一個程序的語句往往并不僅限于線性順序結(jié)構。在程序的執(zhí)行過程中它可能被分成兩支執(zhí)行，可能重復某些語句，也可能根據(jù)一些判斷結(jié)果而執(zhí)行不同的語句。因此C++ 提供一些控制結(jié)構語句 (control structures) 來實現(xiàn)這些執(zhí)行順序。

為了介紹程序的執(zhí)行順序，我們需要先介紹一個新概念：語句塊(block of instructions)。一個語句塊(A block of instructions) 是一組互相之間由分號semicolons (;) 分隔開但整體被花括號curly bracket signs: { and }括起來的語句。

本節(jié)中我們將看到的大多數(shù)控制結(jié)構允許一個通用的statement做參數(shù)，這個statement根據(jù)需要可以是一條語句，也可以是一組語句組成的語句塊。如果我們只需要一條語句做statement，它可以不被括在花括號 ({}) 內(nèi)。但如果我們需要多條語句共同做statement，則必須把它們括在花括號內(nèi) ({}) 以組成一個語句塊。

條件結(jié)構Conditional structure: if and else

條件結(jié)構用來實現(xiàn)僅在某種條件滿足的情況下才執(zhí)行一條語句或一個語句塊。它的形式是：

if (condition) statement

這里 condition 是一個將被計算的表達式（expression）。如果表達式值為真，即條件(condition)為true，statement 將被執(zhí)行。否則，statement 將被忽略（不被執(zhí)行），程序從整個條件結(jié)構之后的下一條語句繼續(xù)執(zhí)行。

例如，以下程序段實現(xiàn)只有當變量x存儲的值確實為100的時候才輸出"x is 100"：

if (x == 100)
cout << "x is 100";

如果我們需要在條件condition為真true的時候執(zhí)行一條以上的語句，我們可以花括號{}將語句括起來組成一個語句塊：

if (x == 100)
{
cout << "x is ";
cout << x;
}

我們可以用關鍵字else 來指定當條件不能被滿足時需要執(zhí)行的語句，它需要和if 一起使用，形式是：

if (condition) statement1 else statement2

例如：

if (x == 100)
cout << "x is 100";
else
cout << "x is not 100";

以上程序如果x的值為100，則在屏幕上打出x is 100，如果x不是100，而且也只有在x不是100的時候，屏幕上將打出x is not 100。

多個if + else 的結(jié)構被連接起來使用來判斷數(shù)值的范圍。以下例子顯示了如何用它來判斷變量 x中當前存儲的數(shù)值是正值，負值還是既不正也不負，即等于0 。

if (x > 0)
cout << "x is positive";
else if (x < 0)
cout << "x is negative";
else
cout << "x is 0";

記住當我們需要執(zhí)行多條語句時，必須使用花括號{}將它們括起來以組成一個語句塊block of instructions。

重復結(jié)構 Iteration structures 或循環(huán)loops

循環(huán)Loops 的目的是重復執(zhí)行一組語句一定的次數(shù)或直到滿足某種條件。

while 循環(huán)

格式是：

while (表達式expression) 語句statement

它的功能是當expression 的值為真true時重復執(zhí)行statement。

例如，下面我們將用while循環(huán)來寫一個倒計數(shù)程序：

// custom countdown using while #include <iostream.h> int main () { int n; cout << "Enter the starting number > "; cin >> n; while (n>0) { cout << n << ", "; --n; } cout << "FIRE!"; return 0; }

Enter the starting number > 8 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, FIRE!

程序開始時提示用戶輸入一個倒計數(shù)的初始值。然后while 循環(huán)開始，如果用戶輸入的數(shù)值滿足條件n>0 (即 n 比0 大)，后面跟的語句塊將會被執(zhí)行一定的次數(shù)，直到條件 (n>0) 不再滿足（變?yōu)閒alse）。

以上程序的所有處理過程可以用以下的描述來解釋：

從main開始：

用戶輸入一個數(shù)值賦給n.

while語句檢查(n>0)是否成立，這時有兩種可能：

• true: 執(zhí)行statement (到第3步)
• false: 跳過statement. 程序直接執(zhí)行第5步.

執(zhí)行statement:
cout << n << ", ";
--n;

(將n 的值打印在屏幕上，然后將n 的值減1).

