6. 循环语句——编程世界的“重复魔法师”
6.1 为什么需要循环语句
在生活中，我们常常会遇到需要重复做某件事情的情况。比如，你要写 100 遍“好好学习，天天向上”；或者计算从 1 加到 100 的和。如果没有循环语句，在编程里我们就得把相同的代码写很多遍，这不仅麻烦，还容易出错。而循环语句可以让我们只写一次代码，然后让计算机按照我们设定的规则重复执行，大大提高了编程的效率。
6.2 while 循环
基本语法 while 循环会在条件表达式为 true 时，不断地执行循环体里的代码块。其基本语法如下：
while (条件表达式) {
// 循环体，当条件表达式为 true 时执行的代码块
}
只要条件表达式的值为 true，循环体就会一直执行。每次执行完循环体后，会再次判断条件表达式的值，如果仍然为 true，则继续执行循环体；如果为 false，则跳出循环。
示例代码
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int i = 1;
while (i <= 5) {
cout << i << " ";
i++;
}
cout << endl;
return 0;
}
在这个程序中，定义了一个变量 i 并初始化为 1。然后进入 while 循环，只要 i 小于等于 5，就会执行循环体里的代码，输出 i 的值，并将 i 的值加 1。当 i 的值变为 6 时，条件表达式 i <= 5 为 false，循环结束。
6.3 do – while 循环
基本语法 do – while 循环和 while 循环类似，但它会先执行一次循环体，然后再判断条件表达式的值。其基本语法如下：
do {
// 循环体，先执行一次的代码块
} while (条件表达式);
不管条件表达式的值一开始是 true 还是 false，循环体都会至少执行一次。执行完循环体后，再判断条件表达式的值，如果为 true，则继续执行循环体；如果为 false，则跳出循环。
示例代码
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int i = 1;
do {
cout << i << " ";
i++;
} while (i <= 5);
cout << endl;
return 0;
}
这个程序和上面 while 循环的示例功能相同，只是使用了 do – while 循环。即使 i 的初始值一开始就不满足条件，循环体也会先执行一次。
6.4 for 循环
基本语法 for 循环通常用于已知循环次数的情况，它把循环的初始化、条件判断和循环变量的更新都放在一个语句里。其基本语法如下：
for (初始化表达式; 条件表达式; 更新表达式) {
// 循环体，满足条件时执行的代码块
}
初始化表达式在循环开始前执行一次，用于初始化循环变量；条件表达式在每次循环开始前进行判断，如果为 true，则执行循环体；更新表达式在每次循环体执行完后执行，用于更新循环变量的值。
示例代码
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
cout << i << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
在这个程序中，int i = 1 是初始化表达式，将循环变量 i 初始化为 1；i <= 5 是条件表达式，只要 i 小于等于 5，就会执行循环体；i++ 是更新表达式，每次循环结束后将 i 的值加 1。
6.5 循环的嵌套
在一个循环的循环体里还可以再嵌套另一个循环，这就是循环的嵌套。常见的有双重循环，用于处理二维的数据，比如打印一个矩阵。
示例代码
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
for (int i = 1; i <= 3; i++) {
for (int j = 1; j <= 3; j++) {
cout << "(" << i << ", " << j << ") ";
}
cout << endl;
}
return 0;
}
在这个程序中，外层的 for 循环控制行数，内层的 for 循环控制列数。每次外层循环执行一次，内层循环会完整地执行一遍，从而打印出一个 3×3 的矩阵坐标。
6.6 break 和 continue 语句
- break 语句：用于跳出当前所在的循环，无论循环条件是否满足。
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
if (i == 5) {
break;
}
cout << i << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
在这个程序中，当 i 的值等于 5 时，执行 break 语句，跳出 for 循环，所以只输出 1 到 4。
- continue 语句：用于跳过当前循环体中剩余的代码，直接进入下一次循环。
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
if (i == 5) {
continue;
}
cout << i << " ";
}
cout << endl;
return 0;
}
在这个程序中，当 i 的值等于 5 时，执行 continue 语句，跳过本次循环中 cout << i << " "; 这行代码，直接进入下一次循环，所以输出结果中不包含 5。
6.7 课后小练习
- 编写一个程序，使用 while 循环计算从 1 加到 100 的和。
- 编写一个程序，使用 for 循环打印出九九乘法表。
通过这部分的学习，你已经掌握了 C++ 中的循环语句，它们能让你的程序轻松地处理需要重复执行的任务，使程序更加高效和强大。