要致富先撸树——判断循环语句（六）

引子

什么？万年丕更的作者更新了？

没错！而且我们不当标题党，我决定把《我的世界》串进文章里。

什么？你不玩《我的世界》？

木有关系本专栏文章主要在讲c++语言的语法点和知识，保证让不玩《我的世界》的人也能听懂！

木哈哈哈哈，又水了四行

今天我们要学习一种新的循环结构，大家请看第三个（上往下）scratch积木块，你可以把今天这个循环理解成条件循环。字面意思，重复执行直到<条件>为真，也就是当条件成立的时候才跳出循环，和for循环还是有一点点相似的o。

好吧，不卖关子了。今天我们将迎来一位新同学——while循环

首先我们来了解一下while的组成：

//#1:内部只有一个语句
while (条件表达式) 语句;while (条件表达式)语句;//#2:内部有多个语句
while (条件表达式)
{语句1;语句2;......语句n;
}                       //大括号的作用先前已讲过，这里就不重复了

while循环的一般执行顺序是：

判断<条件表达式>是否成立，成立跳到2.，否则跳出循环
按照先后顺序执行内部语句块（有时会有些特殊情况，具体下面会讲）
跳回1.

注意：在以后的算法学习中，你可能会看到这样式的while：

TYPE a;
while (cin >> a){语句1;语句2;......语句n;
}

不用太吃惊啦，这只是：

C++ 语言中用于读取输入数据直到遇到文件结束符（EOF）或输入错误为止的一种方式。

在这个语句中，cin 是 C++ 标准库中的输入流对象，用于从标准输入（通常是键盘）读取数据。a 是需要读取的数据的变量名。

这个循环会一直执行，直到遇到以下情况之一：

读取到文件结束符（EOF）。这意味着输入已经结束，没有更多的数据可供读取。
读取过程中发生错误。例如，如果输入的数据类型与期望的类型不匹配，或者输入的数据本身不合法，那么 cin 对象会设置错误标志，循环将终止。

（以上来自百度文心一言）

前面讲到while循环在执行内部语句的时候可能会遇到特殊情况，那么到底是什么特殊情况呢？

1.1 break语句和continue语句

让我们设想一种情境，你在循环的过程中，已经求得了问题的解，这时候再循环下去就没有意义了。所以这个时候我们就要跳出循环。那么在c++语言里，我们如何才能跳出循环呢？这就要借用两个语句的力量——

我知道标题上写了！再写一遍也不是不可以！

break语句、continue语句！

什么是break呢？你可以把它当作跳出循环的工具。break的作用就是跳出这一层循环（或switch）然后继续执行循环（或switch）后面的语句。注意，break跳出的是这一层循环！

#include <iostream>
using namespace std;
int main(){for (int i = 0;i < 10;i ++){if (i == 5) break;        //当i等于5时，跳出循环cout << i << endl;}//该程序只能输出数字0~4return 0;
}

什么又是continue呢？你可以把它理解成一个快进按钮。continue可以马上结束这一次循环，直接进入下一次循环。注意：continue是结束这一次循环！

#include <iostream>
using namespace std;
int main(){for (int i = 0;i < 10;i ++){if (i == 5) continue;        //当i等于5时，直接进入下一次循环cout << i << endl;}//该程序只能输出数字0~4和数字6~9return 0;
}

1.2 死循环

上期我们在讲for的时候就已经讲过死循环了。

有一种循环结构则不需要跳出循环，即死循环。因此，死循环中条件表达式的值恒为1。

for循环也可以用于死循环，如下：

for (;;)

{

//语句

}

言简意赅的说，就是：木有变量！木有条件！木有更改！只要一直循环下去就可以了！

这期我们来深刻的剖析一下死循环和可能的避免方法。

死循环（endless loop）是编程中的一个概念，指的是无法靠自身的控制终止的循环。简单来说，就是在某一时刻，当程序遇到循环判断语句使条件一直成立时，导致此时该程序始终在执行，跳不出循环，程序不能自己正常结束。具体的例子有：

//for死循环实例
for (;;){cout << a;
}//while死循环实例
while (1){cout << a;
}while (true){cout << a;
}

提示：上面的代码在运行过程中若被强制停止，可能对你的宝贝电脑会有损伤！

是不是听起来很危险？

死循环通常是由于程序员疏忽或者错误导致的，例如忘记设置循环终止条件、判断条件错误等。死循环会导致程序无法继续执行其他任务，甚至使系统资源被耗尽，程序崩溃。

为了避免死循环，程序员应该在编写循环语句时确保有一个合适的退出条件，或者在循环体中加入一些判断条件来确保循环会在某个时刻终止。同时，也可以使用一些调试工具来跟踪程序的执行过程，找到导致死循环的原因并修复它。

