C++初级教程（二）

一、C++中的if语句

C++总存在三种结构，分别是：顺序结构、分支结构、循环结构。而所谓的顺序结构，其实就是说，C++中代码的执行是从上往下、顺序执行的（绝大部分编程语言都是这个特点）。而分支结构中，最常用的则是if语句。

1、单if语句

（1）if语句的格式
格式为：

if(判断条件){
    
    
	代码块；
}

其中：判断条件通常为布尔值或最终运算结果为布尔值的表达式，例如关系表达式。代码块则是需要执行的C++代码。
（2）执行过程
当if语句的判断条件为真时，会执行其中的代码块；如果条件为假，则跳过该代码块，直接执行if语句之后的代码。
例如：

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
    
    
	bool is_happy = true;
	bool is_bad = false;
	if(is_happy==true){
    
    
		cout<<"今天心情很好"<<endl;
	}
	if(is_bad==false){
    
    
		cout<<"今天心情不好。"<<endl; 
	}
	return 0;
 } 

输出结果为：

今天心情很好
今天心情不好

2、if…else语句

（1）if…else语句格式
if…else语句的格式为：

if(判断条件){
    
    
	代码块1
}else{
    
    
	代码块2
}

（2）执行过程
当if语句的判断条件结果为真时，执行代码块1，else代码块中的内容会被忽略；当if语句的判断条件结果为假时，执行else中的代码块2，而代码块1则不执行。
注意：if…else语句中，代码块1和代码块2只会其中执行一个，不可能两个都执行，也不可能两个都不执行。
例如：

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
    
    
	int age=10;
	if(age>=18){
    
    
		cout<<"已经成年了。";
	}else{
    
    
		cout<<"还未成年。";
	}
 } 

输出结果为：

还未成年。

else语句不能单独使用，必须要和if语句一起使用，而且一个if只能对应一个else，他们是一一对应的关系。但if语句可以单独使用。

3、if…else if语句

（1）语句格式
if…else if语句格式如下：

if(判断条件A){
    
    
	代码块1
}else if(判断条件B){
    
    
	代码块2
}else{
    
    
	代码块3
}

（2）执行过程
当判断条件A为真时，则执行代码块1，其余的所有代码块都会被忽略；当判断条件A为假时，执行判断条件B，如果判断条件B为真，则执行代码块2，如果条件B为假时，则执行代码块3。
同理，if…else if结构中，也只会执行其中的某一个代码块，其余的代码块则会被忽略。
例如：

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
    
    
	int n;
	cout<<"请输入一个整数:"; 
	cin>>n;
	if(n>0){
    
    
		cout<<"这是正数";
	}else if(n==0){
    
    
		cout<<"这是0";
	}else{
    
    
		cout<<"这是负数。";
	} 
 } 

输出结果：

当输入1时，输出：这是正数
当输入0时，输出：这是0
当输入-2时，输出：这是负数。

当然，if…else if语句并不是只能有1个else if结构，而是可以有多个，例如：

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
    
    
	int score;
	cout<<"请输入你的分数:"; 
	cin>>score;
	if(score>=90){
    
    
		cout<<"你的成绩等级为A";
	}else if(score>=80){
    
    
		cout<<"你的成绩等级为B";
	}else if(score>=70){
    
    
		cout<<"你的成绩等级为C";
	}else if(score>=60){
    
    
		cout<<"你的成绩等级为D";
	}else{
    
    
		cout<<"你的成绩等级为E";
	} 
 } 

而执行过程与if…else if的执行过程相同，从第一个if语句依次往后判断执行，一旦有任何一个if的条件为着，则执行相应代码块，而该结构则运行结束，如果所有if的条件都为假，则执行else语句。

