C++学习笔记三--基本控制语句

前言

一、C++语句

二、顺序结构

1.声明语句

2.表达式语句

3.基本输入/输出语句

4.复合语句和空语句

三、选择结构

1.if语句

2.switch语句

四、循环结构

1.for语句

2.while语句

3.do...while语句

4.循环的嵌套

五、跳转语句

前言

这篇文章介绍一下C++中的基本控制语句。

一、C++语句

在C++中，语句是构成程序的基本单位，用于执行特定的操作。

二、顺序结构

1.声明语句

声明语句：声明语句用于声明变量、函数、类等标识符。

int x;
void func();
class MyClass;

2.表达式语句

表达式语句执行一个表达式，并且以分号结尾。

x = 10;
cout << "Hello, World!";

3.基本输入/输出语句

输出语句：使用 cout 对象可以将数据输出到标准输出流（通常是显示器）上

cout << "Hello, World!" << endl;

输入语句：使用 cin 对象可以从标准输入流（通常是键盘）读取数据。

int x;
cout << "Enter a number: ";
cin >> x;

4.复合语句和空语句

空语句：空语句不执行任何操作，只包含一个分号。通常用于语法要求的位置或者占位符

;

复合语句（也称为块语句）是一组语句的序列，它们被包裹在花括号 {} 中，并被视为一个独立的语句单元。在 C++ 中，复合语句允许将多个语句组合在一起，并在需要单个语句的地方使用。

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int x = 5;{int y = 10;cout << "Inside inner block: x = " << x << ", y = " << y << endl;} // y的作用域在这里结束// y在这里不可见cout << "Outside inner block: x = " << x << endl;return 0;
}

三、选择结构

1.if语句

C++ 中最基本和常用的控制流语句之一，用于根据条件选择执行不同的代码块。if 语句的基本语法如下：

if (condition) {
// 在条件为真时执行的代码块
}

如果 condition 的值为真（非零），则执行 if 语句后面的代码块；如果 condition 的值为假（零），则跳过 if 语句后面的代码块，继续执行程序的下一条语句。

if 语句还可以与 else 配合使用，形成 if-else 结构，用于在条件为假时执行另一段代码块。if-else 语句的语法如下：

if (condition) {
// 在条件为真时执行的代码块
} else {
// 在条件为假时执行的代码块
}

下面是一个示例，演示了 if 和 if-else 语句的用法：

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int x = 10;// 简单的if语句if (x > 5) {cout << "x is greater than 5" << endl;}// 带有else的if语句if (x > 20) {cout << "x is greater than 20" << endl;} else {cout << "x is not greater than 20" << endl;}// 嵌套的if语句if (x > 5) {if (x < 15) {cout << "x is between 5 and 15" << endl;}}return 0;
}

2.switch语句

switch语句是 C++ 中另一种常用控制流语句,用于根据表达式的值选择不同的执行路径。

switch语句的基本语法如下：

switch (expression) {
case value1:
// 在表达式等于 value1 时执行的代码块
break;
case value2:
// 在表达式等于 value2 时执行的代码块
break;
// 更多的 case 语句...
default:
// 如果表达式的值与所有的 case 值都不匹配时执行的代码块
break;
}

switch语句首先计算表达式的值，然后将这个值与 case 标签中的值进行比较。如果找到一个匹配的 case 标签，则执行相应的代码块，并跳过后面的 case标签；如果没有找到匹配的 case 标签，则执行default标签后面的代码块（如果有），或者直接跳过 switch语句。

        注意：
        - 每个 case 标签后面都必须有一个 break语句，用于终止 switch语句的执行，否则将会继续执行下一个 case 标签后面的代码块。
        - default标签是可选的，用于处理表达式的值与所有 case值都不匹配的情况。

下面是一个示例，演示了 `switch` 语句的用法:

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int choice;cout << "Enter a number between 1 and 3: ";cin >> choice;switch (choice) {case 1:cout << "You chose option 1" << endl;break;case 2:cout << "You chose option 2" << endl;break;case 3:cout << "You chose option 3" << endl;break;default:cout << "Invalid choice" << endl;break;}return 0;
}

在这个示例中，用户输入一个数字，然后根据这个数字执行相应的操作。根据用户的输入，switch语句会选择不同的执行路径。

四、循环结构

1.for语句

for循环是 C++ 中常用的一种循环结构，用于重复执行一段代码，直到条件不再足。

for循环的基本语法如下：

for (initialization; condition; update) {
// 在条件为真时执行的代码块
}

其中：

initialization 是循环开始前的初始化语句，通常用于初始化循环控制变量。
condition 是循环继续执行的条件，每次循环迭代之前都会进行检查。如果条件为真，则继续执行循环；如果条件为假，则结束循环。
update是循环迭代后更新循环控制变量的语句，通常用于增加或减少循环控制变量的值。

for 循环可以替代 while 循环，它的结构更加简洁明了，适合于循环次数已知的情况。

下面是一个示例，演示了 for循环的用法：

#include <iostream>
using namespace std;int main() {// 打印数字1到5for (int i = 1; i <= 5; ++i) {cout << i << " ";}cout << endl;// 计算数字1到5的和int sum = 0;for (int j = 1; j <= 5; ++j) {sum += j;}cout << "Sum of numbers 1 to 5: " << sum << endl;return 0;
}

