分类： C/C++
2010-08-25 01:01:44
循环就是反复。
生活中，需要反复的事情很多。譬如你我的整个人生，就是一个反复，反复每一天的生活，直到死，幸好，我们每天的生活并不完全一个样。
语法形式：
while(条件)
{
需要循环执行的语句;
}
while 是“当”的意思。
请首先和if语句作一个比较：
if(条件)
{
条件成立时执行的语句;
}
二者除了关键字不一样以外，结构完全一样。但一定要注意，在条件成立时，if语句仅仅执行一遍，而while语句则将反复执行，直到条件不再成立。
请看while循环的流程图：
程序从“前面的语句”开始执行，然后进行条件判断，如果条件成立，则执行一次“每次循环执行的语句”，再后请特别注意红色部分，这是我们碰上的，第一次会往后走流程：红线就像汽车拐弯，掉头到条件处（并不包括前面的语句），然后再进行下一次的条件判断……直到某一次判断时条件不成立了，程序“继续后面的语句”。
我们用while的语法套用生活中的实际例子，可以直观地看出while的用法。
假设有一个爱哭的小娃娃，有一天她要求父母给买一条小红裙，可惜父母不同意，于是她就开始一个循环：
while ( 父母不给买小红裙)
{
我哭;
}
这段“代码”的意思是：当“父母不给买小红裙”，那么，小女孩就一遍一遍地哭。
这就是我们和循环流程的第一个遭遇战。所举的例子看似直观：“小孩一遍遍地哭，直到父母给买裙”，但真正要用程序的语言来正确地表达出来，需要很多方面要考虑到，必竟，程序是严谨的。
首先，一个合适的判断是否继续的条件相当重要。小女孩要继续哭，仅仅“父母不给买小红裙”，这显示不符合事实，想想我们小时候，再会哭，最终也有累的时候，所以，要想继续哭，我们的条件有两个：“父母不给买小红裙”并且“我还没有哭累”。
while ( 父母不给买小红裙 && 我还没有哭累)
{
我哭;
}
其次，大多数情况下，条件需要被恰当地改变。小女孩在不停地哭，那么她如何知道父母是否买了红裙呢？所以，她不能只顾哭，还得在哭的间隙观察大人是否同意买裙。至于是否哭累，我们假设小女孩有一个疲劳度，每哭一次疲劳度加1，当疲劳度到达200时，可怜的小女孩累了……
while(父母不给买小红裙 && 疲劳度 < 200）
{
我哭;
我偷看爸妈是否同意买裙;
疲劳度++;
}
例一： 用 while 语句实现求从1到100的累加和。
求1＋2的和，我们可以写 a = 1 + 2;求1加到100，我们当然可以这样写 a = 1 + 2 + 3 + ... 100.不过这样写显然太累人了，要从1写到100啊！所以聪明如高斯的你，当然也知道这样写：a = (1+100) * 50;这确实是个在任何时候都值得称赞的，又快又简的方法，只是今天我们想让计算机累一点，老老实实地从1加到100。首先用我们先学的while式的循环。
请同学们打开CB，然后新建一空白的控制台程序，在main()函数体加入下面黑体部分代码。然后按F9运行。查看运行结果以加深印象。
//---------------------------------------------------------------------------
#include
#pragma hdrstop
//---------------------------------------------------------------------------
#pragma argsused
int main(int argc, char* argv[])
{
int sum = 0; //变量sum将用于存储累加和，将它初始化为0，这很重要。
int i = 1; //i是每次要加的数，它从1开始。
while ( i<= 100)
{
sum += i;
i++;
}
//输出累加结果：
cout << "1到100的累加和为：" << sum << endl;
getchar();
}
sum 初始为0，然后在每一遍的循环里，它都加上i，而，i则每次都在被加后，增加1。最终，i递增到101，超过100了，这个循环也就完成了任务。
运行上面程序，输出结果为：
1到100累加和为为：5050
例二：用while循环实现简单的统计功能
统计功能在各行业里都经常用到，比如学校学生成绩总分的统计，商店中每日销售额的统计等。下面我们实现一个学生成绩的统计。
由于成绩中包含有80.5这样的需要小数的部分，所以我们使用实数类型。
保存，然后关闭上面的工程，然后再新建一个控制台工程。在主函数main内加入以下黑体部分的代码：
//---------------------------------------------------------------------------
#include
#pragma hdrstop
//---------------------------------------------------------------------------
#pragma argsused
int main(int argc, char* argv[])
{
float sum,score;