4、if语句嵌套

除了常规的if结构外，还可以将几个结构进行嵌套使用，组成更复杂的分支结构。
例如：

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
    
    
	//从键盘输入性别（m代表男性，w代表女性）和年龄，判断是否达到法定结婚年龄 
	char gender;
	int age; 
	cout<<"请输入你的性别（m代表男性，w代表女性）"; 
	cin>>gender;
	cout<<"请输入你的年龄：";
	cin>>age;
	//男性的法定结婚年龄为22，女性的为20
	//先判断性别，在判断年龄 
	if(gender=='m'){
    
    //条件为真，则为男性 
		//判断是否满22岁
		if(age>=22){
    
    //条件为真，则达到法定结婚年龄 
			cout<<"先生，你已达到国家法定结婚年龄。";
		} 
		else{
    
    //条件为假，则未到法定结婚年龄 
			cout<<"先生，你还未到国家法定结婚年龄。"; 
		}
	} 
	else{
    
    //条件为假，则为女性 
		//判断是否满20岁
		if(age>=20){
    
    
			cout<<"女士，你已达到国家法定结婚年龄。";
		} 
		else{
    
    
			cout<<"女士，你还未到国家法定结婚年龄。";
		}
	}
 } 

二、C++中的switch语句

switch语句也是典型的分支结构代表。
一个 switch 语句允许测试一个变量等于多个值时的情况。每个值称为一个 case，且被测试的变量会对每个 switch case 进行检查。

1、switch语句的语法

switch(表达式1){
    
    
    case 值A  :
       代码块1
   case 值B  :
       代码块2

    // 可以有任意数量的 case 语句
    default : // 可选的
       代码块n;
}

2、switch语句的规则

switch 语句必须遵循下面的规则：

• switch 语句中的变量或表达式的结果值必须是一个整型或枚举类型，或者是一个 class 类型，其中 class有一个单一的转换函数将其转换为整型或枚举类型。
• 在一个 switch 中可以有任意数量的 case 语句。每个 case 后跟一个要比较的值和一个冒号。
• case 后的值必须与 switch中的变量具有相同的数据类型，且必须是一个常量或字面量。
• 当被测试的变量等于 case 中的常量时，case 后跟的语句将被执行，直到遇到 break 语句为止。
• 当遇到 break 语句时，switch 终止，控制流将跳转到 switch 语句后的下一行。
• 不是每一个 case 都需要包含 break。如果 case 语句不包含 break，控制流将会继续执行后续的 case，直到遇到 break 为止。
• 一个 switch 语句可以有一个可选的default语句，出现在switch的结尾。default语句可用于在上面所有case都不为真时执行一个任务。default中的 break 语句不是必需的。

3、switch案例

典型案例：输入年份和月份，判断该月有多少天。
实现代码：

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
    
    
	//从键盘输入年份和月份，判断这个月有多少天 
	int year,month; 
	cout<<"请输入年份：\n";
	cin>>year;
	cout<<"请输入月份：\n";
	cin>>month;
	//判断月份对于的天数，所以判断条件是月份 
	switch(month){
    
    
		//case后的值即为month对应的所有可能的情况 
		case 1:
			cout<<"这个月有31天。"<<endl;//一月
			break; 
		//二月，二月份比较特殊，闰年29天，平年28天，所以需要判断是否为闰年
		//闰年判断条件：能被4整除，不能被100整除；或者能被400整除 
		case 2:
			if(year%4==0&&year%100!=0||year%400==0){
    
    
				cout<<"这个月有29天。"<<endl;
			}
			else{
    
    
				cout<<"这个月有28天。"<<endl;
			} 
			break;	 
		case 3:
			cout<<"这个月有31天。"<<endl;//三月 
			break;	
		case 4:
			cout<<"这个月有30天。"<<endl;//四月
			break;	 
		case 5:
			cout<<"这个月有31天。"<<endl;//五月 
			break;	
		case 6:
			cout<<"这个月有30天。"<<endl;//六月
			break;	 
		case 7:
			cout<<"这个月有31天。"<<endl;//七月 
			break;	
		case 8:
			cout<<"这个月有31天。"<<endl;//八月 
			break;	
		case 9:
			cout<<"这个月有30天。"<<endl;//九月
			break;	 
		case 10:
			cout<<"这个月有31天。"<<endl;//十月 
			break;	
		case 11:
			cout<<"这个月有30天。"<<endl;//十一月 
			break;	
		case 12:
			cout<<"这个月有31天。"<<endl;//十二月 
			break;	
		default:cout<<"你输入的月份有误。"<<endl; 
	}
 } 

