本章将讲解主要的控制、循环语句。并且对 C++独有的特性进行稍深入的探讨
7.1 使一循环止于断处 #
If I can stop one loop by breaking
I shall not live in repeats;
If I can mark one cycle the edging,
Or show one boundary,
Or fix one bug that’s lurking
In endless code again,
I shall not live in repeats.— Emily Dickinson (Adapted by 命令提示符)
诗人 Emily Dickinson 写下这首诗，是希望用微小的善行让世界变得更好。而我们则用 break 语句来阻止循环陷入无尽的虚空，这何尝不是一种“微小的善行”（至少对你的 CPU 而言）呢？
本章，我们将学习如何用 if 进行判断，构建 while 和 for 循环，用 break、continue 来干预循环的流程，让我们成为自己代码世界的“诗人”，写出优雅而高效的篇章。
7.2 若我不曾见过“条件”(if-else/switch-case) #
所谓条件控制，就是 特定条件下对程序执行流程或生成模型输出进行控制的技术，人话就是分类讨论：如果……那么……（否则……）——计算机喜欢这样清晰明了的语句。因此，我们要养成将大问题拆解成简单的小问题的习惯。
7.2.1 If 语句 #
if-else 的语法如下：
if(条件) {
你要干的事
} else if(条件) {
你要干的事
} else if(条件) {
可以一直套……
} else {
你要干的事
}
格式上没有硬性要求，你要是觉得我的风格不好看可以尽管调整。if 是必须的 总得有个头啊！（康熙音）；else、else if 是可选的（也就是没有需要就可以不要），但是顺序必须是 if -> else if -> else。
其实如果 if（else 同理）后面只有一个语句（分号结尾），你也可以这样写：
if(条件)
语句；
else
...
因为 if 语句默认控制紧随其后的第一条语句（或者一个用花括号括起来的代码块），所以其实所谓的 else if 其实可以理解为 else { if(...) { ... } }。但是除了 else if，这种写法弊端很多，考虑以下代码：
if(1+1 == 3)
a();
b();
c()；
会让人误以为 `a`、`b`、`c` 都不会执行，但是其实只有 `a` 在 `if` 的支配下（或者叫“作用域”）。所以为了你少因为调试这种低级错误掉头发，即使是一句话，也最好用花括号括起来。
至于其他的应该不必过多解释，有英文基础的读者一眼便能明白。我们的核心放在如何表达好“条件”上。
7.2.1.1 If I Can-If I Can…（条件表达式） #
认识以下几个关键的运算符，你就能构建出复杂的条件判断。下表按 优先级从高到低 排列（同一行优先级相同）：
| 优先级 | 类别 | 运算符 | 名称与含义 | 示例 | 结合性 |
|---|---|---|---|---|---|
| 高 | 括号 | () |
括号：提升内部表达式优先级 | (a + b) * c |
从左到右 |
| 单目运算符 | ! |
逻辑非：取反 | !is_ready |
从右到左 | |
+, - |
正负号：一元加、减 | -number |
从右到左 | ||
| 乘除模 | *, /, % |
乘、除、取模 | a * b, a % 3 |
从左到右 | |
| 加减 | +, - |
加、减 | a + b, a - 5 |
从左到右 | |
| 关系运算符 | <, <=, >, >= |
小于、小于等于、大于、大于等于 | age >= 18 |
从左到右 | |
| 相等运算符 | ==, != |
等于、不等于 | password == input_value |
从左到右 | |
| 逻辑与 | && |
逻辑与：两边都为真，结果才为真 | age >= 18 && money > 0 |
从左到右 | |
| 逻辑或 | ` | ` | 逻辑或：两边有一边为真，结果就为真 | ||
| 条件运算符 | ? : |
三目运算符：条件 ? 表达式 1 : 表达式 2 相当于 if(条件) 表达式1 else 表达式2，善用会缩减你的代码 |
fee = (age < 18) ? 50 : 100; |
从右到左 | |
| 最低 | 赋值运算符 | =, +=, -=, *=, /=, %=(以及 &&=, |= 等) |