int num; //num 用于存储有几个成绩需要统计。
int i; //i 用于计数
//初始化：
sum = 0;
i = 1;
cout << "====成绩统计程序====" << endl;
//用户需事先输入成绩总数：
cout << "请输入待统计的成绩个数：";
cin >> num;
cout << "总共需要输入"<< num << "个成绩(每个成绩后请加回车键)：" << endl;
while ( i <= num)
{
cout << "请输入第" << i << "个成绩：";
cin >> score;
sum += score;
i++;
}
//输出统计结果:
cout << "参加统计的成绩数目:" << num << endl;
cout << "总分为：" << sum << endl;
getchar();
}
//---------------------------------------------------------------------------
以下是运行结果，我输入4个成绩参加统计：
回车结束上面的程序。稍作休息。
为了更直观地了解循环流程，现在我们来跟踪这段程序中的while循环。
1、首先在循环开始处设置断点（F5 功能）：
2、按F9运行程序，在DOS窗口提示“请输入待统计的成绩个数：”时，输入4，并回车。
3、程序将在一瞬间运行到第一步设置的断点所在行。即 while(...)这一行。
此时请鼠标挪到 i 上，稍等片刻，出现提示 “i=1",同样的方法可以观察num的值。
可见第一遍循环时，i = 1，num = 4，条件：i <= num 显然成立，循环得以继续。
4、按F8，程序往下运行一行，接着再按F8，程序要求输入一个成绩，请切换到DOS窗口，随便输入一个数，并回车。
回车后，程序运行到下图中蓝底的一行：
5、之后，连续按F8，你将发现程序“回头”运行到 while(...)这一行。此时，i=2, i <= num 条件仍然成立，如果您想再跟踪一遍循环，请继续按F8，如果想结束跟踪，在断点行上再按一次F5以取消断点，然后按F9，程序恢复全速运行。
（程序往回走，回到while行）
语法形式：
do
{
需要循环执行的语句;
}
while(条件);
和 while循环最明显的区别，就是do...while循环中，判断是否继续循环的条件，放在后面。也就是说，就算是条件一开始就不成立，循环也要被执行一次。请比较以下两段代码，前者使用while循环，后者使用do...while循环。
代码段一：
int a = 0;
while( a > 0 )
{
a--;
}
变量a初始值为 0,条件 a > 0 显然不成立。所以循环体内的 a--;语句未被执行。
本段代码执行后，变量a值仍为0；
代码段二：
int a = 0;
do
{
a--;
}
while( a > 0 );
尽管循环执行前，条件 a > 0 一样不成立，但由于程序在运行到 do...时，并不先判断条件，而是直接先运行一遍循环体内的语句：a--。于是a的值成为 -1，然后，程序才判断 a > 0 ，发现条件不成立，循环结束。
do..while中的条件和while循环中的条件一样是：“允许继续循环的条件”，而不是“结束循环的条件”，这和Pascal语言中的do...until正好相反，学习过Pascal(Delphi)的学员可得注意。
以笔者的经验，do..while循环用得并不多，大多数的循环用while...来实现会更直观。下面我们仅简单地将1到100的连加程序转换为用do...while实现：
int sum =0;
int i=1;
do
{
sum += i;
i++;
}
while(i<=100);
例三：用 do...while实现可以多次统计的程序。
在例二中，我们做了一个统计程序。假如一个学生有三门成绩，如语文，数学，英语要统计总分，例二的程序可以方便地使用，但如果要连续统计一个班级每个学生的这三门成绩，我们就得不断地运行例二的成绩，这显然不方便。
一个同学的三门成绩需要一层循环，要不断统计多个同学各自的成绩，就需要再套上一层循环。请看下面例子中，如何在原来的 while...循环上再加一层do...while循环。
程序的思路是：统计完一遍后，就问一句是否要继续统计新同学的成绩，如果用户输入字母Y或y,表示需要统计一下位，否则，程序结束循环。
这个程序是在例二的基础上进行功能改进，以下粗体部分为新加的代码。
//---------------------------------------------------------------------------
#include
#pragma hdrstop
//---------------------------------------------------------------------------
#pragma argsused
int main(int argc, char* argv[])
{
float sum,score;
int num; //num 用于存储有几个成绩需要统计。
int i; //i 用于计数
