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物邓
5 years ago
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1 C++ 程序设计第 5 章语句计算机学院黄章进 zhuang@ustc.edu.cn

2 内容语句 5.1 简单语句 5.2 语句作用域 5.3 条件语句 5.4 循环语句 5.5 跳转语句 2

3 语句程序的执行流程是由语句 (statement) 来控制的 C++ 的语句包括 : 空语句声明语句表达式语句复合语句条件语句循环语句跳转语句标号语句 3

4 简单语句 C++ 中的大多数语句都以分号结束一个表达式末尾加上分号, 就变成了表达式语句 (expression statement) 表达式语句执行表达式并丢弃求值的结果一般地, 表达式在求值过程中有附带效果, 比如给变量赋新值或者打印输出结果 ival + 5; // rather useless expression statement cout << ival; // useful expression statement 4

5 空语句简单语句最简单的语句是空语句 (null statement) 空语句只含有一个单独的分号 ; // null statement 当语法上需要一条语句, 而逻辑上不需要时, 就应该使用空语句例如, 循环的全部工作在条件部分完成 // read until we hit end-of-file or find an input equal to sought while (cin >> s && s!= sought) ; // null statement 5

6 空语句简单语句空语句可用在任何允许使用语句之处某些看起来非法的分号只不过是空语句 ival = v1 + v2;; // ok: second semicolon is a superfluous null statement 多余的空语句一般来说是无害的但如果在 if 或 while 的条件后跟一个额外的分号, 就可能完全改变程序员的初衷 // disaster: extra semicolon: loop body is this null statement while (iter!= svec.end()) ; // the while body is the empty statement ++iter; // increment is not part of the loop 6

7 复合语句简单语句复合语句 (compound statement) 或块 (block) 是指用花括号括起来的 ( 可能为空的 ) 语句和声明的序列块不以分号作为结束一个块是一个作用域在块中引入的名字只能在块内部以及嵌套在块中的子块里访问名字从定义处开始, 直到所在 ( 最内层 ) 块的结尾是可见的 7

8 复合语句简单语句当语法上需要一条语句, 而逻辑上需要多条语句时, 就应该使用复合语句 while (val <= 10) { } sum += val; // assigns sum + val to sum ++val; // add 1 to val 空块的作用等价于空语句 while (cin >> s && s!= sought) { } // empty block 8

9 语句作用域可以在 if switch while 和 for 语句的控制结构内定义变量定义在控制结构中的变量只在相应语句的内部可见 while (int i = get_num()) // i is created and initialized on each iteration cout << i << endl; i = 0; // error: i is not accessible outside the loop 9

10 语句作用域如果其他代码也需要访问控制变量, 则变量必须定义在语句的外部 // find the first negative element auto beg = v.begin(); while (beg!= v.end() && *beg >= 0) ++beg; if (beg == v.end()) // we know that all elements in v are greater than or equal to zero 定义在控制结构中的对象的值马上要被结构使用, 所以必须初始化 10

11 作业语句作用域作业 5.4: 指出下面代码的问题, 试着修改它 (a) while (string::iterator iter!= s.end()) { /*... */ } (b) while (bool status = find(word)) { /*... */ } if (!status) { /*... */ } 11

12 条件语句 C++ 提供了两种按条件执行的语句 if 语句 : 根据条件决定控制流 switch 语句 : 计算一个整型表达式的值, 然后根据这个值从几条执行路径中选择一条 12

13 if 语句条件语句 if 语句 (if statement) 根据给定的条件是否为真来决定是否执行另一条语句两种形式 : 简单 if 语句 if (condition) statement if-else 语句 if (condition) statement else statement2 condition 必须用圆括号包围起来, 可以是一个表达式也可以是一个初始化了的变量声明通常情况下,statement 和 statement2 是块语句 13

14 悬垂 else if 语句悬垂 else(dangling else) 问题 : 当一个 if 语句嵌套在另一个 if 语句内部时, 很可能 if 分支多于 else 分支, 那么 else 和哪个 if 配对呢? C++ 规定 :else 与离它最近的尚未配对的 if 配对 // WRONG: execution does NOT match indentation; the else goes with the inner if if (grade % 10 >= 3) if (grade % 10 > 7) lettergrade += '+'; // grades ending in 8 or 9 get a + else lettergrade += '-'; // grades ending in 3, 4, 5, 6 will get a minus! 14

15 使用花括号控制路径 if 语句要想使 else 分支和外层 if 语句配对, 可以在内层 if 语句两端加花括号使其成为块 // add a plus for grades that end in 8 or 9 and a minus for those ending in 0, 1, or 2 if (grade % 10 >= 3) { if (grade % 10 > 7) lettergrade += '+'; // grades ending in 8 or 9 get a + } else // curlies force the else to go with the outer if lettergrade += '-'; // grades ending in 0, 1, or 2 will get a minus 15

