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4 程序流程结构
C/C++支持最基本的三种程序运行结构:顺序结构、选择结构、循环结构
- 顺序结构:程序按顺序执行,不发生跳转
- 选择结构:依据条件是否满足,有选择的执行相应功能
- 循环结构:依据条件是否满足,循环多次执行某段代码
4.1 选择结构
4.1.1 if语句
作用: 执行满足条件的语句
if语句的三种形式
- 单行格式if语句
- 多行格式if语句
- 多条件的if语句
- 单行格式if语句:
if(条件){ 条件满足执行的语句 }
示例:
int main() {
//选择结构-单行if语句
//输入一个分数,如果分数大于600分,视为考上一本大学,并在屏幕上打印
int score = 0;
cout << "请输入一个分数:" << endl;
cin >> score;
cout << "您输入的分数为: " << score << endl;
//if语句
//注意事项,在if判断语句后面,不要加分号
if (score > 600)
{
cout << "我考上了一本大学!!!" << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
注意:if条件表达式后不要加分号,否则无论是否满足条件,其后代码都会执行
- 多行格式if语句:
if(条件){ 条件满足执行的语句 }else{ 条件不满足执行的语句 }
示例:
int main() {
int score = 0;
cout << "请输入考试分数:" << endl;
cin >> score;
if (score > 600)
{
cout << "我考上了一本大学" << endl;
}
else
{
cout << "我未考上一本大学" << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
- 多条件的if语句:
if(条件1){ 条件1满足执行的语句 }else if(条件2){条件2满足执行的语句}... else{ 都不满足执行的语句 }
示例:
int main() {
int score = 0;
cout << "请输入考试分数:" << endl;
cin >> score;
if (score > 600)
{
cout << "我考上了一本大学" << endl;
}
else if (score > 500)
{
cout << "我考上了二本大学" << endl;
}
else if (score > 400)
{
cout << "我考上了三本大学" << endl;
}
else
{
cout << "我未考上本科" << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
嵌套if语句:在if语句中,可以嵌套使用if语句,达到更精确的条件判断
案例需求:
- 提示用户输入一个高考考试分数,根据分数做如下判断
- 分数如果大于600分视为考上一本,大于500分考上二本,大于400考上三本,其余视为未考上本科;
- 在一本分数中,如果大于700分,考入北大,大于650分,考入清华,大于600考入人大。
示例:
int main() {
int score = 0;
cout << "请输入考试分数:" << endl;
cin >> score;
if (score > 600)
{
cout << "我考上了一本大学" << endl;
if (score > 700)
{
cout << "我考上了北大" << endl;
}
else if (score > 650)
{
cout << "我考上了清华" << endl;
}
else
{
cout << "我考上了人大" << endl;
}
}
else if (score > 500)
{
cout << "我考上了二本大学" << endl;
}
else if (score > 400)
{
cout << "我考上了三本大学" << endl;
}
else
{
cout << "我未考上本科" << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
练习案例: 三只小猪称体重
有三只小猪ABC,请分别输入三只小猪的体重,并且判断哪只小猪最重?
int main(){
// 1、创建三只小猪的体重变量
int num1 = 0;
int num2 = 0;
int num3 = 0;
// 2、让用户输入三只小猪的体重1、
cout << "请输入小猪A的体重: " << endl;
cin >> num1;
cout << "请输入小猪B的体重: " << endl;
cin >> num2;
cout << "请输入小猪C的体重: " << endl;
cin >> num3;
// 3、比较三只猪的体重
if(num1 > num2)
{
if(num1 > num3)
{
cout << "小猪A最重" << endl;
}
else
{
cout << "小猪C最重" << endl;
}
}
else
{
if(num2 > num3)
{
cout << "小猪B最重" << endl;
}
else
{
cout << "小猪C最重" << endl;
}
}
}
4.1.2 三目运算符
作用: 通过三目运算符实现简单的判断
语法:表达式1 ? 表达式2 :表达式3;
解释:
如果表达式1的值为真,执行表达式2,并返回表达式2的结果;
如果表达式1的值为假,执行表达式3,并返回表达式3的结果。
示例:
int main() {
int a = 10;
int b = 20;
int c = 0;
c = a > b ? a : b;
cout << "c = " << c << endl;
//C++中三目运算符返回的是变量,可以继续赋值
(a > b ? a : b) = 100;
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
cout << "c = " << c << endl;
system("pause");
return 0;
}
总结:和if语句比较,三目运算符优点是短小整洁,缺点是如果用嵌套,结构不清晰
4.1.3 switch语句
作用: 执行多条件分支语句
语法:
switch(表达式)
{
case 结果1:执行语句;break;
case 结果2:执行语句;break;
...
