04 - C++学习笔记: 循环语句和跳转语句

news2024/9/24 15:16:36

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在C++编程中，循环语句和跳转语句是非常重要的控制结构。循环语句允许重复执行一段代码，而跳转语句允许在程序执行过程中改变执行的流程。本篇笔记将介绍C++中常用的循环语句和跳转语句，并通过例子进行说明。

🔁循环类型

C++ 编程语言提供了以下几种循环类型。点击链接查看每个类型的细节。

循环类型	描述
while 循环	当给定条件为真时，重复语句或语句组。它会在执行循环主体之前测试条件。
for 循环	多次执行一个语句序列，简化管理循环变量的代码。
do…while 循环	除了它是在循环主体结尾测试条件外，其他与 while 语句类似。
嵌套循环	您可以在 while、for 或 do…while 循环内使用一个或多个循环。

✨ for循环

for循环是一种常用的循环结构，它允许指定初始条件、循环条件和循环后的操作。

#include <iostream>

int main() {
    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
        std::cout << "当前数字: " << i << std::endl;
    }

    return 0;
}

输出结果：

当前数字: 1
当前数字: 2
当前数字: 3
当前数字: 4
当前数字: 5

在上述案例中，使用for循环打印出数字1到5。

✨ while循环

while循环在循环开始之前先判断循环条件，只要条件为真，就会执行循环体。

#include <iostream>

int main() {
    int i = 1;

    while (i <= 5) {
        std::cout << "当前数字: " << i << std::endl;
        i++;
    }

    return 0;
}

输出结果：

当前数字: 1
当前数字: 2
当前数字: 3
当前数字: 4
当前数字: 5

在上述案例中，使用while循环打印出数字1到5。

✨ do-while循环

do-while循环先执行循环体，然后再判断循环条件，如果条件为真，就继续执行循环。

#include <iostream>

int main() {
    int i = 1;

    do {
        std::cout << "当前数字: " << i << std::endl;
        i++;
    } while (i <= 5);

    return 0;
}

输出结果：

当前数字: 1
当前数字: 2
当前数字: 3
当前数字: 4
当前数字: 5

在上述案例中，使用do-while循环打印出数字1到5。

🕹️循环控制语句

循环控制语句更改执行的正常序列。当执行离开一个范围时，所有在该范围中创建的自动对象都会被销毁。

C++ 提供了下列的控制语句。点击链接查看每个语句的细节。

控制语句	描述
break 语句	终止 loop 或 switch 语句，程序流将继续执行紧接着 loop 或 switch 的下一条语句。
continue 语句	引起循环跳过主体的剩余部分，立即重新开始测试条件。
goto 语句	将控制转移到被标记的语句。但是不建议在程序中使用 goto 语句。

✨ break语句

break语句用于跳出循环，它可以提前终止循环的执行。

#include <iostream>

int main() {
    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
        if (i == 3) {
            break;
        }
        std::cout << "当前数字: " << i << std::endl;
    }

    return 0;
}

输出结果：

当前

数字: 1
当前数字: 2

在上述案例中，当i等于3时，break语句会终止循环的执行。

✨ continue语句

continue语句用于跳过当前循环中剩余的代码，直接进入下一次循环迭代。

#include <iostream>

int main() {
    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
        if (i == 3) {
            continue;
        }
        std::cout << "当前数字: " << i << std::endl;
    }

    return 0;
}

输出结果：

当前数字: 1
当前数字: 2
当前数字: 4
当前数字: 5

在上述案例中，当i等于3时，continue语句会跳过当前循环，直接进行下一次循环迭代。

✨ return语句

return语句用于提前终止函数的执行，并返回一个值（如果函数的返回类型不是void）。

#include <iostream>

int findSquare(int num) {
    if (num < 0) {
        std::cout << "输入的数字无效！" << std::endl;
        return -1;
    }

    return num * num;
}

int main() {
    int result1 = findSquare(5);
    int result2 = findSquare(-2);

    std::cout << "结果1：" << result1 << std::endl;
    std::cout << "结果2：" << result2 << std::endl;

    return 0;
}

输出结果：

结果1：25
输入的数字无效！
结果2：-1

在上述案例中，当输入的数字小于0时，return语句会提前终止函数的执行，并返回-1。

♾️无限循环

如果条件永远不为假，则循环将变成无限循环。for 循环在传统意义上可用于实现无限循环。由于构成循环的三个表达式中任何一个都不是必需的，您可以将某些条件表达式留空来构成一个无限循环。

实例

#include <iostream>
using namespace std;
 
int main ()
{
   for( ; ; )
   {
      printf("This loop will run forever.\n");
   }
   return 0;
}

当条件表达式不存在时，它被假设为真。您也可以设置一个初始值和增量表达式，但是一般情况下，C++ 程序员偏向于使用 for(;😉 结构来表示一个无限循环。

**注意：**可以按 $Ctrl + C $ 键终止一个无限循环。

🌟 经典案例：计算阶乘

让通过一个经典案例来综合应用前面介绍的知识。将创建一个计算阶乘的程序，用户可以输入一个正整数，程序会计算并输出该数字的阶乘。

#include <iostream>

int main() {
    int num;
    int factorial = 1;

    std::cout << "请输入一个正整数：";
    std::cin >> num;

    if (num < 0) {
        std::cout << "输入的数字无效！" << std::endl;
        return 0;
    }

    for (int i = 1; i <= num; i++) {
        factorial *= i;
    }

    std::cout << num << "的阶乘为：" << factorial << std::endl;

    return 0;
}