1.4 基本語句

C++融入了C語言的面向過程的結構化程序設計模式，因而它也可實現結構化程序設計中所需要的三種基本結構：順序結構、選擇結構和循環結構。

語句是描述程序操作的基本單位，是C++源程序的重要組成部分，每條語句均以分號（“；”）來結束，分號前面可以有0個或多個空格。 這里先討論說明語句、表達式語句和塊語句，它們是構成按書寫順序依次執行的順序結構的主要語句。

1.說明語句

在C++中，把完成對數據結構的定義和描述、對變量或標識符常量的屬性說明（如初值、類型等）稱為說明語句或聲明語句。說明語句的目的是用來在程序中引入一個新的標識符（變量名、函數名、數組名、類名、對象名、引用名及類型名等），本身一般不執行操作。

2.表達式語句

表達式語句是C++程序中最簡單也是最常用的語句。任何一個表達式加上分號就是一個表達式語句，例如：

x + y;
nNum = 5;

這里的“x+y;”是一個由算術運算符“+”構成的表達式語句，其作用是完成“x+y”的操作，但由于不保留計算結果，所以無實際意義?！皀Num=5;”是一個由賦值運算符“=”構成的表達式語句，簡稱為賦值語句，其作用是改變nNum變量的值。

在書寫格式上，可以將幾個簡單的表達式語句同時寫在一行上，但此時的語句之間必須插入一些空格以提高程序的可讀性。例如：

a=1;   b=2;   c=a+b;

此時3個賦值語句寫在一行，各條語句之間需要增加空格。

如果表達式是一個空表達式，那么構成的語句稱為空語句，也就是說，僅有分號也能構成一個語句，這個語句就是空語句。空語句不執行任何動作，根據語法的需要而設置。

3.塊語句

塊語句，簡稱為塊（block），是由一對花括號“{ }”括起來的語句，又稱為復合語句。例如：

{                                       // 塊開始
    int  i=2,j=3,k=4;
    cout<<i<<j<<k<<endl;                // 輸出結果是2、3和4
}                                       // 塊結束

則是由兩條語句構成的塊語句。其中，左花括號“{”表示塊的開始，右花括號“}”表示塊的結束，它們是成對出現的。要注意，塊中的語句書寫時一定要縮進。

事實上，任何合法的語句都可以出現在塊中，包括空語句。需要說明的是：

（1）從整體上看，塊語句等效于一條語句。反過來說，若需要將兩條或兩條以上的語句作為一個整體單條語句時，則必須將它們用花括號括起來。

（2）塊中的語句可以是0個、1個或多個。與空語句相類似，一個不含任何語句的塊，即僅由一對花括號構成的塊，稱為空塊，它也是僅為語法的需要而設置的，并不執行任何動作。

選擇結構是對給定條件進行判斷，根據判斷的結果（真或假）來決定執行兩個分支或多個分支程序段中的一個分支。在C++中，用于構成選擇結構的分支語句有if語句和switch語句，它們又稱條件語句。

1.條件語句

條件語句if具有下列一般形式：

if  (<表達式e>)<語句s1>
[ else <語句s2> ]

這里的if和else是C++的關鍵字。注意，if后的一對圓括號不能省略。當表達式e為true或不為0時，將執行語句s1。當表達式e為false或0時，語句s2被執行。其中，else可以省略，即變成這樣的簡單的if語句：

if  (<表達式e>)<語句s>

這樣，只有當表達式e為true或不為0時，語句s才被執行。

【例Ex_Compare】 輸入兩個整數，比較兩者的大小

#include <iostream.h>
int  main()
{
    int nNum1, nNum2;
    cout<< "Please input two integer numbers: ";
    cin>>nNum1>>nNum2;
    if (nNum1!=nNum2)
        if (nNum1>nNum2)
            cout<<nNum1<< " > "<<nNum2<<endl;
        else
            cout<<nNum1<< " < "<<nNum2<<endl;
    else
        cout<<nNum1<< " = "<<nNum2<<endl;
    return 0;
}

程序運行結果如下：

需要注意的是：

（1）條件語句中的表達式一般為邏輯表達式或關系表達式，如程序中的nNum1> nNum2。當然，表達式的類型也可以是任意的數值類型（包括整型、實型、字符型等）。例如：

if  (3)   cout<<"This is a number 3";

