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C++控制结构详解：if-else、switch、循环（for/while/do-while）

news 2025/5/19 12:23:13

1. 引言

在C++编程中，控制结构用于控制程序的执行流程。它们决定了代码在什么条件下执行、如何重复执行某段代码，以及如何选择不同的执行路径。C++提供了多种控制结构，主要包括：

条件语句：if-else、switch-case
循环语句：for、while、do-while

本文将详细介绍这些控制结构的语法、应用场景、示例代码，并总结它们的最佳实践。

2. 条件语句

2.1 if-else 语句

if-else 是最基本的条件控制结构，用于根据条件执行不同的代码块。

语法

if (condition) {// 条件为 true 时执行
} else {// 条件为 false 时执行
}

还可以使用 else if 处理多个条件：

if (condition1) {// condition1 为 true 时执行
} else if (condition2) {// condition2 为 true 时执行
} else {// 所有条件均不满足时执行
}

应用场景

检查用户输入是否合法
根据不同的条件执行不同的业务逻辑
错误处理

示例

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int age;cout << "请输入您的年龄: ";cin >> age;if (age < 0) {cout << "年龄不能为负数！" << endl;} else if (age < 18) {cout << "您是未成年人。" << endl;} else {cout << "您是成年人。" << endl;}return 0;
}

输出示例：

请输入您的年龄: 25
您是成年人。

2.2 switch-case 语句

switch 适用于多个固定值的条件判断，比 if-else 更清晰。

语法

switch (expression) {case value1:// expression == value1 时执行break;case value2:// expression == value2 时执行break;default:// 所有 case 都不匹配时执行
}

break 用于跳出 switch，否则会继续执行下一个 case（称为“case穿透”）。
default 是可选的，用于处理未匹配的情况。

应用场景

菜单选择（如计算器、游戏选项）
状态机处理
枚举值匹配

示例

#include <iostream>
using namespace std;int main() {char op;cout << "请输入运算符 (+, -, *, /): ";cin >> op;switch (op) {case '+':cout << "执行加法运算" << endl;break;case '-':cout << "执行减法运算" << endl;break;case '*':cout << "执行乘法运算" << endl;break;case '/':cout << "执行除法运算" << endl;break;default:cout << "无效运算符！" << endl;}return 0;
}

输出示例：

请输入运算符 (+, -, *, /): *
执行乘法运算

3. 循环语句

3.1 for 循环

for 循环适用于已知循环次数的情况。

语法

for (初始化; 条件; 更新) {// 循环体
}

初始化：设置循环变量的初始值（如 int i = 0）。
条件：每次循环前检查，若为 true 则继续循环。
更新：每次循环后执行（如 i++）。

应用场景

遍历数组或容器
固定次数的计算（如求和、阶乘）
嵌套循环（如打印乘法表）

示例

#include <iostream>
using namespace std;int main() {// 计算 1 到 10 的和int sum = 0;for (int i = 1; i <= 10; i++) {sum += i;}cout << "1 到 10 的和是: " << sum << endl;return 0;
}

输出：

1 到 10 的和是: 55

3.2 while 循环

while 适用于未知循环次数但有条件控制的情况。

语法

while (condition) {// 循环体
}

先检查 condition，若为 true 则执行循环体。
适用于需要先判断再执行的情况。

应用场景

读取文件直到结束
游戏循环（如“按任意键继续”）
输入验证（直到用户输入正确）

示例

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int num;cout << "请输入一个正整数: ";cin >> num;while (num <= 0) {cout << "输入错误，请重新输入: ";cin >> num;}cout << "您输入的是: " << num << endl;return 0;
}

输出示例：

请输入一个正整数: -5
输入错误，请重新输入: 10
您输入的是: 10

3.3 do-while 循环

do-while 与 while 类似，但至少执行一次循环体。

语法

do {// 循环体
} while (condition);

先执行循环体，再检查 condition。
适用于必须至少执行一次的情况（如菜单选择）。

应用场景

用户交互（如“是否继续？”）
游戏循环（如“玩家死亡后是否重试？”）

示例

#include <iostream>
using namespace std;int main() {char choice;do {cout << "是否继续？(y/n): ";cin >> choice;} while (choice != 'n' && choice != 'N');cout << "程序结束。" << endl;return 0;
}

输出示例：

是否继续？(y/n): y
是否继续？(y/n): n
程序结束。

4. 控制结构总结

控制结构	适用场景	特点
`if-else`	条件分支	灵活，可处理复杂逻辑
`switch`	多固定值匹配	比 `if-else` 更清晰，但仅适用于离散值
`for`	已知循环次数	初始化、条件、更新集中管理
`while`	先判断后执行	适用于不确定循环次数
`do-while`	至少执行一次	适用于必须执行一次的情况