该例子还可以使用简化版来实现，代码如下：

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
    
    
	//从键盘输入年份和月份，判断这个月有多少天 
	int year,month; 
	cout<<"请输入年份：\n";
	cin>>year;
	cout<<"请输入月份：\n";
	cin>>month;
	//判断月份对于的天数，所以判断条件是月份 
	switch(month){
    
    
		//case后的值即为month对应的所有可能的情况 
		case 1:
		case 3:
		case 5:
		case 7:
		case 8:
		case 10:
		case 12:
			cout<<"这个月有31天。"<<endl;//一月
			break; 
		//二月，二月份比较特殊，闰年29天，平年28天，所以需要判断是否为闰年
		//闰年判断条件：能被4整除，不能被100整除；或者能被400整除 
		case 2:
			if(year%4==0&&year%100!=0||year%400==0){
    
    
				cout<<"这个月有29天。"<<endl;
			}
			else{
    
    
				cout<<"这个月有28天。"<<endl;
			} 
			break;	 
		case 4:
		case 6:
		case 9:
		case 11:
			cout<<"这个月有30天。"<<endl;//三月 
			break;	
		default:cout<<"你输入的月份有误。"<<endl; 
	}
 } 

简化版其实就是使用break语句，控制何时结束switch，将相同情况的月份放到一起进行判断。

三、条件运算符

条件运算符的格式为：

表达式1？表达式2：表达式3

请注意冒号的使用和位置。条件表达式的值取决于表达式1的计算结果。如果表达式1为真，则计算表达式2 的值，且表达式2的计算结果则为整个条件表达式的值。如果表达式1为假，则计算表达式3 的值，且表达式3的计算结果则为整个条件表达式的值。
条件运算符被称为三元运算符，因为它需要三个操作数，可以用来替代if…else语句。例如：

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
    
    
	int a=2,b=3;
	if(a>b){
    
    
		cout<<a;
	}
	else{
    
    
		cout<<b;
	}
 } 

使用条件表达式的写法如下：

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
    
    
	int a=2,b=3;
	a>b?cout<<a:cout<<b;
 } 

在许多时候使用条件运算符会使代码更简洁。

四、while循环

有的时候，可能需要多次执行同一块代码。一般情况下，语句是顺序执行的：函数中的第一个语句先执行，接着是第二个语句，依此类推。
循环语句允许我们多次执行一个语句或语句组，下面是大多数编程语言中循环语句的一般形式：

C++中的循环主要有while循环、do while循环、for循环等。

1、while循环的语法

C++中while循环的语法：

while(循环条件){
    
    
	代码块
}

其中，循环条件可以是任意的表达式（但最好使用布尔表达式）。代码块可以是一行代码，也可以是多行代码。只有当循环条件为真时循环才执行。当条件为假时，则结束循环。

2、实例

（1）实例1

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
    
    
	//计算1-10的和 
	int i=1,sum=0;
	//要计算1-10的和，所以i的值最大应该要能够等于10 
	while(i<=10){
    
    
		//循环体
		//每循环一次，将i的值加1，并计算和
		sum = sum + i;
		i++;
		//注意i自增和求和两个表达式的顺序，顺序相反会得到不一样的值。 
	}
	//循环结束，输出最后计算的和
	cout<<"1-10的和为："<<sum; 
}