default:执行语句;break;
}
示例:
int main() {
//请给电影评分
//10 ~ 9 经典
// 8 ~ 7 非常好
// 6 ~ 5 一般
// 5分以下 烂片
int score = 0;
cout << "请给电影打分" << endl;
cin >> score;
switch (score)
{
case 10:
case 9:
cout << "经典" << endl;
break;
case 8:
cout << "非常好" << endl;
break;
case 7:
case 6:
cout << "一般" << endl;
break;
default:
cout << "烂片" << endl;
break;
}
system("pause");
return 0;
}
注意1:switch语句中表达式类型只能是整型或者字符型
注意2:case里如果没有break,那么程序会一直向下执行
总结:与if语句比,对于多条件判断时,switch的结构清晰,执行效率高,缺点是switch不可以判断区间
4.2 循环结构
4.2.1 while循环语句
作用: 满足循环条件,执行循环语句
语法:while(循环条件){ 循环语句 }
解释:只要循环条件的结果为真,就执行循环语句
示例:
int main() {
int num = 0;
while (num < 10)
{
cout << "num = " << num << endl;
num++;
}
system("pause");
return 0;
}
注意:在执行循环语句时候,程序必须提供跳出循环的出口,否则出现死循环
while循环练习案例:猜数字
案例描述: 系统随机生成一个1到100之间的数字,玩家进行猜测,如果猜错,提示玩家数字过大或过小,如果猜对恭喜玩家胜利,并且退出游戏。
#include <iostream>
using namespace std;
// time系统时间头文件包含
#include <ctime>
int main(){
// 1、系统生成随机数
// 添加随机数种子,作用是利用当前系统时间生成随机数,防止每次随机数都一样
srand((unsigned int)time(NULL));
int num = rand()%100 + 1; // rand()%100+1生成0+1~99+1的随机数,伪随机数
// cout << num << endl;
// 2、玩家进行猜测
int guess = 0;
cout << "请输入数字:" << endl;
cin >> guess ;
// 3、判断玩家猜测
while(guess != num) // while(1),死循环,“猜对了“加入循环,可以用break关键字退出循环
{
if(guess < num)
{
cout << "猜小了 " << endl;
}
else
{
cout << "猜大了" << endl;
}
cin >> guess;
}
cout << "猜对了" << endl;
system("pause");
return 0;
}
4.2.2 do…while循环语句
作用: 满足循环条件,执行循环语句
语法: do{ 循环语句 } while(循环条件);
注意: 与while的区别在于do…while会先执行一次循环语句,再判断循环条件
示例:
int main() {
int num = 0;
do
{
cout << num << endl;
num++;
} while (num < 10); // while(num); 会陷入死循环,因为此时num=1
system("pause");
return 0;
}
总结:与while循环区别在于,do…while先执行一次循环语句,再判断循环条件
练习案例:水仙花数
案例描述: 水仙花数是指一个 3 位数,它的每个位上的数字的 3次幂之和等于它本身。例如:13 + 53+ 33 = 153
请利用do…while语句,求出所有3位数中的水仙花数
int main() {
int num = 100;
int num1 = 0;
int num2 = 0;
int num3 = 0;
do
{
num1 = num / 100; // 百位
num2 = num / 10 % 10; // 十位
num3 = num % 10; // 个位
if(num == num1*num1*num1 + num2*num2*num2 + num3*num3*num3)
{
cout << "num是水仙花数: " << num << endl;
}
num ++;
}while(num < 1000);
system("pause");
return 0;
}
4.2.3 for循环语句
作用: 满足循环条件,执行循环语句
语法:for(起始表达式;条件表达式;末尾循环体) { 循环语句; }
示例:
int main() {
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