char c; //用来接收用户输入的字母
do
{
//初始化：
sum = 0;
i = 1;
cout << "====成绩统计程序====" << endl;
//用户需事先输入成绩总数：
cout << "请输入待统计的成绩个数：";
cin >> num;
cout << "总共需要输入"<< num << "个成绩(每个成绩后请加回车键)：" << endl;
while ( i <= num)
{
cout << "请输入第" << i << "个成绩：";
cin >> score;
sum += score;
i++;
}
//输出统计结果:
cout << "参加统计的成绩数目:" << num << endl;
cout << "总分为：" << sum << endl;
//提问是否继续统计：
cout <<"是否开始新的统计？(Y/N)?";
cin >> c;
}
while( c == 'y' || c == 'Y');
}
//---------------------------------------------------------------------------
程序完成一次统计以后，会提问“是否开始新的统计”，用户输入一个字母，存到变量 c，然后程序在do...while的条件里检查ｃ是否等于‘Ｙ’或‘ｙ’。如果不等于，就结束循环。
由于程序在统计之后有一个提问的时间，所以，原来的getchar()就不再需要了。
在这个例子，外层循环使用do...while是最好的选择，因为，用户运行本程序，多数情况下，他至少想统计一次。
最后我们来看do...while循环的流程图，请和while的流程图对比。
for 循环里在Ｃ，Ｃ＋＋里用得最多，也是最灵活的循环语句。要学好它，需要从已经学过的while循环的身上，“挖掘”出有关循环流程的要素，这些要素隐藏在while,或do...while的背后，但它将直接体现在for循环的结构上。
学习了两种循环，我们来挖掘一下循环流程中的“条件三要素”。
第一、条件一般需要进行一定的初始化操作。
请看我们用while循环实现1到100累加的代码：
int sum = 0; //变量sum将用于存储累加和，将它初始化为0，这很重要。
int i = 1; //i是每次要加的数，它从1开始。
while ( i<= 100)
{
sum += i;
i++;
}
这段代码中，循环的条件是 i <= 100;因此，一开始，i肯定需要一个确定的值。前面的：
int i = 0;这一行代码，在声明变量i的同时，也为i赋了初始值：1。这样，条件 i <= 100 得以成立（因为i为1，所以 i <= 100 当然成立）。
第二、循环需要有结束的机会。
程序中最忌“死循环”。所谓的“死循环”就是指该循环条件永远为真，并且，没有另外的跳出循环的机会（后面将学到）。比如：
//一段死循环的例子：
while ( 2 > 1 )
{
cout << "死循环" < } 执行这段代码，你会发现程序停不下来了。原因就是它的循环条件 2 > 1 永远为true。所以，一个最后可以变成不成立条件在大多数情况下是必需的。比如在while的那个例子： while ( i<= 100) 条件 i <= 100 ，由于 i 在循环中被改变，所以它至少在理论上有可能造成 i <= 100 不成立。 第三、在循环中改变循环条件的成立因素 这一条和第二条互相配套。 比如这段代码： int i=1; while ( i<= 100) { sum += i; } 同样是一段可怕的“死循环”。因为i没有被改变的机会，其值永远为１，从而循环条件 i<=100也就永远为真。所以在循环中最后一句(下面加粗部分)，不可遗忘。 while ( i<= 100) { sum += i; i++; } 当然，在这段程序里，i++除了起改变条件成立因素以外，同时也起上sum不断加递增的数，从而实现得到累加和。 说完这一些，我们来看Ｃ，Ｃ＋＋中最灵活循环结构：for循环。 for 循环的语法： for(条件初始化;条件;条件改变) { 需要循环执行的语句; } 可见，for的结构中，不仅提供了的“条件”的位置，同时也提供了条件初始化，和条件改变的位置。这三者虽然在同一行上，但并不是依次连接地执行。 条件初始化的表达式首先被执行（并且只被执行一次）； 然后程序检查条件是否成立，如果成立就执行循环体中的语句，否则直接结束循环。 执行完一遍循环以后，程序执行“条件改变”语句。 １到100整数累加的程序，改为for循环写，是最合适的了： int sum = 0; int i; for( i=1; i <= 100;i++) { sum += i; } 程序先执行条件初始化语句：i=1; 然后立即判断条件 i <= 100 吗？显示，此时该条件成立； 于是程序执行循环体内的语句，此时只有一句： sum += i; 然后，执行改变条件因子的语句： i++; 此时，i值变为 2; 程序再次判断条件 i <= 100 ?，依然成立，于是开始第二遍循环…… 变量 i 可以初始化条件时才临时声明： for(int i = 1;i <= 100;i++) …… for 语句的复合结构，使得程序变得简捷。