从头开始学习C++——控制流

吴欣
133 阅读2分钟

TLDR; 这是C++初学者系列的一部分，这一部分是关于控制流的，使用if,else,for 和while 等结构在程序中采取的执行路径。

什么是控制流，我为什么要关心它

控制流是执行指令的顺序。考虑一下下面的代码。

int main() 
{
  int value = 3;
  cout << value;
  return 0;
}

在这个例子中，我们有一个main() 。代码将从上到下执行，首先是value 的声明，然后是对cout 的调用，以打印值，最后是return 语句。

然而，有时你想改变这种流程，所以它不是从上到下。想这样做的原因是，你的代码中可能有一个条件，说执行这些语句而不是那个，或者你可能想重复一组语句。

接下来让我们看看如何用if 来控制流程。

如果，一个新的执行路径

通过使用if ，你可以在代码中声明，如果某个条件成立，那么代码应该做一些不同的事情。通常情况下，你的if 构造看起来像这样。

if(condition) 
{
  // do something
}

if 构造将一个bool条件包裹在小括号内，并使用大括号来定义如果条件评估为真应该发生什么。下面是一个例子。

cout << "Welcome to your account\n";
int account_balance = 0;
if(account_balance > 0) 
{
  cout << "You can withdraw money"; 
}

如果我们运行这段代码，它将只打印 "欢迎来到您的账户"，因为account_balance > 0 是false 。要改变这一点，我们可以修改account_balance ，例如，将其设置为10。

cout << "Welcome to your account\n";
int account_balance = 10;
if(account_balance > 0) 
{
  cout << "You can withdraw money\n"; 
}

现在你的代码将打印。

Welcome to your account
You can withdraw money

你在这里看到的account_balance > 0 ，是一个布尔表达式，你可以直接用真或假的值来替换它。

否则，那么该怎么做

到目前为止，我们看了使用if ，还有else 。else 表示，如果if 的布尔表达式是假的，那么else 将被运行。因此，没有if ，else 就不能存在。

要使用else ，你就把它放在if 的后面，它不需要一个布尔表达式。让我们修改之前的代码，将else 。

cout << "Welcome to your account\n";
int account_balance = 10;
if(account_balance > 0) 
{
  cout << "You can withdraw money\n"; 
}
else 
{
  cout << "No money, you can' withdraw\n";
}

随着我们加入else ，我们知道有另一个执行路径，它将运行if 或else 。鉴于上面的代码，它将运行if ，让我们改变一下。

cout << "Welcome to your account\n";
int account_balance = 0;
if(account_balance > 0) 
{
  cout << "You can withdraw money\n"; 
}
else 
{
  cout << "No money, you can't withdraw\n";
}

如果你运行这个，你的程序会说。

Welcome to your account
No money, you can't withdraw

你可能有另一种情况，如果你想一想，如果你的余额是负的，那可能会发生。看起来接下来用else if 。

Else-If，如果if 失败

好的，所以你有另一个条件，如果if 失败，你想测试一下，而且是一个特定的条件，比如检查负的余额？很好，这时你应该使用else if 。和if 一样，else if 在括号内接受一个条件。另外，就像else 一样，没有if 它就不能存在。下面是我们如何修改我们的代码以纳入else if 。

cout << "Welcome to your account\n";
int account_balance = -10;
if(account_balance > 0) 
{
  cout << "You can withdraw money\n"; 
}
else if(account_balance < 0)
{
  cout << "You are overdrawn, please top up the balance to at least 0\n";
}
else 
{
  cout << "No money, you can't withdraw\n";
}

如果你运行这段代码，你现在会得到这样的输出。

Welcome to your account
You are overdrawn, please top up the balance to at least 0

正如你所看到的，else if 正在被击中。这个程序现在有三个不同的路径通过，if ，else if 和else 。

循环结构，重复指令

if,else if 和else 是使你的代码创建不同执行路径的方法。然而，有时你的代码需要一个不同的行为，它需要重复一个行为，直到一个条件被满足。 举个例子，只要用户输入有效的命令，你就想让他们留在程序中，只有当输入的命令等于 "退出 "时才退出。或者想象一下，你有一个数组的值，你需要对它们进行总结。在这两种情况下，你都需要一个循环结构，尽管是不同类型的循环结构。

让我们看一下第一个while 。

While, repeat until false

用while ，你表示你想重复一组指令，直到错误为止。让我们以下面的代码为例。

int value = 3;
while(value < 5) 
{
  value++;
}
cout << "Value is" << value; // prints 5

上面将重复这个循环两次，因为第一次，value ，并递增到4。下次迭代，4将递增到5。最后一次，由于值是5，所以检查失败。

下面是另一个例子，你可以用来创建基于命令的控制台程序。

string user_input = "";

while(true)
{
  cout << "Type a command: ";
  getline(cin, user_input);
  if(user_input == "quit") 
  {
    break;
  }
  cout << "You typed: " << user_input;
  if(user_input == "hello") 
  {
    cout << "Greetings";
  } else {
    cout << "Unknown command: " + user_input; 
  }
  // add command definitions here
}
cout << "Bye";

上面的一个可能的程序执行可以是。

> Type a command: hello
> Greetings
> Type a command: help
> Unknown command: help
> Type a command: quit
> Bye

注意在这段代码中使用的是break 。

if(user_input == "quit") 
{
  break;
}

调用break while，停止循环，使其不再循环。

for，当你知道更多关于你循环的内容时

还有另一种循环结构，最好了解一下，for 。for就像while ，它允许你重复指令直到满足一个条件。它的不同之处在于，在for 循环中，你有额外的概念，一个跟踪起点的索引变量，一个比较点和增量点。下面是一个例子。

// will print values 0-9
for(int i=0; i< 10; i++) 
{
  cout << i;
}

这里有三个部分。

  • int i = 0, 这是你初始化一个变量的地方
  • i < 10, 对于每一个迭代，循环结构将测试这个比较点，如果结果为假，那么循环将停止
  • i++, 这是每次迭代时i++被递增的地方。

一个更真实的例子是迭代一组记录，比方说一个银行账户的操作。

vector<int> transactions;
transactions.push_item(100);
transactions.push_item(-50);
transactions.push_item(-25);
transactions.push_item(50);

int sum = 0;
for(int i=0; i< transactions.size(); i++) 
{
  sum += transactions[i];
}

cout << "Your account balance is: " << sum;

transactions 正在被迭代，对于其集合中的每一项，其值被添加到 。sum

总结

你已经了解了if 、else if 和else 。这些结构被用来在你的程序中创建不同的执行路径。你的代码将选择这些路径中的一个。此外，你还了解了用于重复指令的while和for循环。for 与while 不同，因为你有一个变量的概念，可以跟踪你正在进行的循环迭代。

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