cout << i << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
详解:
注意:for循环中的表达式,要用分号进行分隔
总结:while , do…while, for都是开发中常用的循环语句,for循环结构比较清晰,比较常用
练习案例:敲桌子
案例描述:从1开始数到数字100, 如果数字个位含有7,或者数字十位含有7,或者该数字是7的倍数,我们打印敲桌子,其余数字直接打印输出。
int main() {
for(int num = 1;num < 100; num++)
{
if(num % 10 == 7 || num / 10 == 7 || num % 7 == 0)
{
cout << num << endl;
}
}
system("pause");
return 0;
}
4.2.4 嵌套循环
作用: 在循环体中再嵌套一层循环,解决一些实际问题
例如我们想在屏幕中打印如下图片,就需要利用嵌套循环
示例:
int main() {
//外层循环执行1次,内层循环执行1轮
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
for (int j = 0; j < 10; j++)
{
cout << "*" << " "; // cout << "* "; 没有endl不会换行
}
cout << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
练习案例: 乘法口诀表
案例描述:利用嵌套循环,实现九九乘法表
int main() {
for(int i = 1; i < 10; i++)
{
for(int j = 1; j <= i; j++)
{
cout << j << "*" << i << "=" <<i * j <<" ";
}
cout << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
4.3 跳转语句
4.3.1 break语句
作用: 用于跳出选择结构或者循环结构
break使用的时机:
- 出现在switch条件语句中,作用是终止case并跳出switch
- 出现在循环语句中,作用是跳出当前的循环语句
- 出现在嵌套循环中,跳出最近的内层循环语句
示例1:
int main() {
//1、在switch 语句中使用break
cout << "请选择您挑战副本的难度:" << endl;
cout << "1、普通" << endl;
cout << "2、中等" << endl;
cout << "3、困难" << endl;
int num = 0;
cin >> num;
switch (num)
{
case 1:
cout << "您选择的是普通难度" << endl;
break;
case 2:
cout << "您选择的是中等难度" << endl;
break;
case 3:
cout << "您选择的是困难难度" << endl;
break;
}
system("pause");
return 0;
}
示例2:
int main() {
//2、在循环语句中用break
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
if (i == 5)
{
break; //跳出循环语句
}
cout << i << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
示例3:
int main() {
//在嵌套循环语句中使用break,退出内层循环
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
for (int j = 0; j < 10; j++)
{
if (j == 5)
{
break;
}
cout << "*" << " ";
}
cout << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
4.3.2 continue语句
作用: 在循环语句中,跳过本次循环中余下尚未执行的语句,继续执行下一次循环
示例:
int main() {
// 1~100中只打印奇数
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
if (i % 2 == 0)
{
continue; // 可以筛选条件,执行到此不再向下执行
}
cout << i << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
注意:continue并没有使整个循环终止,而break会跳出循环
4.3.3 goto语句
作用: 可以无条件跳转语句
语法: goto 标记;
跳转到标记:
解释: 如果标记的名称存在,执行到goto语句时,会跳转到标记的位置
示例:
int main() {
cout << "1" << endl;
goto FLAG; //标记约定俗成写成“大写字母”
cout << "2" << endl;