输出结果为：

1-10的和为：55

同时，还可以使用简化写法：

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
    
    
	//计算1-10的和 
	int i=1,sum=0;
	//要计算1-10的和，所以i的值最大应该要能够等于10 
	while(i<=10){
    
    
		//循环体
		//每循环一次，将i的值加1，并计算和
		sum = sum + i++;
		//i++;
		//注意i自增和求和两个表达式的顺序，顺序相反会得到不一样的值。 
	}
	//循环结束，输出最后计算的和
	cout<<"1-10的和为："<<sum; 
}

但简 化写法的代码可读性不高，所以不推荐。

五、do…while循环

do…while 循环是在循环的最后检查它的条件。
do…while 循环与 while 循环类似，但是 do…while 循环会确保至少执行一次循环。

1、do…while循环的语法

C++ 中 do…while 循环的语法：

do{
    
    
	代码块
}while(循环条件);

do…while循环会限制性循环中的代码块，执行完代码块后再执行循环条件判断，如果条件为真，则继续循环，如果条件为假，则循环结束。因此：do…while循环至少会执行1次。

2、实例

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
    
    
	//输出1-20之间所有的偶数
	int i=1;
	//进入循环 
	do{
    
    
		//判断是否为偶数
		if(i%2==0){
    
    
			cout<<i<<" ";
		}
		//改变i的值
		i++; 
	} while(i<=20);
}

六、for循环

for循环是C++中用的非常多的一种循环结构。

1、for循环的语法

for循环的语法结构如下：

for(表达式A;表达式B;表达式C){
    
    
	代码块
}

其中：

• 表达式A主要用于初始化循环变量，例如while循环中的int i=1；而且可以同时初始化多个变量，例如：int i=1,j=2;
• 表达式B扮演循环条件的角色，和while循环的循环条件写法一致。
• 表达式C用于改变循环变量的值，同时，表达式C中可以包含多个表达式，例如：i++,j++;

2、for循环的执行过程

执行过程：

（1）先执行表达式A，初始化变量；
（2）执行表达式B，判断循环条件，如果结果为真，则执行循环体；如果结果为假，则结束循环。
（3）循环体执行结束后，执行表达式C，改变循环变量的值。
（4）继续执行表达式B，判断循环条件，如果结果为真，则执行循环体；如果结果为假，则结束循环。
（5）重复（2）（3）（4）步操作，直到循环结束。

3、实例

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
    
    
	//输出1-100的和
	int sum=0;
	for(int i=1;i<=100;i++){
    
    
		sum = sum + i;
	} 
	cout<<"1-100的和为："<<sum;
}

输出结果为：

1-100的和为：5050

七、嵌套循环

所谓嵌套循环，即是在一个循环内部嵌套另一个循环。
嵌套循环的语法：

循环1{
    
    
	循环2{
    
    
		...
		循环n{
    
    
		}
	}
}

其中，最常见的嵌套循环为双层循环，即循环嵌套一次。多重循环的嵌套可能会导致程序运行时间过长，所以需要慎用。
经典案例：

1、打印九九乘法表

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
    
    
	//打印九九乘法表
	/*
	1x1=1
	1x2=2 2x2=4
	1x3=3 2x3=6 3x3=9
	1x4=4 2x4=8 3x4=12 4x4=16
	.......
	1x9=9 2x9=18 3x9=27 4x9=36 5x9=45 6x9=54 7x9=63 8x9=72 9x9=81 
	*/ 
	//九九乘法表其实是一个等腰直角三角形，可以看做是由行和列组成
	/*行列关系： 
			行数    列数
			1		1
			2		2
			3		3
			4		4
			...     ...
			9		9 
	*/
	//因此，可以使用双层循环实现，一层循环表示行，一层循环表示列，即可打印。
	//最小数值为1，最大为9，依次递增 
	//打印完一整行之后进行换行，所以应该在外层循环中打印换行符 
	for(int i=1;i<=9;i++){
    