執行結果是輸出"This is a number 3"；因為3是一個不為0的數，條件總為“真”。

（2）適當添加花括號“{ }”來增加程序的可讀性。例如：上面【例Ex_Compare】中的條件語句還可寫成下列形式，其結果是一樣的。

if (nNum1!=nNum2)
{
    if (nNum1>nNum2)
        cout<<nNum1<<" > "<<nNum2<<endl;
    else
        cout<<nNum1<<" < "<<nNum2<<endl;
} else
    cout<<nNum1<<" = "<<nNum2<<endl;

（3）如果在if和esle后有多條語句（復合語句），則必須用花括號將這些語句括起來，否則只有后面的第一條語句有效。例如：

if (nNum1>nNum2)
    cout<<nNum1<<">"<<nNum2;       // 此句是if后面的有效語句
    cout<<endl;                    // 此句無論if表達式是否為真都會執行

（4）條件語句中的語句s、語句s1和語句s2也可以是if條件語句，這就形成了if語句的嵌套。例如，程序中if (nNum1!=nNum2)后面的語句也是一個if條件語句。

（5）else不能單獨使用，它總是和其前面最近的未配套的if相配套。例如，程序中的第1個else屬于第2個if，而第2個else是屬于第1個if的。

2.開關語句

當程序有多個判斷條件時，若使用if語句則可能使嵌套太多，降低程序的可讀性。開關語句switch能很好地解決這種問題，它具有下列形式：

switch  (<表達式e>)
{
    case  <常量表達式v1>   ：[語句s1]
    case  <常量表達式v2>   ：[語句s2]
    ...
    case  <常量表達式vn>   ：[語句sn]
    [default               ：語句sn+1]
}

其中switch、case、default都是關鍵字，當表達式e的值與case中某個常量表達式的值相等時，就執行該case中冒號“：”后面的所有語句，直至遇到break語句跳出。若case中所有常量表達式的值都不等于表達式e的值，則執行“default:”后面的語句，若default省略，則跳出switch結構。需要注意的是，switch后面的表達式e可以是整型、字符型或枚舉型的表達式，而case后面的常量表達式的類型則必須與其相匹配。

【例Ex_Switch】 根據成績的等級輸出相應的分數段

#include <iostream.h>
int  main()
{
    char chGrade;
    cout<<"Please input a char(A～E): ";
    cin>>chGrade;
    switch(chGrade)
    {
        case 'A':
        case'a':   cout<<"90--100"<<endl;
                break;
        case 'B':
        case'b':   cout<<"80--89"<<endl;
                break;
        case 'C':
        case'c':   cout<<"70--79"<<endl;
        case 'D':
        case'd':   cout<<"60--69"<<endl;
        case 'E':
        case'e':   cout<<"<60"<<endl;
        default:   cout<<"error!"<<endl;
    }
    return 0;
}

運行時，當用戶輸入A時，則運行結果如下：

但當用戶輸入d時，則運行結果如下：

顯然，這不是想要的結果，而應該只輸出60--69。仔細比較這兩個結果可以發現，“case 'a':”后面含有break語句，而“case 'd':”后面則沒有。由于break語句能使系統跳出switch結構，因此當系統執行“case 'a':”后面的語句“cout<<"90--100"<<endl;”后，break語句使其跳出switch結構，以保證結果的正確性；若沒有break語句，則后面的語句繼續執行，直到遇到下一個break語句或switch結構的最后一個花括號“}”為止才跳出該結構。因此，break語句對switch結構有時是不可缺少的（后面還會專門討論）。

另外，還需注意的是：

（1）多個case可以共有一組執行語句，如程序中的：

case 'B':
case'b':   cout<<"80--89"<<endl;
           break;

這時，當用戶輸入B或b時將得到相同的結果。

（2）若同一個case后面的語句是復合語句，即有兩條或兩條以上的語句，則這些語句可以不用花括號“{ }”括起來。

（3）由于case語句起標號作用，因此每一個case常量表達式的值必須互不相同，否則會出現編譯錯誤。

構成循環結構的循環語句提供了重復操作的能力，當指定的循環條件為true時，循環體中的語句就會被重復執行，并且每循環一次，就會測試一下循環條件，如果為false，則循環結束，否則繼續循環。C++為循環結構提供了三種形式的循環語句：while、do…while和for語句。這些循環語句的功能是相似的，在許多情況下它們可以相互替換，唯一區別是它們控制循環的方式。