cout << "3" << endl;
cout << "4" << endl;
FLAG:
cout << "5" << endl;
system("pause");
return 0;
}
注意:在程序中不建议使用goto语句,以免造成程序流程混乱
5 数组
5.1 概述
所谓数组,就是一个集合,里面存放了相同类型的数据元素
特点1: 数组中的每个数据元素都是相同的数据类型
特点2: 数组是由连续的内存位置组成的
5.2 一维数组
5.2.1 一维数组定义方式
一维数组定义的三种方式:
数据类型 数组名[ 数组长度 ];
数据类型 数组名[ 数组长度 ] = { 值1,值2 ...};
数据类型 数组名[ ] = { 值1,值2 ...};
示例
int main() {
//定义方式1
//数据类型 数组名[元素个数];
int score[10];
//利用下标赋值
score[0] = 100;
score[1] = 99;
score[2] = 85;
//利用下标输出
cout << score[0] << endl;
cout << score[1] << endl;
cout << score[2] << endl;
//定义方式2
//数据类型 数组名[元素个数] = {值1,值2 ,值3 ...};
//如果{}内不足10个数据,剩余数据用0补全
int score2[10] = { 100, 90,80,70,60,50,40,30,20,10 };
//逐个输出
//cout << score2[0] << endl;
//cout << score2[1] << endl;
//一个一个输出太麻烦,因此可以利用循环进行输出
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
cout << score2[i] << endl;
}
//定义方式3
//数据类型 数组名[] = {值1,值2 ,值3 ...};
int score3[] = { 100,90,80,70,60,50,40,30,20,10 }; // 鼠标放在score3处,会显示数组长度
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
cout << score3[i] << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
总结1:数组名的命名规范与变量名命名规范一致,不要和变量重名
总结2:数组中下标是从0开始索引
总结3:定义数组时,必须已知数组长度,例如:int score3[]; 错误
5.2.2 一维数组数组名
一维数组名称的用途:
- 可以统计整个数组在内存中的长度:
sizeof()
- 可以获取数组在内存中的首地址
示例:
int main() {
//数组名用途
//1、可以获取整个数组占用内存空间大小
int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
cout << "整个数组所占内存空间为: " << sizeof(arr) << endl; //40
cout << "每个元素所占内存空间为: " << sizeof(arr[0]) << endl; // 4
cout << "数组的元素个数为: " << sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) << endl;
//2、可以通过数组名获取到数组首地址
cout << "数组首地址为: " << arr << endl; // 十六进制
cout << "数组首地址为: " << (int)arr << endl; // 十六进制强制转换为十进制
cout << "数组中第一个元素地址为: " << (int)&arr[0] << endl; // &取址符号
cout << "数组中第二个元素地址为: " << (int)&arr[1] << endl;
//arr = 100; 错误,数组名是常量,指向首地址,因此不可以赋值
system("pause");
return 0;
}
注意:数组名是常量,指向首地址,不可以赋值
总结1:直接打印数组名,可以查看数组所占内存的首地址
总结2:对数组名进行sizeof,可以获取整个数组占内存空间的大小
练习案例1:五只小猪称体重
案例描述:
在一个数组中记录了五只小猪的体重,如:int arr[5] = {300,350,200,400,250};
找出并打印最重的小猪体重。
int main(){
int arr[5] = {300,750,200,400,250};
int max = 0;
for(int i = 0; i < 5; i++)
{
if( max < arr[i])
{
max = arr[i];
}
else
{
max = max;
}
}
cout << max << endl;
system("pause");
return 0;
}
练习案例2: 数组元素逆置
案例描述: 请声明一个5个元素的数组,并且将元素逆置.