比如上面的例子中，原来 while或者do...while结构中，循环体内必须两句语句，现在只需一句（即：i++这一句被移到for的特定位置上），这样，我们可以去除花括号： for(int i=0;i <= 100;i++) sum += 100; 当然，如果在其它情况下，for的循环体内仍需有多行语句时，｛｝仍是不可避免的。事实上，就算现在这种情况，我也建议大家使用花括号。这样可以让程序的结构看上去更清晰。 在本例中，如果非要讲究简捷，我们还可以将循环体内的那惟一的一行移到“条件改变”的位置： for(int i=1; i<=100;sum += i,i++); sum += i和i++之间用逗号分开。而在for后面的()行末，则直接跟上分号，表示for不必再执行其它的语句。 考虑到后置++的特性（在完成表达式的求值后，才进行加１操作），也可以将sum += i和i++合为一句： for(int i=1;i<=100;sum += i++); 以上讲了for语句极尽合并之技巧，以求一个简捷。反过来，for语句也可以向 while或do...while语句一样拆开写： int i = 1; for(; i <= 100;) { sum += i; i++; } 看，条件初始化语句被移出for的结构，而条件改变语句则被当成一行普通语句，直接加入到循环体内。而在相应的位置上，只留下分号，用于表示空语句（请注意这一行中有2个分号,分别在 i<=100前后）： for (; i <= 100;) 如上行所示，for循环结构中的“条件初始”和“条件的改变”表达式都被省略，在这种情况下for和while或do...while循环完全一样。比如求１～１００累加和： for(;i<=100;) { sum += i; i++; } while(i<=100) { sum += i; i++; } 三要素在for循环结构上体现
int i=1,sum=0; int i=1,sum=0;
下面分析几个实例：(用于分析的实例不提供上机的完整代码，请同学们自行创建空白工程，然后加入需要代码，确保每个实例都可运行，这是初学者逐步熟练的必经之路……信不信由你。打开CB吧)。
题一：用for循环在屏幕上逐行输出数字：１～200。
分析：这需要一个变量，其值从１变到２００，并且每变一次新值，就用 cout 语句在屏幕上输出其值。
答案：
for(int i=1;i<=200;i++)
cout << i << endl;
由于循环中执行的动作只有一句，所以我们省略了｛｝。
题二：６能被１、２、３、６整除，这些数称为６的因子，请循环列出３６的所有因子。
分析：因子？忘了吗？求３６的因子，就是求１～３６中哪些整数可以整除３６。我们学过 % 操作符，它用于求两数相除的余数。所以整除不整除，只要看余数是否为０即可。
答案：
for(int i=1;i<=36;i++)
{
if(36 % i == 0) //余数为０，说明整除
cout << i << " "; //多输出一个空格，用于做两数之间的间隔
}
如果运行程序，得到结果应是：
１ ２ ３ ４ ６ ９ １２ １８ ３６
在这道题中，我们也看到了两种流程的结合：for循环流程和if条件分支流程。复杂问题的解决，往往就是条件流程和循环流程的种种组合，下面要讲的多层循环也是这些组合中一种。
有些问题需要多层循环嵌套才能解决。前面可以多次统计的程序，就使用了两层循环。外层的do...while实现重复统计，内层的while循环实现一次统计。
继续分析一些题目：
题三：输出以下内容，要求使用两种方法，第一种方法采用单层循环，第二种方法采用双层循环。
123
456
789
方法一：
分析：单层循环的思路是：从１输出到９，并且，每当输出三个数字时，多输出一个换行符。
答案：
for(int i=1;i<=9;i++)
{
cout << i;
if( i % 3 == 0) //又一次用到“求余”操作。
cout << endl;
}
方法二：
分析：双层循环的思路是：输出三行，每行输出三个数字。
答案：
for(int i=1;i<=3;i++)
{
for(int j=i;j<=i+3;j++)
{
cout << j;
}
cout << endl;
}
代码中，内层的for用于输出每一行的数字，而外层的for则在每一行输出完成后,输出一个换行符,用于换行.需要另加注意的是,内层循环的条件初始化,和外层循环有关。即这一句：int j=i; 正是。每次开始内层循环时，j的值都将从当前i的值开始。
这道题似乎让人留恋于用单层循环解决一切，因为看上去用双层循环并不是很直观？
题四：请用输出以下内容：
1
12
123
1234
12345
123456
1234567
12345678
123456789
题目刚出，只见一同学噼噼啪啪开始输入代码，并且很快在屏幕上输出正确的内容，他的答案是：
cout << "1" << endl;
cout << "12" << endl;
cout << "123" << endl;
cout << "1234" << endl;