1.while語句

語句具有下列格式：

while(<表達式e>)  <語句s>

其中，while是C++的關鍵字，語句s是循環體，它可以是一條語句，也可以是多條語句。當為多條語句時，一定要用花括號“{ }”括起來，使之成為塊語句，如果不加花括號，則while的循環體s只是緊跟while (e)后面的第1條語句。當表達式e為true或不為0時便開始執行while循環體中的語句s，然后反復執行，每次執行都會判斷表達式e是否為true或不為0，若為false或為0，則終止循環。

【例Ex_SumWhile】 求整數1～50的和

#include <iostream.h>
int  main()
{
    int  nNum=1,  nTotal=0;
    while (nNum<=50)
    {
        nTotal += nNum;
        nNum++;
    }
    cout<<"The sum from 1 to 50 is: "<<nTotal<<"\n";
    return 0;
}

程序運行結果如下：

需要說明的是，對于循環結構來說，循環體中一定要有使循環趨向結束的語句。比如上述示例中，nNum的初值為1，循環結束的條件是不滿足nNum<=50，隨著每次循環都改變nNum的值，使得nNum的值也越來越大，直到nNum>50為止。如果沒有循環體中的“nNum++;”，則nNum的值始終不改變，循環永不終止。

2.do…while語句

語句具有下列格式：

do
    <語句s>
while (<表達式e>) ;

其中do和while都是C++關鍵字，語句s是循環體，它可以是一條語句，也可以是塊語句。程序從do開始執行，然后執行循環體語句s，當執行到while時，將判斷表達式e是否為true，若是，則繼續執行循環體語句s，直到下一次表達式e等于false為止。要注意，while后面的表達式e兩邊的圓括號不能省略，且表達式e后面的分號不能漏掉。

【例Ex_SumDoWhile】 求整數1～50的和

#include <iostream.h>
int  main()
{
    int   nNum=1,  nTotal=0;
    do
    {
        nTotal+=nNum;    nNum++;
    } while (nNum<=50);
    cout<<"The sum from 1 to 50 is: "<<nTotal<<"\n";
    return 0;
}

由于程序總是自上而下地順序運行（除非遇到if、while等流程控制語句），因此do語句中的循環會先執行，這樣sum值為1，i為2。然后判斷while后面的“(i<=50)”是否為true，若是，則流程轉到do循環體中，直到“(i<=50)”為false。

程序運行結果如下：

從上述例子中可以看出：

（1）do…while循環語句至少執行一次循環體，而while循環語句可能一次都不執行。

（2）從局部來看，while和do…while循環都有“while (表達式e)”。為區別起見，對于do…while循環來說，無論循環體是單條語句還是多條語句，習慣上都要用花括號將它們括起來，并將“while (表達式e);”直接寫在右花括號“}”的后面，如【例Ex_SumDoWhile】中的格式。

3.for語句

語句具有下列格式：

for ([表達式e1]; [表達式e2]; [表達式e3])
    <語句s>

其中for是C++的關鍵字，語句s是循環體，它可以是一條語句，也可以是塊語句。一般情況下，表達式e1用做循環變量的初始化，表達式e2用做循環體的循環條件，當其為true時，開始執行循環體語句s，然后計算表達式e3，再判斷表達式e2的值是否為true，若是，再執行循環體s，再計算表達式e3，如此反復，直到表達式e2為false或0為止。如圖1.7所示，圖中箭頭表示程序運行的方向，稱為流向，程序運行的次序稱為流程，這樣的圖稱為流程圖。下面用for語句來改寫【例Ex_SumDoWhile】中的代碼。

圖1.7 for語句的流程

【例Ex_SumFor】 求整數1～50的和

#include <iostream.h>
int  main()
{
    int  nTotal=0;
    for (int nNum=1; nNum<=50; nNum++)
        nTotal += nNum;
    cout<<"The sum from 1 to 50 is: "<<nTotal<<"\n";
    return 0;
}