    //表示行 
	//第一行有1列，第二行有2列，以此类推 
		for(int j=1;j<=i;j++){
    
    //表示列 
		 	//打印乘法算式:需要注意是i在前，还是j在前 
			cout<<j<<"x"<<i<<"="<<i*j<<"  ";
		}
		cout<<"\n";
	} 
}

2、求质数（素数）

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
    
    
	//打印1-100之间所有的质数
	//质数（素数）：只有1和这个数本身能被它自己整除的数叫做质数，例如2,3,5,7,11等
	
	/*解题思路：要判断一个数是否为质数，需要将所有小于这个数本身的正整数和它相除，
				如果没有任何一个能够除尽，则说明这个数是质数，否则，便不是质数。
				使用双层循环进行解题，外层用于控制规定的范围1-100，内层用于判断是否为质数 
	*/
	//1既不是质数，也不是合数，所以1不需要进行判断，初值为2即可 
	for(int i=2;i<=100;i++){
    
    //控制范围 
		//由于任何一个数和1相除都能除尽，所以1没有判断的意义，直接从2开始即可 
		//定义布尔变量flag代表是否为质数
		bool flag=false; 
		for(int j=2;j<i;j++){
    
    //判断是否为质数 
			//判断时，将2至i之间所有数与i进行取余，如果余数为0，则表示能除尽，不为0，则表示除不尽。
			//而一旦有任意一个数能被i除尽，则说明这个i不是质数 
			if(i%j==0){
    
    
				//能除尽，则不是质数，没有继续判断的必要，结束循环 
				//不是质数，将flag值改为true
				flag=true; 
				break; 
			}	
		}
		//如果flag值为true，则说明i不是质数，flag为false，则说明内层循环的if语句一次都没有触发，说明是质数 
		if(!flag){
    
    
			cout<<i<<" ";
		}	
	} 
}

八、循环控制语句：break和continue

循环控制语句更改执行的正常序列。当执行离开一个范围时，所有在该范围中创建的自动对象都会被销毁。主要的循环控制语句有break和continue两种。

1、break的用法

C++ 中 break 语句有以下两种用法：

• 当 break 语句出现在一个循环内时，循环会立即终止，且程序流将继续执行紧接着循环的下一条语句。
• 它可用于终止 switch语句中的一个 case。
• 如果是在嵌套循环中使用break，则只会结束break所在的那一层循环，并不影响其他的循环。
  例如：

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
    
    
	for(int i=1;i<=100;i++){
    
    
		cout<<i<<" ";
		//添加break语句
		break;
	} 
}

输出结果为：

1

当程序运行遇到break时，for循环会立即结束，所以只输出了一次。
但很少会这么用break语句，通常是结合if语句来使用，例如：

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
    
    
	//输出1-100的和
	int sum=0;
	int i=1;
	while(true){
    
    
		sum = sum + i;
		i++;
		if(i>100){
    
    
			break;
		}
	} 
	cout<<"1-100的和为："<<sum;
}

输出结果为：

1-100的和为：5050

2、continue的用法

C++ 中 continue语句有点类似break语句。但它不是强迫终止，continue会跳过当前循环中的代码，强迫开始下一次循环。
例如：

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
    
    
	//输出1-50之间偶数的和
	int sum=0;
	int i=0;
	while(i<=50){
    
    
		i++;
		if(i%2!=0) {
    
    
			continue;
		}
		sum = sum + i;
	} 
	cout<<"1-50的偶数和为："<<sum;
}

输出结果：

1-50之间的偶数和为：650

每当执行到continue时，continue之后的语句都不会再继续执行，而是直接回到循环的开头，重新开始一次新的循环。

3、break和continue的区别

break语句用于结束整个循环结构，而continue语句则只是结束循环当中的某一次循环，加快循环的进程，并不会直接结束整个循环结构。