在这个示例中，我们使用 for循环打印了数字1到5，以及计算了数字1到5的和。在 for循环的括号中，我们分别进行了循环变量的初始化、条件的检查和循环变量的更新。

2.while语句

while 循环是 C++ 中另一种常用的循环结构，它用于重复执行一段代码，直到指定的条件不再满足。while循环的基本语法如下：

while (condition) {
// 在条件为真时执行的代码块
}

其中 condition是循环继续执行的条件。在每次循环迭代开始时，会检查 condition的值。如果 condition 为真，则执行循环体内的代码块；如果 condition为假，则结束循环，程序继续执行循环后面的代码。

while循环常用于循环次数不确定的情况，只要条件为真，循环就会继续执行。

下面是一个示例，演示了 `while` 循环的用法：

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int num = 1;// 打印数字1到5while (num <= 5) {cout << num << " ";++num;}cout << endl;// 计算数字1到5的和num = 1;int sum = 0;while (num <= 5) {sum += num;++num;}cout << "Sum of numbers 1 to 5: " << sum << endl;return 0;
}

在这个示例中，我们使用 while 循环打印了数字1到5，以及计算了数字1到5的和。在 `while` 循环的括号中，我们指定了条件 num <= 5，并在循环体内对循环控制变量 num进行递增操作。

3.do...while语句

do...while 循环是 C++ 中另一种循环结构，它和 while循环类似，但在执行循环体之前会先执行一次条件检查。这意味着无论条件是否为真，循环体至少会执行一次。

do...while 循环的基本语法如下：

do {
// 循环体内的代码块
} while (condition);

其中 condition 是循环继续执行的条件。在每次循环迭代开始时，会先执行循环体内的代码块，然后再检查 condition 的值。如果 condition 为真，则继续执行循环；如果 condition为假，则结束循环，程序继续执行循环后面的代码。

do...while 循环适用于需要至少执行一次循环体的情况。

下面是一个示例，演示了 do...while循环的用法：

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int num = 1;// 打印数字1到5do {cout << num << " ";++num;} while (num <= 5);cout << endl;// 计算数字1到5的和num = 1;int sum = 0;do {sum += num;++num;} while (num <= 5);cout << "Sum of numbers 1 to 5: " << sum << endl;return 0;
}

在这个示例中，我们使用 do...while 循环打印了数字1到5，以及计算了数字1到5的和。无论条件 num <= 5是否为真，循环体至少会执行一次。

4.循环的嵌套

循环的嵌套是指在一个循环内部包含另一个循环。C++ 允许在任何循环体内部嵌套其他类型的循环，包括 for 循环、while 循环、do...while 循环等。通过循环的嵌套，可以实现更复杂的控制流程和算法逻辑。

下面是一个简单的示例，演示了循环的嵌套：

#include <iostream>
using namespace std;int main() {// 外层循环控制行数for (int i = 1; i <= 5; ++i) {// 内层循环控制每行打印的星号数量for (int j = 1; j <= i; ++j) {cout << "* ";}cout << endl;}return 0;
}

在这个示例中，外层循环控制行数，内层循环控制每行打印的星号数量。通过循环的嵌套，我们实现了一个打印直角三角形的功能。

循环的嵌套可以嵌套多层，可以结合条件判断语句，实现更复杂的控制逻辑。然而，过度的循环嵌套可能会导致代码可读性下降和性能问题，因此需要谨慎使用。

五、跳转语句

跳转语句是 C++ 中的一种特殊语句，用于改变程序的执行流程，通常用于控制程序的跳转和循环中的终止。

以下是几种常见的跳转语句：

1. break 语句：在循环语句 (for, while, do...while) 或 switch 语句中，break语句用于终止当前循环或 switch语句的执行，并跳出循环或 switch语句的代码块。

    for (int i = 0; i < 10; ++i) {if (i == 5) {break; // 当 i 等于 5 时跳出循环}cout << i << endl;}

2. continue 语句：在循环语句 (for, while, do...while) 中，continue 语句用于跳过当前迭代的剩余部分，直接进入下一次循环迭代。

    for (int i = 0; i < 10; ++i) {if (i % 2 == 0) {continue; // 当 i 为偶数时跳过本次循环}cout << i << endl;}

3. return 语句：在函数中，return语句用于返回函数的执行结果，并结束函数的执行。

    int square(int x) {return x * x; // 返回 x 的平方}

4. goto 语句：goto语句是 C++ 中最基本的跳转语句，它可以直接跳转到指定标签（标签必须在当前作用域内）的语句处执行。

    int x = 0;loop:cout << x << endl;++x;if (x < 10) {goto loop; // 跳转到 loop 标签处继续执行}

尽管 `goto` 语句在一些特定情况下可能会提供一种解决问题的途径，但通常不推荐使用，因为它会使程序的流程变得难以理解和维护。相比之下，使用结构化的控制语句（如 break、continue、return）可以使代码更加清晰易读。