16 练习 if 语句练习 5.7: 改正下列代码段中的错误 (a) if (ival1!= ival2) ival1 = ival2 else ival1 = ival2 = 0; (b) if (ival < minval) minval = ival; occurs = 1; (c) if (int ival = get_value()) cout << "ival = " << ival << endl; if (!ival) cout << "ival = 0\n"; (d) if (ival = 0) ival = get_value(); 16

17 switch 语句条件语句 switch 语句 (switch statement) 使得能够在若干固定选项中做出选择 switch ( 表达式 ) { } case 整型常量表达式 1: 语句 1 case 整型常量表达式 2: 语句 2 case 整型常量表达式 n: 语句 n default: 语句 n+1 17

18 switch 语句条件语句执行流程 : 首先对紧跟关键字 switch 的括号里的表达式求值表达式可为初始化了的变量声明表达式的值转换为整数类型, 然后与每个 case 标签的值进行比较如果表达式和某个 case 标签的值匹配成功, 程序从该标签之后的第一条语句开始执行, 直到 switch 的结束或遇到一条 break 语句为止如果和所有 case 都没有匹配上, 直接跳转到 switch 结构之后的第一条语句 18

19 switch 语句条件语句 case 关键字和它关联的值一起被称为 case 标签 (case label) case 标签必须是整型常量表达式任何两个 case 标签的值不能相同 char ch = getval(); int ival = 42; switch (ch) { case 3.14: // error: noninteger as case label case ival: // error: nonconstant as case label //... 19

20 switch 内的控制流 switch 语句如果某个 case 标签匹配成功, 将从该标签开始往后顺序执行所有 case 分支, 除非程序显式地中断每个 case 标签只能对应一个值如果希望多个值共享同一组操作, 可省略掉 break 语句, 使程序连续执行多个 case 标签 switch (ch) { // alternative legal syntax case 'a': case 'e': case 'i': case 'o': case 'u': ++vowelcnt; break; } 20

21 漏写 break 易引发缺陷 switch 语句有一种误解是程序只执行匹配成功地那个 case 分支的语句 // warning: deliberately incorrect! switch (ch) { case 'a': ++acnt; // oops: should have a break statement case 'e': ++ecnt; // oops: should have a break statement case 'i': ++icnt; // oops: should have a break statement case 'o': ++ocnt; // oops: should have a break statement case 'u': ++ucnt; } 21

22 default 标签 switch 语句当没有 case 标签匹配 switch 表达式的值时, 程序执行紧跟在 default 标签 (default case) 后的语句标签不应该孤零零地出现, 其后必须跟上一条语句或另外一个 case 标签如果以空的 default 标签作为结束, 那么 default 标签后面必须跟上一个空语句或空块 // if ch is a vowel, increment the appropriate counter switch (ch) { case 'a': case 'e': case 'i': case 'o': case 'u': ++vowelcnt; break; default: ++othercnt; break; } 22

23 switch 内的变量定义 switch 语句 switch 语句的执行流程有可能会跨过某些 case 标签如果被略过的代码中含有变量的定义该怎么办? C++ 规定 : 不允许跨过变量的初始化语句直接跳转到该变量作用域内的另一个位置 case true: // this switch statement is illegal because these initializations might be bypassed string file_name; // error: control bypasses an implicitly initialized variable int ival = 0; // error: control bypasses an explicitly initialized variable int jval; // ok: because jval is not initialized break; case false: // ok: jval is in scope but is uninitialized jval = next_num(); // ok: assign a value to jval if (file_name.empty()) // file_name is in scope but wasn't initialized //... 23

24 switch 内的变量定义 switch 语句如果需要为某个 case 分支定义并初始化一个变量, 应该把变量定义在块内, 从而确保后面的 case 标签都在变量作用域之外 case true: { // ok: declaration statement within a statement block string file_name = get_file_name(); //... } break; case false: if (file_name.empty()) // error: file_name is not in scope 24

25 练习 switch 语句练习 5.13: 指出代码段中的错误并修改 (a) unsigned acnt = 0, ecnt = 0, ioucnt = 0; char ch = next_text(); switch (ch) { } case 'a': acnt++; case 'e': ecnt++; default: ioucnt++; (b) unsigned index = some_value(); switch (index) { } case 1: int ix = get_value(); ivec[ ix ] = index; break; default: ix = ivec.size()-1; ivec[ ix ] = index; 25

