【C++基础入门】四、程序流程结构（水仙花数、乘法口诀、七和七的倍数、随机数猜数字）

四、程序流程结构

C/C++支持最基本的三种程序运行结构：顺序结构、选择结构、循环结构

  • 顺序结构：程序按顺序执行，不发生跳转
  • 选择结构：依据条件是否满足，有选择的执行相应功能
  • 循环结构：依据条件是否满足，循环多次执行某段代码

4.1 选择结构

4.1.1 if语句

作用：执行满足条件的语句

if语句的三种形式

  • 单行格式if语句

  • 多行格式if语句

  • 多条件的if语句

  1. 单行格式if语句：if(条件){ 条件满足执行的语句 }

在这里插入图片描述

示例：

int main() {//选择结构-单行if语句//输入一个分数，如果分数大于600分，视为考上一本大学，并在屏幕上打印int score = 0;cout << "请输入一个分数：" << endl;cin >> score;cout << "您输入的分数为： " << score << endl;//if语句//注意事项，在if判断语句后面，不要加分号if (score > 600){cout << "我考上了一本大学！！！" << endl;}system("pause");return 0;
}

注意：if条件表达式后不要加分号

  1. 多行格式if语句：if(条件){ 条件满足执行的语句 }else{ 条件不满足执行的语句 };

在这里插入图片描述
示例：

int main() {int score = 0;cout << "请输入考试分数：" << endl;cin >> score;if (score > 600){cout << "我考上了一本大学" << endl;}else{cout << "我未考上一本大学" << endl;}system("pause");return 0;
}
  1. 多条件的if语句：if(条件1){ 条件1满足执行的语句 }else if(条件2){条件2满足执行的语句}... else{ 都不满足执行的语句}

在这里插入图片描述

示例：

int main() {int score = 0;cout << "请输入考试分数：" << endl;cin >> score;if (score > 600){cout << "我考上了一本大学" << endl;}else if (score > 500){cout << "我考上了二本大学" << endl;}else if (score > 400){cout << "我考上了三本大学" << endl;}else{cout << "我未考上本科" << endl;}system("pause");return 0;
}

嵌套if语句：在if语句中，可以嵌套使用if语句，达到更精确的条件判断

案例需求：

  • 提示用户输入一个高考考试分数，根据分数做如下判断
  • 分数如果大于600分视为考上一本，大于500分考上二本，大于400考上三本，其余视为未考上本科；
  • 在一本分数中，如果大于700分，考入北大，大于650分，考入清华，大于600考入人大。

示例：

int main() {int score = 0;cout << "请输入考试分数：" << endl;cin >> score;if (score > 600){cout << "我考上了一本大学" << endl;if (score > 700){cout << "我考上了北大" << endl;}else if (score > 650){cout << "我考上了清华" << endl;}else{cout << "我考上了人大" << endl;}}else if (score > 500){cout << "我考上了二本大学" << endl;}else if (score > 400){cout << "我考上了三本大学" << endl;}else{cout << "我未考上本科" << endl;}system("pause");return 0;
}

练习案例： 三只小猪称体重

有三只小猪ABC，请分别输入三只小猪的体重，并且判断哪只小猪最重？

在这里插入图片描述

#include <iostream>int main() {double weightA, weightB, weightC;// 输入三只小猪的体重std::cout << "请输入小猪A的体重: ";std::cin >> weightA;std::cout << "请输入小猪B的体重: ";std::cin >> weightB;std::cout << "请输入小猪C的体重: ";std::cin >> weightC;// 判断哪只小猪最重if (weightA >= weightB && weightA >= weightC) {std::cout << "小猪A最重，体重为：" << weightA << " 公斤" << std::endl;} else if (weightB >= weightA && weightB >= weightC) {std::cout << "小猪B最重，体重为：" << weightB << " 公斤" << std::endl;} else {std::cout << "小猪C最重，体重为：" << weightC << " 公斤" << std::endl;}return 0;
}

