C++循环

前言

这一节我们将学习循环的的相关知识，可能会涉及到一些C++的基本语法以及C++变量类型、C++变量作用域、C++常量等的相关知识，如果你还有不明白的，请到C++基本语法和C++变量类型、C++变量作用域、C++常量这里温故一下

C++循环

在编程中，我们经常会遇到需要重复做同一件事情的情况。通常，代码是按照顺序一行一行执行的：先执行第一行，然后是第二行，以此类推。但是，有时候我们想让某段代码重复执行多次，而不是只执行一次。这时候，就需要用到编程语言提供的控制结构，它们可以让代码的执行路径变得更加灵活和复杂。
简单来说，控制结构就像是代码的“交通规则”，它们告诉我们代码应该如何“行驶”。在C++中，有几种常用的控制结构可以帮助我们实现代码的重复执行，比如循环。循环就像是设置了“循环播放”模式，让某段代码可以按照我们指定的次数或者条件，一遍又一遍地执行。
通过使用循环，我们可以更高效地处理重复的任务，而不需要手动复制粘贴大量的代码。这样不仅可以节省时间，还可以减少错误，让代码更加简洁和易于维护。

循环类型

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循环类型

在编程中，循环用于重复执行一段代码，直到满足某个条件为止。C++ 提供了几种常用的循环结构，让我们来一一了解它们。

1. while 循环

• 基本概念：while 循环会在每次执行循环体之前，先检查一个条件。如果条件为真（true），就执行循环体的代码；如果条件为假（false），就结束循环。

• 语法：

  while (条件) {
      // 循环体（要重复执行的代码）
  }

• 示例：

  int i = 0;
  while (i < 5) {
      cout << "i = " << i << endl;
      i++;
  }

  解释：这个循环会从 i = 0 开始，每次输出 i 的值，然后将 i 加 1，直到 i 不小于 5。

2. for 循环

• 基本概念：for 循环适合在你知道要循环多少次的情况下使用。它把循环变量的初始化、条件判断和更新都放在一行，便于管理。

• 语法：

  for (初始化; 条件; 更新) {
      // 循环体
  }

• 示例：

  for (int i = 0; i < 5; i++) {
      cout << "i = " << i << endl;
  }

  解释：这个循环与上面的 while 循环功能相同，但写法更紧凑。

3. do...while 循环

• 基本概念：do...while 循环会先执行一次循环体，然后再检查条件是否满足。这意味着即使条件一开始为假，循环体也会执行一次。

• 语法：

  do {
      // 循环体
  } while (条件);

• 示例：

  int i = 0;
  do {
      cout << "i = " << i << endl;
      i++;
  } while (i < 5);

  解释：即使 i 一开始就不小于 5，循环体也会执行一次。

4. 嵌套循环

• 基本概念：你可以在一个循环内部再放入一个循环，称为嵌套循环。这在需要遍历多维数据时非常有用。

• 示例：

  for (int i = 0; i < 3; i++) {
      for (int j = 0; j < 2; j++) {
          cout << "i = " << i << ", j = " << j << endl;
      }
  }

  解释：外层循环控制 i，内层循环控制 j，总共会输出 6 组组合。

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循环控制语句

有时候，我们需要在循环过程中改变正常的执行流程，比如提前结束循环或跳过某次循环。C++ 提供了以下控制语句。

1. break 语句

• 基本概念：break 用于立即退出所在的循环或 switch 语句，程序会继续执行循环或 switch 后面的代码。

• 示例：

  for (int i = 0; i < 10; i++) {
      if (i == 5) {
          break; // 当 i 等于 5 时，退出循环
      }
      cout << "i = " << i << endl;
  }

  解释：这个循环在 i 等于 5 时，会提前结束，不再继续循环。

2. continue 语句

• 基本概念：continue 用于跳过当前循环的剩余代码，立即开始下一次循环的判断。

• 示例：

  for (int i = 0; i < 5; i++) {
      if (i == 2) {
          continue; // 跳过当前循环，i == 2 时不执行下面的代码
      }
      cout << "i = " << i << endl;
  }

  解释：当 i 等于 2 时，continue 会跳过 cout，因此不会输出 i = 2。

3. goto 语句

• 基本概念：goto 可以无条件地跳转到程序中标记的位置。但由于它可能导致代码难以阅读和维护，一般不推荐使用。

• 示例：

  int i = 0;
  start:
  if (i < 5) {
      cout << "i = " << i << endl;
      i++;
      goto start;
  }

  解释：这段代码使用 goto 模拟了一个循环。

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无限循环

• 基本概念：如果循环的条件永远为真，那么循环将永远执行下去，这就是无限循环。

• 用法：

  while (true) {
      // 无限循环的代码
  }

  或者

  for (;;) {
      // 无限循环的代码
  }

• 示例：

  for (;;) {
      cout << "This loop will run forever." << endl;
  }

  解释：for 循环的三个部分（初始化、条件、更新）都可以省略，如果条件部分被省略，默认视为真，所以循环会无限执行。

• 注意：在实际编程中，需要确保有机制能跳出无限循环，比如在循环体内使用 break，或者在某种条件下退出。否则，程序可能会卡住。

• 终止无限循环的方法：在命令行环境下，可以按 Ctrl + C 终止程序的执行。

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