C++教程:C++ for循環語句講解

2020-05-23 14:28:20

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大家看過賽車的話都知道，賽車就是圍繞著一個固定的跑道跑一定數量的圈數，如果沒有發生意外，那么跑完了指定數量的圈數，比賽就結束了。

我們來設想一下賽車的實際情況，當比賽開始，賽車越出起跑線的時候，車子跑了0圈，然后車子開到賽道的某個地方，會看到車迷舉著一塊標牌。過一會兒，賽車跑完了一圈，這時候已跑圈數還沒有達到比賽指定的圈數，所以比賽還要繼續，車子還要繼續跑……開到剛才那個地方，又看到一次車迷舉的標牌……當賽車跑完第60圈，也就是最后一圈時，已跑圈數已經等于比賽所要求的圈數，比賽就結束了。

問車手一共看到了幾次粉絲舉的標牌呢？很顯然，答案是60次。

如果我們把粉絲的標牌換成了語句cout <<”加油！” <<endl；，那么很顯然，屏幕上應該會顯示60次“加油！”。于是我們有了重復多次輸出字符串的基本想法。可是，我們現在還缺少賽車呢，在C++中，是如何造出一輛賽車來的呢？

賽車里最有名的是Formular 1（一級方程式賽車），于是我們取Formular的前三個字母for作為造賽車的語句，其具體語法格式為：
for （比賽前的準備；比賽繼續的條件；每跑一圈后參數的變化）
語句塊；

for語句稱為循環語句，大括號內的語句塊稱為循環體，而這種賽車的結構在C++中稱為循環結構。根據上面的語法格式，我們來描述一下前面所說的輸出60次“加油！”的情況：
for (int i=0;i<60;i=i+1)
{
cout <<”加油！” <<endl;
}

我們在比賽開始前，創建一個整型變量i用于存放賽車已跑的圈數，并且為它賦初值為0，即比賽開始前已跑了0圈。比賽繼續的條件是賽車還沒跑到60圈，即當i>=60的時候，比賽應該立即中止。（設想如果將此處改成i<=60，賽車實際要跑幾圈？）每跑完一圈以后，已跑圈數要增加1，所以i=i+1。而語句塊中的內容相當于在跑道中看到的各種情況……（參見圖5.1.1）
下面我們來看一個完整的for語句構成的程序：（程序5.1.1）
#include "iostream.h"
int main()
{
int sum=0;
for (int i=1;i<=100;i=i+1)
{
sum=sum+i;
}
cout <<sum <<endl;
return 0;
}
運行結果：
5050

我們在循環之前，創建了兩個變量，分別為sum和i。在循環語句中，我們習慣用諸如i，j，k之類的字母作為變量名，來控制循環的執行次數。這些變量又稱為循環控制變量。而sum則表示和的意思，其作用是把一點一點的數值累加起來。我們來通過手工來模擬一下程序5.1.1的前三次循環：
創建變量sum=0→遇到for語句，創建變量i=1→判斷i是否小于等于100→滿足（i=1<100），于是執行循環→sum=sum+i，即sum=0+i=1→第一次循環完畢，i=i+1，即i=1+1=2→判斷i是否小于等于100→滿足（i=2<100），于是執行循環→sum=sum+i，即sum=1+i=3→第二次循環完畢，i=i+1，即i=2+1=3→判斷i是否小于等于100→滿足（i=3<100），于是執行循環→sum=sum+i，即sum=3+i=6→第三次循環完畢，i=i+1，即i=3+1=4……

通過三次循環，我們不難發現sum里存放的是1+2+3……的和。所以，循環100次以后輸出了結果5050也在意料之中了。

算法時間：累加與循環控制變量
在循環結構中，累加是很常用的一種方法。累加分兩種：常量累加和變量累加。常量累加就是類似i=i+1，即在自身的數值上每次遞增1。這種方法一般用來記數，然后利用這個計數器作為條件幫助循環語句或分支語句做一些判斷。變量累加一般是用于保存結果的，不管是1+2+3……+100還是1*2+2*3+3*4……+99*100都需要用到變量累加。變量累加一般和循環控制變量是有關系的，比如程序5.1.1中的累加值就是循環控制變量i，而1*2+2*3……中的累加值就是i*(i+1)了。

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