4.1.2 三目运算符

作用： 通过三目运算符实现简单的判断

语法：表达式1 ? 表达式2 ：表达式3

解释：

如果表达式1的值为真，执行表达式2，并返回表达式2的结果；

如果表达式1的值为假，执行表达式3，并返回表达式3的结果。

示例：

int main() {int a = 10;int b = 20;int c = 0;c = a > b ? a : b;cout << "c = " << c << endl;//C++中三目运算符返回的是变量,可以继续赋值(a > b ? a : b) = 100;cout << "a = " << a << endl;cout << "b = " << b << endl;cout << "c = " << c << endl;system("pause");return 0;
}

总结：和if语句比较，三目运算符优点是短小整洁，缺点是如果用嵌套，结构不清晰

4.1.3 switch语句

**作用：**执行多条件分支语句

语法：

switch(表达式){case 结果1：执行语句;break;case 结果2：执行语句;break;...default:执行语句;break;}

示例：

int main() {//请给电影评分 //10 ~ 9   经典   // 8 ~ 7   非常好// 6 ~ 5   一般// 5分以下 烂片int score = 0;cout << "请给电影打分" << endl;cin >> score;switch (score){case 10:case 9:cout << "经典" << endl;break;case 8:cout << "非常好" << endl;break;case 7:case 6:cout << "一般" << endl;break;default:cout << "烂片" << endl;break;}system("pause");return 0;
}

注意1：switch语句中表达式类型只能是整型或者字符型

注意2：case里如果没有break，那么程序会一直向下执行

总结：与if语句比，对于多条件判断时，switch的结构清晰，执行效率高，缺点是switch不可以判断区间

4.2 循环结构

4.2.1 while循环语句

作用：满足循环条件，执行循环语句

语法：while(循环条件){ 循环语句 }

解释：只要循环条件的结果为真，就执行循环语句

在这里插入图片描述

示例：

int main() {int num = 0;while (num < 10){cout << "num = " << num << endl;num++;}system("pause");return 0;
}

注意：在执行循环语句时候，程序必须提供跳出循环的出口，否则出现死循环

while循环练习案例：猜数字

案例描述：系统随机生成一个1到100之间的数字，玩家进行猜测，如果猜错，提示玩家数字过大或过小，如果猜对恭喜玩家胜利，并且退出游戏。

在这里插入图片描述

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>int main() {// 设置随机种子std::srand(static_cast<unsigned int>(std::time(0)));// 生成1到100之间的随机数字int secretNumber = std::rand() % 100 + 1;int guess;bool guessed = false;std::cout << "猜数字游戏开始！" << std::endl;// 使用while循环进行猜数字游戏while (!guessed) {std::cout << "请输入你的猜测（1到100之间的整数）: ";std::cin >> guess;if (std::cin.fail()) {// 处理非法输入std::cin.clear();  // 清除输入标志位std::cin.ignore(std::numeric_limits<std::streamsize>::max(), '\n');  // 忽略缓冲区中的无效输入std::cout << "请输入有效的整数。" << std::endl;continue;}if (guess < 1 || guess > 100) {std::cout << "请确保输入在1到100之间的整数。" << std::endl;continue;}if (guess == secretNumber) {std::cout << "恭喜你猜对了！游戏结束。" << std::endl;guessed = true;} else if (guess < secretNumber) {std::cout << "太小了，再试试吧。" << std::endl;} else {std::cout << "太大了，再试试吧。" << std::endl;}}return 0;
}

4.2.2 do…while循环语句

作用： 满足循环条件，执行循环语句

语法： do{ 循环语句 } while(循环条件);

注意：与while的区别在于do…while会先执行一次循环语句，再判断循环条件

在这里插入图片描述

示例：

int main() {int num = 0;do{cout << num << endl;num++;} while (num < 10);system("pause");return 0;
}

总结：与while循环区别在于，do…while先执行一次循环语句，再判断循环条件

练习案例：水仙花数

案例描述：水仙花数是指一个 3 位数，它的每个位上的数字的 3次幂之和等于它本身

例如：1^3 + 5^3+ 3^3 = 153

请利用do…while语句，求出所有3位数中的水仙花数

#include <iostream>int main() {int number = 100;std::cout << "所有3位数中的水仙花数：" << std::endl;do {int originalNumber = number;int sum = 0;// 计算每位数字的三次幂之和do {int digit = originalNumber % 10;sum += digit * digit * digit;originalNumber /= 10;} while (originalNumber > 0);// 如果和等于原数字，则为水仙花数if (sum == number) {std::cout << number << " ";}// 处理下一个3位数++number;} while (number < 1000);std::cout << std::endl;return 0;
}