程序運行結果如下：

需要說明的是：

（1）由于表達式e1用做循環變量的初始化，因此也可將循環變量的定義放在表達式e1中進行，如代碼中for語句的“int nNum=1”。但此時nNum的作用范圍僅限于for循環結構中，這是ANSI/ISO C++中的新規定。但在Visual C++ 6.0中，nNum的作用范圍和在for前面定義的變量（如nTotal）的作用范圍是一樣的。

（2）表達式e1、表達式e2和表達式e3可以是一個簡單的表達式，也可以是逗號表達式，即包含兩個或兩個以上的簡單表達式，中間用逗號分隔。例如：

for(nNum=1,nTotal=0;nNum<=50;nNum++)   nTotal+=nNum;

（3）循環體s中的語句也可以是一條空語句，這樣的循環往往用于時間延時。例如：

for(int i=0;i<10000;i++) ;        // 注意后面的分號表示一條空語句

（4）實際運用時，for循環還有許多變化的形式，這些形式都是將for后面括號中的表達式e1、表達式e2、表達式e3進行部分或全部省略，但要注意起分隔作用的分號“；”不能省略。常見的省略形式有下列幾種：

① 若省略表達式e1，不影響循環體的正確執行，但循環體中所需要的一些變量及其相關的數值要在for語句之前定義。例如：

int  nNum=1;
for(;nNum<=50;nNum++)    nTotal+=nNum;

② 若省略表達式e2，則默認的表達式e2的值被認為true，循環無終止地進行下去，應在循環體中添加額外代碼使之有跳出或終止循環的可能。例如：

for(int nNum=1;  ;nNum++)
{
    nTotal += nNum;
    if  (nNum>50)break;         // 當nNum>50時，執行break語句，跳出循環
}

③ 若省略表達式e3，應在設計循環結構時保證表達式e2的值有等于false的可能，以便能終止循環。例如：

for (int nNum=1; nNum<=50 ;)
{
    nTotal+=nNum;    nNum++;
}

④ 若省略表達式e1和表達式e3，則相當于while循環。例如：

⑤ 若表達式全部省略，例如：

int  nNum=1;
for ( ; ; )
{
    nTotal+=nNum;    nNum++;
    if (nNum>50) break;
}

則循環體中所需要的一些變量及其相關的數值要在for語句之前定義，如“int nNum = 1;”，且應在循環體中添加額外代碼使之有跳出或終止循環的可能，如“if (nNum>50) break;”。

（5）由于循環體可由任何類型的語句組成，因此在循環體內還可以包含前面幾種循環語句，這樣就形成了循環的嵌套。例如：

for(…; …; …)
{
    while (…)
    {
    }
}
while (…)
{
    for(…; …; …)
    {
    }
}

以上是C++幾種類型的循環語句，使用時可根據實際需要進行適當選擇。但不管是怎樣的循環結構，在編程時應保證循環有終止的可能。否則，循環永不結束，就像“死機”一樣。

在C++程序中，若需要跳出循環結構或提前結束本次循環，就需要使用break和continue語句，其格式如下：

break;
continue;

break語句用于強制結束switch結構（如【例Ex_Switch】）或從一個循環體跳出，即提前終止循環。要注意，break僅使流程跳出其所在的最近的那一層循環或switch結構，而不是跳出所有層的循環或switch結構。

continue適用于那些依靠條件判斷而進行循環的循環語句，如for、while、do…while語句，它的目的是提前結束本次循環。對于while和do…while語句來說，continue提前結束本次循環后，流程轉到while后面的表達式e。對于for語句來說，continue提前結束本次循環后，其流程轉到for語句的表達式e3，然后轉到表達式e2。

【例Ex_Continue】 將1～100之間不能被7整除的數輸出

#include <iostream.h>
int  main()
{
    for (int nNum=1; nNum<=100; nNum++)
    {
        if (nNum%7 == 0) continue;
        cout<<nNum<<"  ";
    }
    cout<<"\n";
    return 0;
}

當nNum能被7整除時，執行continue語句，流程轉到for語句中的nNum++，并根據表達式nNum<=100的值來決定是否再做循環。而當nNum不能被7整除時，才執行cout<<nNum<<""語句。

程序運行結果如下：