赋值、复合赋值 比如 x += 1; 就是 x = x + 1; 的意思绝对不要尝试 x += x++; 这种语义模糊的句子甚至是 x += x++ + ++x; 这类未定义行为！ |
温馨提示 Warm Tips：
-
==与=：这是最最经典错误！if (a = 5)是赋值，表达式结果为5（非零，所以永远是真），条件永远成立！if (a == 5)才是比较。时刻警惕！ -
短路求值：
&&和||有短路特性。对于a && b，如果a为假，就不会再去计算b。对于a || b，如果a为真，也不会再去计算b。这在b是一个函数调用或带有副作用（如i++）时尤为重要。
举例子（其实第三章课后题有）int x = 0; bool y = ((x++ == 3) and (x++ == 4));x是1，y是false，原因很简单，从左往右看，(x++ == 3)为false，已经可以确定整个表达式的值，所以(x++ == 4)不会执行，x只增加一次。很搞吧？所以实际使用千万别自找苦吃。
-
结合性：它决定了优先级相同时的运算方向。
a = b = c从右向左，等价于a = (b = c)。a + b + c从左向右，等价于(a + b) + c。这个基本上和数学的一样，不必在意。 -
万能括号：记不住优先级没关系！ 当你无法确定运算顺序时，多用括号
()来明确你的意图，这是最高效、最安全的方法，也能让代码更清晰。比较一下：if ((a > 5) && ((b < 10) || (c == 15))) { // ... } if (a > 5 && (b < 10 || c == 15)) { // ... }明显前者更好懂。
碎碎念：
C ? X : Y运算符这是三元运算符的独苗苗。是
if - else的缩写形式。比如：abs_x = (x>=0) ? x : -x;相等于：
if (x > 0) { abs_x = x; } else { abs_x = -x; }
7.2.2 switch 语句 #
当需要大量相等的判断的时候，这样写会很长：
if (choice == 1) {
...
} else if (choice == 2){
...
} else if (choice == 3) {
...
}
......
else {
...
}
天空一声巨响，switch-case 闪亮登场，这正是它大展拳脚的时机：
switch(choice) {
case 1:
... // 一
break;
case 2:
... // 二
break;
case 3:
... // 三
break;
......
default:
... // 最后
break;
}
case，顾名思义，就是“情况”。上面的代码意思是，如果 choice 是 1，就进入一语句然后退出；choice 是 2，就进入二语句然后退出；……；如果都不是，就进入最后的语句然后退出。
注意这里“退出”的操作是 break 完成的。如果忘记写 break 会发生什么呢？看看下面的代码：
switch(choice) {
case 1:
printf("一\n");
case 2:
printf("二\n");
break;
case 3:
printf("三\n");
break;
default:
printf("其他\n");
break;
}
当 choice 为 1 时，程序会输出：
一
二
这是因为没有 break 语句，程序在执行完 case 1 后会继续执行 case 2 的代码，直到遇到 break 或 switch 语句结束。这就是所谓的 " case 穿透”。
有时候，我们可以故意利用这个特性，比如多个 case 情况需要执行相同代码时：
switch(choice) {
case 1:
case 2:
case 3:
printf("选项是1、2或3\n");
break;
case 4:
printf("选项是4\n");
break;
default:
printf("其他选项\n");
break;
}
这样，当 choice 为 1、2 或 3 时，都会执行相同的代码块，提高了代码的复用性和可读性。
7.3 继续沉醉 自我迂回（循环） #
循环主要有两类（姑且这么算吧），while 和 for。这两种循环基本上可以相互转换，while 结构简单些，而 for 更规整些。我们先介绍 while。
7.3.1 (do-)while 循环 #
while 循环可以视为一直 if，如果成立就继续：
int something[10] = {1, 1, 4, 5, 1, 4, 1, 9, 1, 9};
int index = 0;
// 其实理论上可以直接while(index++ < 10)，但是这样费解些。
// 我个人还是喜欢分开或者使用for循环
while(index < 10) {
