1. 用for语句实现循环结构
1.1 问题的提出
我们经常会遇到需要对某个操作重复执行多次的情况。例如，求1~100的累计和，我们需要将每个数相加并保存结果。这种情况下，使用循环结构可以很方便地解决问题。
【例1-1】求1~100的累计和
下面是求1~100的累计和的一个示例代码：
#include <iostream> using namespace std; int main() { int sum = 0; for (int i = 1; i <= 100; i++) { sum += i; } cout << "1~100的累计和为：" << sum << endl; return 0; }
这段代码使用了for语句来实现循环，通过定义一个变量i来追踪循环的次数，每次循环将i加1，并将其累加到sum中。
1.2 for语句的一般格式
for语句的一般格式如下：
for (initialization; condition; increment/decrement) { // 执行循环体的代码 }
其中：
initialization：在循环开始之前执行一次的代码，一般用来初始化循环变量。
condition：判断循环是否继续的条件，如果条件为true，则继续循环；如果条件为false，则退出循环。
increment/decrement：每次循环后执行的代码，用来改变循环变量的值。
【例1-2】打印水仙花数
下面是一个打印水仙花数的示例代码：
#include <iostream> using namespace std; int main() { for (int num = 100; num <= 999; num++) { int a = num / 100; // 获取百位数字 int b = (num / 10) % 10; // 获取十位数字 int c = num % 10; // 获取个位数字 if (num == a*a*a + b*b*b + c*c*c) { cout << num << "是水仙花数" << endl; } } return 0; }
在这段代码中，循环变量num的取值范围是100到999，通过将num拆分成百位、十位和个位的三个数字，并判断其立方和是否等于num本身，从而判断是否是水仙花数。
1.3 改变步长
在for循环中，通过改变循环变量的增量或减量，可以控制循环的步长。如果不指定步长，默认步长为1。
【例1-3】求100以内的偶数之和
下面是一个求100以内的偶数之和的示例代码：
#include <iostream> using namespace std; int main() { int sum = 0; for (int i = 2; i <= 100; i += 2) { sum += i; } cout << "100以内的偶数之和为：" << sum << endl; return 0； }
在这段代码中，我们通过将i的步长设定为2，从而只取偶数进行累加运算。
2. 使用while语句与do-while语句实现循环结构
2.1 while语句
while语句在执行循环体之前，先判断条件是否成立，如果条件为真，则执行循环体；如果条件为假，则跳出循环。
【例1-4】使用while语句求1~100的累加和
下面是一个使用while语句求1~100的累加和的示例代码：
#include <iostream> using namespace std; int main() { int sum = 0; int i = 1; while (i <= 100) { sum += i; i++; } cout << "1~100的累计和为：" << sum << endl; return 0； }
在这段代码中，我们先初始化循环变量i为1，然后在每次循环结束后将i加1，直到i超过100为止。
【例1-5】求一个整数的阶乘
下面是一个求一个整数的阶乘的示例代码：
#include <iostream> using namespace std; int main() { int n; cout << "请输入一个整数："; cin >> n; int result = 1; int i = 1; while (i <= n) { result *= i; i++; } cout << n << "的阶乘为：" << result << endl; return 0； }
在这段代码中，我们首先通过cin输入一个整数n，然后使用while循环计算n的阶乘。
2.2 do-while语句
do-while语句先执行一次循环体，再判断条件是否成立。如果条件为真，则继续执行循环体；如果条件为假，则跳出循环。
【例1-6】用do-while语句求1~100的累计和
下面是一个用do-while语句求1~100的累计和的示例代码：
#include <iostream> using namespace std; int main() { int sum = 0; int i = 1; do { sum += i; i++; } while (i <= 100); cout << "1~100的累计和为：" << sum << endl; return 0； }
与while语句不同的是，在do-while循环中，循环条件的判断发生在循环体执行之后。
2.3 for语句、while语句与do-while语句的比较
for语句、while语句和do-while语句都可以用于实现循环结构，但在不同的情况下选择合适的循环结构是非常重要的。
for语句：适用于循环次数已知的情况，循环变量的初始化、条件判断和步长控制都在一条语句中完成，代码简洁。
while语句：适用于循环次数不确定的情况，条件判断发生在循环体之前，确保至少执行一次循环体。
do-while语句：适用于循环次数不确定的情况，条件判断发生在循环体之后，确保至少执行一次循环体。
【例1-7】循环次数事先不确定的循环
下面是一个循环次数事先不确定的循环的示例代码：
#include <iostream> using namespace std; int main() { int num; int sum = 0; cout << "请输入一系列正整数，以-1结束输入："; cin >> num; while (num != -1) { sum += num; cin >> num; } cout << "输入的数的累计和为：" << sum << endl; return 0； }
这段代码会循环读取一系列正整数，直到输入-1为止，然后将累计和输出。
【例1-8】使用for语句完成例1-7的功能
下面是使用for语句完成例4-7功能的示例代码：
#include <iostream> using namespace std; int main() { int num; int sum = 0; cout << "请输入一系列正整数，以-1结束输入："; for (cin >> num; num != -1; cin >> num) { sum += num; } cout << "输入的数的累计和为：" << sum << endl; return 0； }
这段代码中，我们通过将读取输入的代码放在for循环的初始化部分和循环体中，实现了与例1-7相同的功能。
3. continue语句与break语句
3.1 continue语句
continue语句用于跳过循环体中剩余的代码，直接进入下一次循环。
【例1-9】求1~100中不能被3整除的整数之和
下面是一个求1~100中不能被3整除的整数之和的示例代码：
#include <iostream> using namespace std; int main() { int sum = 0; for (int i = 1; i <= 100; i++) { if (i % 3 == 0) { continue; } sum += i; } cout << "1~100中不能被3整除的整数之和为：" << sum << endl; return 0； }
在这段代码中，当i能够被3整除时，通过continue语句跳过了将i累加到sum中的代码。
3.2 break语句
break语句用于跳出最内层的循环，完全终止循环的执行。
【例1-10】从键盘输入一个整数，判断是否是素数
下面是一个从键盘输入一个整数，判断是否是素数的示例代码：
#include <iostream> using namespace std; int main() { int num; cout << "请输入一个整数："; cin >> num; bool isPrime = true; for (int i = 2; i <= num / 2; i++) { if (num % i == 0) { isPrime = false; break; } } if (isPrime) { cout << num << "是素数" << endl; } else { cout << num << "不是素数" << endl; } return 0; }
在这段代码中，我们通过循环从2到num的一半（即num/2），判断num是否能被这些数整除。如果能被整除，说明num不是素数，将isPrime设为false，并通过break语句跳出循环。否则，说明num是素数。