cout << "12345" << endl;
cout << "123456" << endl;
cout << "1234567" << endl;
cout << "12345678" << endl;
cout << "123456789" << endl;
如果谁在有关循环的作业中交上类似这样的答案，我准备给他一个“鸭蛋”呵。
这道题目，除非跟自已过不去，否则没有人会非要硬去用一层循环来实现（用一层循环不如用上面的“答案”，笨是笨点，却最为直观）。本题使用双层循环来实现实为最佳方法。
分析：外层循环用于控制输出9行；内层循环用于输出每行的数字。每一行都是从1开始，但第一行输出1个数字，第二行输出2个，第三行输出3个……
答案：
for(int i=1; i<=9; i++)
{
for(int j=1; j<=i; j++)
{
cout << j;
}
cout << endl;
}
看，在这道中，内层循环的条件初始化和外层循环无关，但循环条件判断却和外层的i有关了(j<=i)。当然，这并不是必要条件，但内层循环的条件初始化或条件判断，和外层循环的某些因素有关，这是很多多层循环的解决问题的关键！继续一个经典的题目。
题五：请输出以下九九口诀表：
1*1=1
1*2=2 2*2=4
1*3=3 2*3=6 3*3=9
1*4=4 2*4=8 3*4=12 4*4=16
1*5=5 2*5=10 3*5=15 4*5=20 5*5=25
1*6=6 2*6=12 3*6=18 4*6=24 5*6=30 6*6=36
1*7=7 2*7=14 3*7=21 4*7=28 5*7=35 6*7=42 7*7=49
1*8=8 2*8=16 3*8=24 4*8=32 5*8=40 6*8=24 7*8=56 8*8=64
1*9=9 2*9=18 3*9=27 4*9=36 5*9=45 6*9=36 7*9=63 8*9=72 9*9=81
分析：你可以看出，本题和题四有很大的类似，都是要输出一个“三角形”（严格说是梯形？），所以解题思路也大致一样：输出九行。你可能会说，输出九列也可以吧？的确可以，不过由于我们现在使用控制台（DOS)窗口来输出，所以被限定只能由上到下一行一行输出，而不能由左到右一列列输出。
既然是按行输出，我们来看每一行的内容有什么特点：
每一行输出的内容都是: i*j=k,其中k是积,由i和j决定,所以我们可以不必看:
第1行：1*1，只有一个，看不出有什么特点。
第2行：1*2 2*2 ……1,2 分别乘以2
第3行: 1*3 2*3 3*3 ……1,2,3分别乘以3
所以，各行的内容的规律是：设当前为第line行，则输出 n*line ,n为1到line.
for(int line=1; line <= 9;line++)
{
for(int n=1; n<=line;line++)
{
cout << n << '*' << line << '=' << n * line <<' ';
}
cout << endl;
}
把line换成i，n换成j，本题的循环控制部分的代码和题四完全一样。
理解以上各分析题，最好的方法是实际上机，然后运行，并且最好自已尝试按F8来一步步运行。所以再说以遍，本章内容可以宣告结束，但如果你没有上机操作这些循环题，就不能说你学好本章。
学习了三种循环流程：while,do...while,for。
while在每一遍循环开始时检查条件是否成立，如果一开始条件就不成立，则循环中的语句将一次也没有执行。
do...while的特殊之处在于，第一遍循环前，并不检查条件，所以，就算条件根本就不成立，循环也将并执行一次，如：
do
{
...
}
while(false);
条件是“false”？这也是条件吗？是的，这也是条件，一个摆明了就是不成立的条件，常见的还有：while(0)。0可以看false。相反的，摆明是真的条件是：while(true)或while(1)等。
for 的特殊之处在于，它除了条件判断以外，还明确地留出了条件初始化，条件变化的位置。所以，有关计数的循环最适于用for来实现，请参看课程中用for实现1到100累加的实例。
至于for的各种“变体”，只须了解，以后用得熟了，再去卖弄不迟 :) 。
循环就象绕圈子。比如，体育课，跑1200米，跑道一圈400米，所以我们要做的事就是一边跑一边在心里计数（当然要已数，否则老师万一少计一圈，我们可就玩完了），当计数到3圈时，“循环”结束。
在这个例子，条件初始化就将计数设为0；循环的条件则是计数小于3；条件变化则是指在每跑完一圈时，心里将计数加1；至于循环的动作，自然就是跑步了……
用while实现：
int js = 0; //js 取意“计数”，而不是“奸商”，也不是“句神”
while( js < 3)
{
跑一圈……;
js++;
}
用do...while实现：
int js = 0;
do
{
跑一圈……
js++;
}
while( js <3);
用 for 实现（最适合了）
for(int i=0;i<3;i++)
{
跑一圈……;
}
如果，我在跑步时不幸由于体力不支而晕倒……怎么办？下一章见！
