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C++ 入門指南 - 迴圈

程式 (program) 中的迴圈 (loop) 就是在特定程式區塊 (block) 中,重複執行相同的工作




C++ 中有三種迴圈,一種是 while 迴圈 (while loop) ,另一種則是 for 迴圈 (for loop) ,還有一種是 do-while 迴圈 (do-while loop) , whilefor 兩種迴圈屬於前測試迴圈,可以互相替代,端視自己喜歡用哪一種囉!至於 do-while 迴圈屬於後測試迴圈。


我們先來看看 while 迴圈的寫法
int i = 10 // 設定控制變數
while (i > 0) {
    // 迴圈工作區
    cout << i << endl;
    i--; // 調整控制變數值
}


這個迴圈所進行的工作很簡單,先在命令列上印出 10 ,然後一路倒數到 1 為止。迴圈有三個地方要注意
  • 設定控制變數
  • 條件
  • 調整控制變數值


while 迴圈的控制變數 (control variable) 必須在 while 之前就先設定好,此例中將控制變數 i 設定為 10 。然後進入 while 的地方,條件 (condition) 就在 while 之後的小括弧中,此例中為當控制變數 i 大於 0 時,迴圈便會重複執行。迴圈工作區,也就是 while 底下用大括弧圍住的程式區塊,這裡,我們只有簡單的印出控制變數 i 的值,迴圈工作區的最後需要有調整控制變數值的地方。


我們先寫成完整的範例,來編譯 (compile) 看看結果吧!
#include <iostream>

using namespace std;

int main(void)
{
    cout << endl;
    int i = 10; // 設定控制變數
    // 迴圈工作區
    while (i > 0) {
        cout << i << endl;
        i--; // 調整控制變數值
    }
    cout << endl;
        
    return 0;
}

/* 《程式語言教學誌》的範例程式
    http://pydoing.blogspot.com/
    檔名:whiledemo.cpp
    功能:示範 C++ 程式 
    作者:張凱慶
    時間:西元 2012 年 10 月 */


編譯執行結果如下



當我們明確知道重複次數的時候,我們得利用控制變數來記錄 while 迴圈所進行次數,這樣 while 迴圈才會有結束的一天,不然若是三個與控制變數相關的部份,漏了任一部份時,就有可能導致無窮迴圈 (infinite loop) 的發生,例如
int i = 10 // 設定控制變數
while (i > 0) {
    // 迴圈工作區
    cout << i << endl; 
    // 沒有調整控制變數值
}


這樣一來,控制變數 i 永遠大於 0 ,所以迴圈會一直重複執行,此例中會不斷的在命令列印出 10 ,直到強制結束程式的執行為止。


以上的 while 迴圈是介紹有明確重複次數的用法,若是迴圈沒有明確重複次數,那就得另行設計結束迴圈的方式,例如控制變數等於某一個值之時,再利用 break 跳出迴圈。


另外一個 for 迴圈則是把控制變數的設定、迴圈結束條件、控制變數的調整全都寫在小括弧之中,如下
for (int i = 10; i > 0; i--) {
    cout << i << endl;
}


for 之後的小括弧用兩個分號區隔三個項目,依序是控制變數的設定、迴圈結束條件、控制變數的調整。這個 for 迴圈與上面的 while 迴圈功能完全相同,寫成完整的範例程式,如下
#include <iostream>

using namespace std;

int main(void)
{
    cout << endl;
    for (int i = 10; i > 0; i--) {
        cout << i << endl;
    }
    cout << endl;
        
    return 0;
}

/* 《程式語言教學誌》的範例程式
    http://pydoing.blogspot.com/
    檔名:fordemo.cpp
    功能:示範 C++ 程式 
    作者:張凱慶
    時間:西元 2012 年 10 月 */


編譯後執行,結果如下



小括中的兩個分號與條件是必須的,因此如果寫成
int i = 1;
for (; i > 0;) {
    cout << i << endl;
}


這會使 for 迴圈變成一個無窮迴圈。


習慣上, for 迴圈通常用於具有明確重複次數的迴圈,因為全部的控制機制都放在 for 之後的小括弧中, while 迴圈用於沒有明確重複次數的迴圈,例如接收使用者輸入的迴圈,當使用者輸入結束指令的時候,迴圈才會結束,不然程式會一直等待使用者的輸入。


但是提醒一點, for 迴圈可以用 while 迴圈替代,反之亦然,自己偏好哪一種也就可以用哪一種囉!


另外還有個 do-while 迴圈,這是把結束條件放在最後,其餘跟 while 迴圈相同,也就是說,進入 do-while 迴圈是先做第一次,然後才進行條件測試,例如把上面的倒數計時程式改寫成 do-while 迴圈
int i = 10 // 設定控制變數
do {
    // 迴圈工作區
    cout << i << endl; 
    i--;
} while (i > 0);


大多數的 do-while 也能夠用 while 替代,這方面視情況再選擇用後測試迴圈或前測試迴圈囉!


每個可執行的 C++ 程式都要有個 main() 函數 (function) ,函數是什麼呢?我們接下來好好介紹一下函數吧!


中英文術語對照
程式program
迴圈loop
程式區塊block
while 迴圈while loop
for 迴圈for loop
do-while 迴圈do-while loop
控制變數control variable
條件condition
編譯compile
無窮迴圈infinite loop
函數function


您可以繼續參考
基礎篇


相關目錄
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參考資料
http://www.cplusplus.com/doc/tutorial/control/

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