(如原数组元素为:1,3,2,5,4;逆置后输出结果为:4,5,2,3,1;
int main(){
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int end = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) - 1;
int t = 0;
for(int i = 0; i < end/2; i++)
{
t = arr[i];
arr[i] = arr[end-i];
arr[end-i] = t;
}
for(int j = 0; j < end+1; j++)
{
cout << arr[j ] << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
int main(){
// 1、创建数组
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
//2、实现逆置
//2.1记录起始下标位置
int start = 0;
//2.2记录结束下标位置
int end = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) - 1;
//2.3起始下标与结束下标的元素互换
while(start < end) //2.5循环执行2.1操作,直到起始位置 >= 结束位置
{
int temp = arr[start];
arr[start] = arr[end];
arr[end] = temp;
//2.4起始位置++ 结束位置--
start++;
end--;
}
for(int i = 0; i < 5; i++)
{
cout << arr[i] << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
5.2.3 冒泡排序
作用: 最常用的排序算法,对数组内元素进行排序
- 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。
- 对每一对相邻元素做同样的工作,执行完毕后,找到第一个最大值。
- 重复以上的步骤,每次比较次数-1,直到不需要比较
示例: 将数组 { 4,2,8,0,5,7,1,3,9 } 进行升序排序
int main() {
int arr[9] = { 4,2,8,0,5,7,1,3,9 };
for (int i = 0; i < 9 - 1; i++) // 进行8轮排序
{
for (int j = 0; j < 9 - 1 - i; j++) // 第i轮进行8-i次比大小
{
if (arr[j] > arr[j + 1])
{
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}
for (int i = 0; i < 9; i++)
{
cout << arr[i] << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
5.3 二维数组
二维数组就是在一维数组上,多加一个维度。
5.3.1 二维数组定义方式
二维数组定义的四种方式:
数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ];
数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { {数据1,数据2 } ,{数据3,数据4 } };
数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { 数据1,数据2,数据3,数据4};
数据类型 数组名[ ][ 列数 ] = { 数据1,数据2,数据3,数据4};
建议:以上4种定义方式,利用第二种更加直观,提高代码的可读性
示例:
int main() {
//方式1
//数组类型 数组名 [行数][列数]
int arr[2][3];
arr[0][0] = 1;
arr[0][1] = 2;
arr[0][2] = 3;
arr[1][0] = 4;
arr[1][1] = 5;
arr[1][2] = 6;
for (int i = 0; i < 2; i++)
{
for (int j = 0; j < 3; j++)
{
cout << arr[i][j] << " ";
}
cout << endl;
}
//方式2
//数据类型 数组名[行数][列数] = { {数据1,数据2 } ,{数据3,数据4 } };
int arr2[2][3] =
{
{1,2,3},
{4,5,6}
};
//方式3
//数据类型 数组名[行数][列数] = { 数据1,数据2 ,数据3,数据4 };
int arr3[2][3] = { 1,2,3,4,5,6 };
//方式4
//数据类型 数组名[][列数] = { 数据1,数据2 ,数据3,数据4 };
int arr4[][3] = { 1,2,3,4,5,6 };
system("pause");
return 0;
}
总结:在定义二维数组时,如果初始化了数据,可以省略行数
5.3.2 二维数组数组名
- 查看二维数组所占内存空间
- 获取二维数组首地址
示例:
int main() {
//二维数组数组名
int arr[2][3] =
{
{1,2,3},
{4,5,6}
};
cout << "二维数组大小: " << sizeof(arr) << endl;
cout << "二维数组一行大小: " << sizeof(arr[0]) << endl;
cout << "二维数组元素大小: " << sizeof(arr[0][0]) << endl;
cout << "二维数组行数: " << sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) << endl;
cout << "二维数组列数: " << sizeof(arr[0]) / sizeof(arr[0][0]) << endl;
//地址
cout << "二维数组首地址:" << arr << endl;
cout << "二维数组第一行地址:" << arr[0] << endl;
cout << "二维数组第二行地址:" << arr[1] << endl;
cout << "二维数组第一个元素地址:" << &arr[0][0] << endl;
cout << "二维数组第二个元素地址:" << &arr[0][1] << endl;
system("pause");
return 0;
}
总结1:二维数组名就是这个数组的首地址,二维数组首地址 = 二维数组第一行地址 = 二维数组第一个元素地址
总结2:对二维数组名进行sizeof时,可以获取整个二维数组占用的内存空间大小
5.3.3 二维数组应用案例
考试成绩统计:
案例描述:有三名同学(张三,李四,王五),在一次考试中的成绩分别如下表,请分别输出三名同学的总成绩
语文 | 数学 | 英语 | |
---|---|---|---|
张三 | 100 | 100 | 100 |
李四 | 90 | 50 | 100 |
王五 | 60 | 70 | 80 |
参考答案:
int main() {
int scores[3][3] =
{
{100,100,100},
{90,50,100},
{60,70,80}
};
string names[3] = { "张三","李四","王五" };
for (int i = 0; i < 3; i++)
{
int sum = 0;
for (int j = 0; j < 3; j++)
{
sum += scores[i][j];
}
cout << names[i] << "同学总成绩为: " << sum << endl;
}
system("pause");
return 0;
}