中本次循环后，下次继续执行循环。

将不会执行当前迭代中的所有剩余语句。 确定循环的下一次迭代，如下所示：

• 在 do 或 while 循环中，下一个迭代首先会重新计算 do 或 while 语句的控制表达式。
• 在 for 循环中（使用语法 for( <init-expr> ; <cond-expr> ; <loop-expr> )），将执行 <loop-expr> 子句。 然后，重新计算 <cond-expr> 子句，并根据结果确定该循环结束还是进行另一个迭代。

// continue_statement.cpp
#include <stdio.h>
int main()
{
    int i = 0;
    do
    {
        i++;
        printf_s("before the continue\n");
        continue;
        printf("after the continue, should never print\n");
     } while (i < 3);

     printf_s("after the do loop\n");
}

Output:

before the continue
before the continue
before the continue
after the do loop

 goto语句

goto语句无条件地将控制转移到由指定标识符标记的语句。

标记：在某条语句前添加一个标记定义  ,语法： 标记别名: 如flag:

由 标识符 指定的标记语句必须位于当前函数中。 所有 标识符 名称都是内部命名空间的成员，因此不会干扰其他标识符。

语句标签仅对 goto 语句有意义；否则，将忽略语句标签。 不能重新声明标签。

不允许 goto 语句将控制转移到跳过该位置范围内任何变量的初始化的位置。 以下示例引发错误

int goto_fn(bool b)
{
    if (!b)
    {
        goto exit;  // C2362
    }
    else
    { /*...*/ }

    int error_code = 42;

exit:
    return error_code;
}

原因：上面跳转的目标，error_Code还未初始化。

示例：

// goto_statement.cpp
#include <stdio.h>
int main()
{
    int i, j;

    for ( i = 0; i < 10; i++ )
    {
        printf_s( "Outer loop executing. i = %d\n", i );
        for ( j = 0; j < 2; j++ )
        {
            printf_s( " Inner loop executing. j = %d\n", j );
            if ( i == 3 )
                goto stop;
        }
    }

    // This message does not print:
    printf_s( "Loop exited. i = %d\n", i );

    stop:
    printf_s( "Jumped to stop. i = %d\n", i );
}

注意：有一种较好的编程风格，是尽可能使用 break、continue 和 return 语句而不是 goto 语句。 但是，由于 break 语句仅退出循环的一个级别，可能必须使用 goto 语句来退出深度嵌套的循环。