大家好,我是梁唐。
这是EasyC++系列的第19篇,简单聊聊C++当中的for循环用法。
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for 循环
在编程当中我们经常会遇到需要重复执行的步骤,想要让计算机能够重复执行某些逻辑,就需要使用循环。
在C++当中,循环有三种类型,分别是 for 循环、 while 循环和 do while 循环。其中前两者使用较多,最后一个很少使用。
基础用法
求1 + 2 + 3 + … + 100的和,使用for循环实现:
int ret = 0;
int i;
for (i = 1; i <= 100; i++) {
ret += i;
}
这里的 i++ 表示自增操作,是 i+=1 的简写,也可以写成 ++i 。不过 ++i 和 i++ 并不能完全混用,我们将会在之后的内容当中进行阐述。
根据C++ Primer当中的定义, for 循环可以分成三个部分。第一个部分是初始化,在这个 for 循环当中,我们把循环因子i初始化成了1。第二个部分是判断条件,也就是 for 循环的执行条件,在什么情况下需要执行循环。第三个部分是更新循环因子,比如在这个例子当中,我们当前的i加入了ret之后,自增1变成了下一个将要累加的数。最后一个部分就是花括号当中的执行体,也就是每次循环需要执行的内容。
写成通用形式就是:
for (initialization; test-expression; update-expression) {
body;
}
初始化、判断条件以及更新因子这三个部分使用分号分隔。如果循环要执行的内容只包含一条语句,花括号也可以不写。不过为了保证全局的代码风格统一,最好还是统一使用花括号。
test-expression 决定循环是否结束,因此,在每一次body开始执行之前,都需要进行一次 test-expression 的判断。当 test-expression 为true时,才会执行body中的语句。
test-expression 并不一定需要是一个 bool 值,C++会进行强制转换。比如对于int类型,0值会被转换为false,而其他值都会转换成true。如:
int ret = 0;
int i;
for (i = 100; i; i--) {
ret += i;
}
这段逻辑和上面一样,同样是计算了1到100累加的值。只不过这里我们进行的是倒序相加,循环的执行条件为 i >= 0 。当i=0时结束,我们的判断条件可以写成i。 int 型的i会被强制转换成 bool 型,当i=0时,值为false,循环结束。其中自减符的用法和自增类似。
进阶用法
首先,我们可以将循环因子的声明写入for循环当中:
// version1
int i;
for (i = 0; i < 100; i++) ret += i;
// version2
for (int i = 0; i < 100; i++) ret += i;
这样有两个好处,第一是简化了代码,将i的声明语句写入了 for 循环当中,可读性也更好。另一点是限定了i这个变量的使用范围,在for循环当中声明的变量, 它的作用域也只有 for 循环 ,出了循环之后,i这个变量将消失。
不过在一些老旧的编译器(如VC6.0)当中并不会这样,循环当中声明的变量依然会继续存在。
另外 initialization; test-expression; update-expression 这三条语句都不是必须的,可以根据我们的需要进行省略。
比如for循环所需要的初始化工作之前已经完成,那么就可以省略 initialization :
int i = 0;
for (; i < 100; i++) ret += i;
比如我们也可以将循环的结束条件放在for循环的body当中,如:
for (int i = 0;; i++) {
if (i > 100) break;
ret += i;
}
我们的更新条件同样也可以放在body中:
for (int i = 0; i < 100;) {
ret += i;
i++;
}
甚至,我们可以极端一点,三个条件都省略:
int i = 0;
for (;;) {
if (i > 100) break;
ret += i;
i++;
}
同样,我们更新的条件也不一定只能自增或自减,其他的任何逻辑也都可以。正因此,C++当中的 for 循环是非常灵活的, 使用得当完全可以代替 while 循环和 do while 循环。
不过除非必要,我们还是要尽量遵守代码规范,不要省略条件,这样代码可读性也会更好一些。