没错，我们应该在编写程序的时候尽量避免死循环。这时就要用到上面说到的两个特殊语句中的break了。我们可以设置当程序达到某一个特定条件时跳出循环。如下：

#include <iostream>
using namespace std;
int main(){int a;while (1){cout << a << endl;if (a == 5) break;        //a等于5时跳出循环}return 0;
}

好了，至此，相信你已经可以很好的掌握while语句了

2.要致富，先撸树

俗话说，要致富，先撸树。史蒂夫深谙此道理，但看看自己的仓库中木头存量寥寥无几，于是决定出发去收集一些木头来塞满自己的箱子。

乱砍滥伐是违法行为，小朋友们千万不要模仿哦！

2.1 剩余的饥饿值（for循环）

史蒂夫出发后才发现忘了带食物，此时他还有hunger点饥饿值（即满饥饿值），他不知道砍完所有木头后自己的饥饿值还剩多少（允许负数的情况），已知砍1棵树需要消耗2饥饿值，请你编写程序帮他计算。

输入：

第一行输入三个整数m、n、hunger，其中m*n是合法砍树区域（即可以砍树的地方），hunger是初始饥饿值

下面m行每行输入n个数（0或1），1代表有树，0代表空地

输出：

处理过后的hunger，剩余饥饿值

输入样例：

输出样例：

提示：请先自行思考，再看答案o

T2.1解题思路

思考1：如何保存树木生长情况以及判断一个位置上长有树而非空地？

分析输入的数据，我们会发现输入的数据只有0、1两种，因此我们完全可以可以使用二维布尔型（或整型，效果同）数组来保存树木生长情况。在判断的时候，由于数据只可能是0或1，我们可以直接对这个位置判断。

思考2：怎么才能遍历到所有位置？

使用一个双重循环，第一重循环遍历每一行，第二重遍历每一列即可。或者使用滚动数组的方法（留给有能力的同学，这里就不写了）

T2.1参考答案

解法1：

#include <iostream>
using namespace std;
int m,n,hunger;
int main(){cin >> m >> n >> hunger;int tree[m][n];for (int i = 0;i < m;i ++)for (int j = 0;j < n;j ++){cin >> tree[i][j];if (tree[i][j]) hunger -= 2;}cout << hunger;return 0;
}

解法2（三目运算符）：

#include <iostream>
using namespace std;
int m,n,hunger;
int main(){cin >> m >> n >> hunger;int tree[m][n];for (int i = 0;i < m;i ++)for (int j = 0;j < n;j ++){cin >> tree[i][j];hunger -= tree[i][j] ? 2 : 0;}cout << hunger;return 0;
}

2.2 原木放哪里？（while循环）

史蒂夫的背包快要装满啦！他又砍了一组原木，请你编写一程序，找到这组原木从左到右数第一个可以放置的位置并返回其下标，背包满了则输出"The bag is full!"。（背包是一维的）

输入：

第一行一个整数n，史蒂夫背包的大小（长度）

第二行 n个数字（0或1），1代表有东西占位（1组原木或其他东西，反正史蒂夫刚刚砍的那一组原木肯定不能放在这了），0则相反

输出：

一个整数，目标位置的下标

输入样例：

9
1 1 1 1 1 0 1 1 0

输出样例：

T2.2解题思路

思考1：如何返回下标？

可以设立一个变量i，循环改变i的值，若数组里下表为i的元素合法时，返回i就可以了。这类似于指针，以后我们讲指针的时候会用到类似的思想

思考2：如何改变i的值？

对数组中下表为i的元素进行判断（由于这个元素只存在0、1两种情况，我们可以沿用T2.1的判断方法），若等于1，则代表不能放在这里，i ++。重复直到元素为0时停止

T2.2参考答案

解法1（for循环解法）：

#include <iostream>
using namespace std;
int n;
bool isFull = 1;        //用于检测背包是否装满
int main(){cin >> n;int bag[n];for (int i = 0;i < n;i ++){cin >> bag[i];}//以下for循环for (int i = 0;i < n;i ++){if (!bag[i]){        //检测到空位cout << i;isFull = 0;        //有空位，说明背包未满break;}}if (isFull) cout << "The bag was full!";return 0;
}

解法2（while循环解法）（输入部分都一样）：

#include <iostream>
using namespace std;
int n,i;
bool isFull = 1;        //用于检测背包是否装满
int main(){cin >> n;int bag[n];for (int a = 0;a < n;a ++){cin >> bag[a];}//以下while循环while (bag[i] && i <= n - 1)i ++;        //无空位且位置合法，移动下标isFull = i <= n - 1 ? 0 : 1;        //若i“溢出”则背包满if (isFull) cout << "The bag was full!";else cout << i;return 0;
}