4.2.3 for循环语句

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;末尾循环体) { 循环语句; }

示例：

int main() {for (int i = 0; i < 10; i++){cout << i << endl;}system("pause");return 0;
}

详解：

在这里插入图片描述

注意：for循环中的表达式，要用分号进行分隔

总结：while , do…while, for都是开发中常用的循环语句，for循环结构比较清晰，比较常用

练习案例：敲桌子

案例描述：从1开始数到数字100， 如果数字个位含有7，或者数字十位含有7，或者该数字是7的倍数，我们打印敲桌子，其余数字直接打印输出。
在这里插入图片描述

#include <iostream>int main() {for (int number = 1; number <= 100; ++number) {// 检查个位含有7，十位含有7，或者是7的倍数if (number % 10 == 7 || number / 10 == 7 || number % 7 == 0) {std::cout << "敲桌子 ";} else {std::cout << number << " ";}}std::cout << std::endl;return 0;
}

4.2.4 嵌套循环

作用： 在循环体中再嵌套一层循环，解决一些实际问题

例如我们想在屏幕中打印如下图片，就需要利用嵌套循环

在这里插入图片描述

示例：

int main() {//外层循环执行1次，内层循环执行1轮for (int i = 0; i < 10; i++){for (int j = 0; j < 10; j++){cout << "*" << " ";}cout << endl;}system("pause");return 0;
}

练习案例：乘法口诀表

案例描述：利用嵌套循环，实现九九乘法表

在这里插入图片描述

#include <iostream>int main() {// 使用嵌套循环生成九九乘法表for (int i = 1; i <= 9; ++i) {for (int j = 1; j <= i; ++j) {// 输出乘法表的每一项std::cout << j << " * " << i << " = " << i * j << "\t";}// 换行以显示下一行std::cout << std::endl;}return 0;
}

4.3 跳转语句

4.3.1 break语句

作用: 用于跳出选择结构或者循环结构

break使用的时机：

  • 出现在switch条件语句中，作用是终止case并跳出switch
  • 出现在循环语句中，作用是跳出当前的循环语句
  • 出现在嵌套循环中，跳出最近的内层循环语句

示例1：

int main() {//1、在switch 语句中使用breakcout << "请选择您挑战副本的难度：" << endl;cout << "1、普通" << endl;cout << "2、中等" << endl;cout << "3、困难" << endl;int num = 0;cin >> num;switch (num){case 1:cout << "您选择的是普通难度" << endl;break;case 2:cout << "您选择的是中等难度" << endl;break;case 3:cout << "您选择的是困难难度" << endl;break;}system("pause");return 0;
}

示例2：

int main() {//2、在循环语句中用breakfor (int i = 0; i < 10; i++){if (i == 5){break; //跳出循环语句}cout << i << endl;}system("pause");return 0;
}

示例3：

int main() {//在嵌套循环语句中使用break，退出内层循环for (int i = 0; i < 10; i++){for (int j = 0; j < 10; j++){if (j == 5){break;}cout << "*" << " ";}cout << endl;}system("pause");return 0;
}

4.3.2 continue语句

作用：在循环语句中，跳过本次循环中余下尚未执行的语句，继续执行下一次循环

示例：

int main() {for (int i = 0; i < 100; i++){if (i % 2 == 0){continue;}cout << i << endl;}system("pause");return 0;
}

注意：continue并没有使整个循环终止，而break会跳出循环

4.3.3 goto语句

作用： 可以无条件跳转语句

语法： goto 标记;

解释： 如果标记的名称存在，执行到goto语句时，会跳转到标记的位置

示例：

int main() {cout << "1" << endl;goto FLAG;cout << "2" << endl;cout << "3" << endl;cout << "4" << endl;FLAG:cout << "5" << endl;system("pause");return 0;
}

注意：在程序中不建议使用goto语句，以免造成程序流程混乱

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