語句塊結(jié)束，自動返回第2步。

繼續(xù)執(zhí)行語句塊之后的程序：打印 FIRE! ，程序結(jié)束。

我們必須考慮到循環(huán)必須在某個點結(jié)束，因此在語句塊之內(nèi)（loop的statement之內(nèi)) 我們必須提供一些方法使得條件condition 可以在某個時刻變?yōu)榧?false，否則循環(huán)將無限重復下去。在這個例子里，我們用語句--n;使得循環(huán)在重復一定的次數(shù)后變?yōu)閒alse ：當 n 變?yōu)?， 倒計數(shù)結(jié)束。

do-while 循環(huán)

格式：

do 語句statement while (條件condition);

它的功能與while 循環(huán)一抹一樣，除了在do-while循環(huán)中是先執(zhí)行statement 然后才檢查條件condition ，而不想while循環(huán)中先檢查條件然后才執(zhí)行statement。這樣，即使條件condition從來沒有被滿足過，statement 仍至少被執(zhí)行一次。例如，下面的程序重復輸出（echoes）用戶輸入的任何數(shù)值，直到用戶輸入0為止。

// number echoer #include <iostream.h> int main () { unsigned long n; do { cout << "Enter number (0 to end): "; cin >> n; cout << "You entered: " << n << "\n"; } while (n != 0); return 0; }

Enter number (0 to end): 12345 You entered: 12345 Enter number (0 to end): 160277 You entered: 160277 Enter number (0 to end): 0 You entered: 0

do-while?循環(huán)通常被用在判斷循環(huán)結(jié)束的條件是在循環(huán)語句內(nèi)部被決定的情況下，比如以上的例子，在循環(huán)的語句塊內(nèi)用戶的輸入決定了循環(huán)是否結(jié)束。如果用戶永遠不輸入0，則循環(huán)永遠不會結(jié)束。

for 循環(huán)

格式是：

for (initialization; condition; increase) statement;

它的主要功能是當條件condition 為真true時重復執(zhí)行語句statement ，類似while 循環(huán)。但除此之外，for 還提供了寫初始化語句initialization 和增值語句increase 的地方。因此這種循環(huán)結(jié)構是特別為執(zhí)行由計數(shù)器控制的循環(huán)而設計的。

它按以下方式工作：

執(zhí)行初始化initialization 。通常它是設置一個計數(shù)器變量（counter variable）的初始值，初始化僅被執(zhí)行一次。

檢查條件condition ，如果條件為真true，繼續(xù)循環(huán)，否則循環(huán)結(jié)束循環(huán)中語句statement 被跳過。

執(zhí)行語句statement 。像以前一樣，它可以是一個單獨的語句，也可以是一個由花括號{ }括起來的語句塊。

最后增值域（increase field）中的語句被執(zhí)行，循環(huán)返回第2步。注意增值域中可能是任何語句，而不一定只是將計數(shù)器增加的語句。例如下面的例子中計數(shù)器實際為減1，而不是加1。

下面是用for循環(huán)實現(xiàn)的倒計數(shù)的例子：

// countdown using a for loop #include <iostream.h> int main () { for (int n=10; n>0; n--) { cout << n << ", "; } cout << "FIRE!"; return 0; }

10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, FIRE!

初始化initialization 和增值increase 域是可選的（即可以為空）。但這些域為空的時候，它們和其他域之間間隔的分號不可以省略。例如我們可以寫：for (;n<10;)來表示沒有初始化和增值語句；或for (;n<10;n++) 來表示有增值語句但沒有初始化語句。

另外我們也可以在for循環(huán)初始化或增值域中放一條以上的語句，中間用逗號 coma(,)隔開。例如假設我們想在循環(huán)中初始化一個以上的變量，可以用以下的程序來實現(xiàn)：

for ( n=0, i=100 ; n!=i ; n++, i-- )
{
// whatever here...
}

這個循環(huán)將被執(zhí)行50 次，如果n 和i 在循還內(nèi)部都不被改變的話：

n初始值為0，i初始值為100，條件是(n!=i)(即n不能等于i)。因為每次循環(huán)n加1，而且i減1，循環(huán)的條件將會在第50次循環(huán)之后變?yōu)榧?strong>false（n?和?i?都等于50）。

分支控制和跳轉(zhuǎn)(Bifurcation of control and jumps)

break 語句

通過使用break語句，即使在結(jié)束條件沒有滿足的情況下，我們也可以跳出一個循環(huán)。它可以被用來結(jié)束一個無限循環(huán)（infinite loop），或強迫循環(huán)在其自然結(jié)束之前結(jié)束。例如，我們想要在倒計數(shù)自然結(jié)束之前強迫它停止（也許因為一個引擎故障）：

// break loop example #include <iostream.h> int main () { int n; for (n=10; n>0; n--) { cout << n << ", "; if (n==3) { cout << "countdown aborted!"; break; } return 0; }

10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, countdown aborted!