std::cout << something[index];
index++;
}
所以之前的例子中你经常看到在“健壮的”输入中出现的 while(1) 就是一个无限循环，除非 break 打破它（后面会说），它会一直进行下去。
上面的 while 的例子中，如果一开始条件就不成立，那么 while 就不会执行，但我们有些时候 需要 至少执行一次，比如用户输入、菜单显示等等。为了避免复制代码，有一种 do-while 的循环体可以使用。以下是菜单显示的例子（伪代码），因为要先显示一次菜单再获取输入，所以可以选择 do-while 结构
do {
displayMenu();
choice = getUserChoice();
processChoice(choice);
} while(choice != EXIT_OPTION);
do-while 需要在结尾打分号，别忘了。
7.3.2 for 循环 #
for 循环是十分工整的循环结构，它如此工整，以至于（笔者看到的）不少开源项目的代码规范都要求甚至强制使用这种循环结构（而不使用 while）。工整在哪？在于它将循环初始化、循环继续的条件、每轮循环后的操作都放在一起集中展示。以下是框架：
// 表达式可以不填，但是分号得留上
for (初始化表达式; 条件表达式; 更新表达式) {
// 循环体
//也就是要重复执行的代码
}
上面 7.3.1 中 while 的例子，可以重写为：
int something[10] = {1, 1, 4, 5, 1, 4, 1, 9, 1, 9};
// 原来的index作用域在for之外，而这里i在for以内
// 所以命名就稍随意些。
// 不过仍然有项目要求写清楚
for(int i = 0 ; i < 10 ; i++) {
std::cout << something[i];
}
注意：如果条件表达式留空，默认为真。所以 for(;;) { ... } 是个无限循环。
7.3.2.1 C++的 for #
在 C++中，引入了许多类型和模板，因此也加入更新的方式用于遍历这些相应的对象。主要是迭代 for 和范围 for
-
范围
for循环 #这是 C++11 引入的现代循环语法，专门用于遍历容器、数组等序列中的 所有元素，无需手动处理索引或迭代器。
for (元素类型 变量名 : 序列) { // 循环体 }示例：
int numbers[] = {10, 20, 30, 40, 50}; // auto在C++里面是自动推断类型的意思 // 你也可以写int for (auto num : numbers) { cout << num << " "; } cout << endl; -
迭代器
迭代器是 C++中用于遍历 STL 容器元素的通用机制，它提供了一种统一的方式来访问各种容器中的元素。
for (容器类型::iterator it = 容器.begin(); it != 容器.end(); ++it) { // 使用 *it 访问元素 }示例：
// 创建一个int类型的可扩展的数组 vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5}; // 这里vector<int>::iterator要与声明的vector<int>一致 // 当然，使用auto是个明智的选择 // 因为当你修改成vector<double>的时候就不用修改循环了 for (vector<int>::iterator it = vec.begin(); it != vec.end(); it++) { // it的用法和指针差不多。暂时理解为高级一点的指针 cout << *it << " "; } cout << endl;
7.3.4 循环控制 #
循环一旦开始，一般就会一直执行到条件表达式不成立。如果我们需要在循环 过程中 提前开启新一轮循环，或者打断循环，就要使用到 continue 和 break 了。你应该在之前的很多代码里面见过它们了。
continue 语句将跳过其后面的语句，直接进行下一次循环，当然，for 的更新语句（i++ 之类）会正常执行。这样说可能有点抽象，我们直接看例子：
int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
// 其实有更聪明的大小计算方式，不需要硬编码6
// int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
// 然后把6改成len
for(int i = 0; i < 6; i++) {
if(i == 3) continue;
std::cout << arr[i] << " ";
