程序流程控制：循环与条件语句详解

### 程序流程控制：循环与条件语句详解 在编程中，循环和条件语句是控制程序流程的重要工具。它们能让程序根据不同的条件执行不同的操作，或者重复执行某些代码块。下面将详细介绍几种常见的循环和条件语句。 #### 循环的基本概念 循环是指在程序中重复执行某一代码块的结构。每次执行循环体的过程称为一次迭代。常见的循环类型有`while`循环、`do-while`循环和`for`循环。 #### while 循环 `while`循环会在给定条件为真时重复执行一组语句。其基本语法如下： ```cpp while (条件表达式) { // 循环体 } ``` 以下是一个简单的`while`循环示例，用于显示 0 到 99 的数字： ```cpp int x = 0; while (x < 100) { std::cout << x << "\n"; x++; } ``` 在这个例子中，只要`x`小于 100，循环体就会不断执行，每次执行时会输出`x`的值，并将`x`加 1。当`x`等于 100 时，条件表达式为假，循环结束。 如果没有`x++`语句，`x`的值将始终为 0，循环将永远不会结束，这被称为无限循环。为了避免无限循环，需要确保循环条件最终会变为假。 下面是一个使用`while`循环显示小于 500 的 13 的倍数的程序： ```cpp #include <iostream> int main() { int counter = 0; while (counter < 500) { counter++; if (counter % 13 == 0) { std::cout << counter << " "; } } std::cout << "\n"; return 0; } ``` 这个程序的执行流程如下： 1. 初始化`counter`为 0。 2. 检查`counter`是否小于 500，如果是，则进入循环体。 3. 在循环体中，`counter`加 1。 4. 检查`counter`是否能被 13 整除，如果能，则输出`counter`的值。 5. 重复步骤 2 - 4，直到`counter`不小于 500。 #### 跳出循环 在循环中，可以使用`break`语句立即终止循环，而不必等待循环条件变为假。以下是一个使用`break`语句显示前 20 个 14 的倍数的程序： ```cpp #include <iostream> int main() { int counter = 0; int multiples = 0; while (true) { counter++; if (counter % 14 == 0) { std::cout << counter << " "; multiples++; } if (multiples > 19) { break; } } std::cout << "\n"; return 0; } ``` 在这个程序中，`while (true)`创建了一个无限循环。当`multiples`变量的值超过 19 时，`break`语句会终止循环。 需要注意的是，无限循环（如`while (true)`）如果没有正确的退出条件，会导致程序永远运行下去。可以使用`Ctrl + C`来终止无法自行结束的程序。 #### 继续下一次循环 `continue`语句可以跳过当前循环的剩余部分，直接开始下一次迭代。以下是一个使用`continue`语句显示前 20 个 15 的倍数的程序： ```cpp #include <iostream> int main() { int counter = 0; int multiples = 0; while (multiples < 19) { counter++; if (counter % 15 != 0) { continue; } std::cout << counter << " "; multiples++; } std::cout << "\n"; return 0; } ``` 在这个程序中，如果`counter`不能被 15 整除，`continue`语句会跳过`std::cout << counter << " ";`和`multiples++;`这两行代码，直接开始下一次循环。 #### do-while 循环 `do-while`循环与`while`循环的区别在于，`do-while`循环会先执行一次循环体，然后再检查条件。其基本语法如下： ```cpp do { // 循环体 } while (条件表达式); ``` 以下是一个`do-while`循环的示例： ```cpp int x = 60; do { std::cout << x << "\n"; x++; } while (x < 50); ``` 在这个例子中，尽管初始条件`x < 50`为假，但循环体仍然会执行一次，输出`x`的值 60。这是因为`do-while`循环会先执行循环体，再检查条件。 下面是一个使用`do-while`循环根据用户输入显示指定次数的“Badger”的程序： ```cpp #include <iostream> int main() { int badger; std::cout << "How many badgers? "; std::cin >> badger; do { std::cout << "Badger "; badger--; } while (badger > 0); std::cout << "\n"; return 0; } ``` 这个程序的执行流程如下： 1. 提示用户输入一个整数`badger`。 2. 执行循环体，输出“Badger”，并将`badger`减 1。 3. 检查`badger`是否大于 0，如果是，则继续执行循环体；否则，循环结束。 #### for 循环 `for`循环是一种更简洁的循环结构，它将初始化、条件判断和计数器更新三个步骤合并在一个语句中。其基本语法如下： ```cpp for (初始化; 条件表达式; 计数器更新) { // 循环体 } ``` 以下是一个使用`for`循环显示 13 个“X”的示例： ```cpp for (int x = 0; x < 13; x++) { std::cout << "X"; } std::cout << "\n"; ``` 在这个例子中，`int x = 0`是初始化部分，`x < 13`是条件表达式，`x++`是计数器更新部分。每次循环开始时，会先检查条件表达式，如果为真，则执行循环体，然后更新计数器。 下面是一个使用`for`循环创建用户输入数字的乘法表的程序： ```cpp #include <iostream> int main() { int number; std::cout << "Enter a number: "; std::cin >> number; std::cout << "\nFirst 10 Multiples of " << number << "\n"; for (int counter = 1; counter < 11; counter++) { std::cout << number * counter << " "; } std::cout << "\n"; return 0; } ``` 这个程序的执行流程如下： 1. 提示用户输入一个整数`number`。 2. 输出提示信息“First 10 Multiples of [number]”。 3.