continue 語句

continue語句使得程序跳過當前循環(huán)中剩下的部分而直接進入下一次循環(huán)，就好像循環(huán)中語句塊的結(jié)尾已經(jīng)到了使得循環(huán)進入下一次重復。例如，下面例子中倒計數(shù)時我們將跳過數(shù)字5的輸出：

// continue loop example #include <iostream.h> int main () { for (int n=10; n>0; n--) { if (n==5) continue; cout << n << ", "; } cout << "FIRE!"; return 0; }

10, 9, 8, 7, 6, 4, 3, 2, 1, FIRE!

goto 語句

通過使用goto語句可以使程序從一點跳轉(zhuǎn)到另外一點。你必須謹慎只用這條語句，因為它的執(zhí)行可以忽略任何嵌套限制。

跳轉(zhuǎn)的目標點可以由一個標示符(label)來標明，該標示符作為goto語句的參數(shù)。一個標示符(label)由一個標識名稱后面跟一個冒號colon (:)組成。

通常除了底層程序愛好者使用這條語句，它在結(jié)構化或面向?qū)ο蟮木幊讨胁⒉怀Ｓ谩Ｏ旅娴睦又形覀冇胓oto來實現(xiàn)倒計數(shù)循環(huán)：

// goto loop example #include <iostream.h> int main () { int n=10; loop: cout << n << ", "; n--; if (n>0) goto loop; cout << "FIRE!"; return 0; }

10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, FIRE!

exit 函數(shù)

exit是一個在cstdlib (stdlib.h)庫中定義的函數(shù)。

exit的目的是一個特定的退出代碼來結(jié)束程序的運行，它的原型(prototype)是：

void exit (int exit code);

exit code是由操作系統(tǒng)使用或被調(diào)用程序使用。通常exit code為0表示程序正常結(jié)束，任何其他值表示程序執(zhí)行過程中出現(xiàn)了錯誤。

選擇結(jié)構The selective Structure: switch

switch?語句的語法比較特殊。它的目標是對一個表達式檢查多個可能常量值，有些像我們在本節(jié)開頭學習的把幾個if 和else if 語句連接起來的結(jié)構。它的形式是：

switch (expression) {
case constant1:
block of instructions 1
break;
case constant2:
block of instructions 2
break;
.
.
.
default:
default block of instructions
}

它按以下方式執(zhí)行：

switch 計算表達式expression 的值，并檢查它是否與第一個常量constant1相等，如果相等，程序執(zhí)行常量1后面的語句塊block of instructions 1 直到碰到關鍵字break ，程序跳轉(zhuǎn)到switch 選擇結(jié)構的結(jié)尾處。

如果expression 不等于constant1，程序檢查表達式expression 的值是否等于第二個常量constant2， 如果相等，程序?qū)?zhí)行常量2后面的語句塊block of instructions 2 直到碰到關鍵字break。

依此類推，直到最后如果表達式expression 的值不等于任何前面的常量（你可以用case語句指明任意數(shù)量的常量值來要求檢查），程序?qū)?zhí)行默認區(qū)default: 后面的語句，如果它存在的話。default: 選項是可以省略的。

下面的兩段代碼段功能相同：

switch?exampleif-else?equivalent

switch (x) { case 1: cout << "x is 1"; break; case 2: cout << "x is 2"; break; default: cout << "value of x unknown"; }	if (x == 1) { cout << "x is 1"; } else if (x == 2) { cout << "x is 2"; } else { cout << "value of x unknown"; }

前面已經(jīng)提到switch的語法有點特殊。注意每個語句塊結(jié)尾包含的break語句。這是必須的，因為如果不這樣做，例如在語句塊block of instructions 1 的結(jié)尾沒有break，程序執(zhí)行將不會跳轉(zhuǎn)到switch選擇的結(jié)尾處 (}) ，而是繼續(xù)執(zhí)行下面的語句塊，直到第一次遇到break語句或到switch選擇結(jié)構的結(jié)尾。因此，不需要在每一個case 域內(nèi)加花括號{ }?。這個特點同時可以幫助實現(xiàn)對不同的可能值執(zhí)行相同的語句塊。例如：

switch (x) {
case 1:
case 2:
case 3:
cout << "x is 1, 2 or 3";
break;
default:
cout << "x is not 1, 2 nor 3";
}

注意switch只能被用來比較表達式和不同常量的值constants。因此我們不能夠把變量或范圍放在case之后，例如 (case (n*2):) 或 (case (1..3):) 都不可以，因為它們不是有效的常量。 如果你需要檢查范圍或非常量數(shù)值，使用連續(xù)的if 和else if 語句。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C++ 控制结构和函数（一） —— 控制结构的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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