}
输出：
1 2 3 5 6
因为 if(i == 3) continue; 的作用，在 i == 3 的时候（arr[3] 是 4 哦！）直接跳过。所以输出没有 4。
碎碎念：
如果你不习惯
arr[3]是 4，可以在arr[0]的地方垫一个 0。当然，循环条件可以更自然地写成int i = 1了
break 语句直接跳出循环（一层），我们还是直接看例子：
int arr[] = {00, 1, 2, 3, 4, 5, 6};
// 这样就要多-1了
//不过反人类的部分就可以缩减到1处了
int len_of_arr = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
for(int i = 1; i < len_of_arr; i++) {
if(i == 3) break;
printf("%d ", arr[i]);
}
输出：
1 2
因为 if(i == 3) break; 的作用，在 i == 3 的时候直接跳过。所以输出只有 1 2。
碎碎念：没什么地位的 goto
goto是 C 语言中的一个“远程”跳转语句，它允许程序无条件地跳转到同一个函数内被标签（label）标记的语句处执行。#include <stdio.h> int main() { printf("Hello\n"); goto skip; // 跳转到 skip 标签处 printf("This will be skipped\n"); skip: // 标签定义 printf("World\n"); return 0; }输出：
Hello World因为
goto中间的printf被跳过了。虽然
goto看起来直接有效，但是它破坏了正常程序的流程，goto出现在代码里面，特别是很多的时候，就会让程序像蜂窝一样复杂难懂。而且几乎所有goto的使用场景都可以用更结构化的方式更好地实现。就算是要一步到位跳出多个循环这种看起来不方便的实践，也可以通过：1) 设置一个bool exitAll，为真的时候全部退出（也就是在for里面加一个&& exitAll的事）；2) 更简单地，将循环体放到函数里面（或者是lambda函数，我们后面讲）然后直接return退出整个函数体。因此，goto在经历了短暂的辉煌后（早期 BASIC 程序员迁移到 C），逐渐衰落了下去
至此，我们已掌握了控制流程的基本语法。希望读者都能少些死循环，能够 If I Can Stop One Loop By Breaking。
你已经学会循环和控制了，快来优化 R 星的 18 亿行`scanf 吧！
习题：
-
使用 C++编写一个程序，实现以下菜单并供用户选择。安全起见，不要再使用 C 风格的输入了。
分别尝试使用
if-else和switch-case实现[1] 西瓜 ￥2/斤 [2] 大象 ￥1919/斤 [3] 生瓜蛋子 ￥0.5/斤 [4] 吸铁石 ￥42/斤实现以下交互（一次就好）：
[1] 西瓜 ￥2/斤 [2] 大象 ￥1919/斤 [3] 生瓜蛋子 ￥0.5/斤 [4] 吸铁石 ￥42/斤 输入您要购买的商品：1 您购买了“西瓜”。[1] 西瓜 ￥2/斤 [2] 大象 ￥1919/斤 [3] 生瓜蛋子 ￥0.5/斤 [4] 吸铁石 ￥42/斤 输入您要购买的商品：99 没有这个商品。 -
修改上面的程序，显示新的菜单：
[1] 西瓜 ￥2/斤 [2] 大象 ￥1919/斤 [3] 生瓜蛋子 ￥0.5/斤 [4] 吸铁石 ￥42/斤 [0] 退出实现以下交互（循环输入，0 退出）：
[1] 西瓜 ￥2/斤 [2] 大象 ￥1919/斤 [3] 生瓜蛋子 ￥0.5/斤 [4] 吸铁石 ￥42/斤 [0] 退出 输入您要购买的商品：1 您购买了“西瓜”。 输入您要购买的商品：99 没有这个商品。 输入您要购买的商品：0 -
修改上面的程序，实现以下交互（一直显示菜单）：
[1] 西瓜 ￥2/斤 [2] 大象 ￥1919/斤 [3] 生瓜蛋子 ￥0.5/斤 [4] 吸铁石 ￥42/斤 [0] 退出 输入您要购买的商品：1 您购买了"西瓜"。 [1] 西瓜 ￥2/斤 [2] 大象 ￥1919/斤 [3] 生瓜蛋子 ￥0.5/斤 [4] 吸铁石 ￥42/斤 [0] 退出 输入您要购买的商品：99 没有这个商品。 [1] 西瓜 ￥2/斤 [2] 大象 ￥1919/斤 [3] 生瓜蛋子 ￥0.5/斤 [4] 吸铁石 ￥42/斤 [0] 退出 输入您要购买的商品：0思考使用什么循环体可以少写一次菜单显示。
-
经典永流传编写程序，输出 1000 以内所有“幸运数字”，它满足：-
能被 7 整除（提示：
%运算） -
不包含数字 7 （提示：动动脑子！
真理医生音）
-