26 练习 switch 语句 (c) unsigned evencnt = 0, oddcnt = 0; int digit = get_num() % 10; switch (digit) { } case 1, 3, 5, 7, 9: oddcnt++; break; case 0, 2, 4, 6, 8: evencnt++; break; (d) unsigned ival=512, jval=1024, kval=4096; unsigned bufsize; unsigned swt = get_bufcnt(); switch (swt) { case ival: bufsize = ival * sizeof(int); break; case jval: bufsize = jval * sizeof(int); break; case kval: bufsize = kval * sizeof(int); break; } 26

27 循环语句循环语句 (iterative statement) 重复执行操作直到满足某个条件才停止 while 和 for 语句在执行循环体前检查条件 do while 语句先执行循环体, 再检查条件 27

28 while 语句循环语句 while 语句 (while statement) 语法形式 : while (condition) statement 只要 condition 的求值结果为 true, 就一直执行 statement( 常常是一个语句块 ) 如果第一次求值就是 false, 那么 statement 一次都不执行 condition 不能为空, 可以是一个表达式或带初始化的变量声明通常条件本身或循环体会改变表达式的值 28

29 使用 while 循环通常当不确定循环次数时, 使用 while 循环希望在循环结束后访问循环控制变量时, 也常用 while 循环 while 语句 vector<int> v; int i; // read until end-of-file or other input failure while (cin >> i) v.push_back(i); // find the first negative element auto beg = v.begin(); while (beg!= v.end() && *beg >= 0) ++beg; if (beg == v.end()) // we know that all elements in v are greater than or equal to zero 29

30 传统 for 语句循环语句 for 语句 (for statement) 语法形式 : for (init-statement condition; expression) statement init-statement 必须为 : 声明语句表达式语句或空语句, 都以分号作为结束循环体 statement 可以是单条或复合语句等价形式 : for (initializer; condition; expression) statement 30

31 传统 for 循环执行流程传统 for语句 // process characters in s until we run out of characters or we hit a whitespace for (decltype(s.size()) index = 0; index!= s.size() &&!isspace(s[index]); ++index) s[index] = toupper(s[index]); // capitalize the current character 首先执行一次 init-statement 然后对 condition 求值如果条件为 true, 执行循环体 statement; 否则, 循环结束最后执行 expression 31

32 for 语句头中的定义传统 for语句 init-statement 可以定义多个对象, 但只能有一条声明语句, 所以所有变量必须有相同的基本类型 // remember the size of v and stop when we get to the original last element for (decltype(v.size()) i = 0, sz = v.size(); i!= sz; ++i) v.push_back(v[i]); 32

33 省略 for 语句头某些部分传统 for语句 for 语句头可以省略掉 init-statement condition 和 expression 中的任何一个 ( 或者全部 ) 省略 init-statement 时, 必须保留分号, 表示使用一条空语句 auto beg = v.begin(); for ( /* null */; beg!= v.end() && *beg >= 0; ++beg) ; // no work to do 33

34 省略 for 语句头某些部分传统 for语句省略 condition 等价于条件恒为 true, 那么循环体必须有语句负责退出循环 for (int i = 0; /* no condition */ ; ++i) { // process i; code inside the loop must stop the iteration! } 省略 expression 时, 一般要求条件部分或者循环体必须改变循环变量的值 vector<int> v; for (int i; cin >> i; /* no expression */ ) v.push_back(i); 34

35 练习传统 for语句练习 5.15: 说明下列循环的含义并改错 (a) for (int ix = 0; ix!= sz; ++ix) { /*... */ } if (ix!= sz) //... (b) int ix; for (ix!= sz; ++ix) { /*... */ } 35

36 范围 for 语句循环语句范围 for 语句 (range for statement) 语法 : for (declaration : expression) statement expression 表示的必须是一个序列, 例如用花括号包围的初始值列表数组或者 vector 或 string1 等类型的对象 declaration 定义一个变量, 序列中的每个元素都得能转换为该变量的类型确保类型相容最简单的办法是使用 auto 类型如果要对序列元素进行写操作, 变量须声明为引用类型 36

37 范围 for 语句循环语句范围 for 语句 (range for statement) 语法 : for (declaration : expression) statement expression 表示的必须是一个序列, 例如用花括号包围的初始值列表数组或者 vector 或 string 等类型的对象 declaration 定义一个变量, 序列中的每个元素都得能转换为该变量的类型确保类型相容最简单的办法是使用 auto 类型如果要对序列元素进行写操作, 变量须声明为引用类型 statement 可以是单条语句或语句块 37

38 范围 for 语句执行流程范围 for语句执行流程 : 每次循环都会重新定义控制变量, 并将其初始化成序列中的下一个元素值, 之后才执行 statement 所有元素都处理完毕后, 循环终止 vector<int> v = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}; // range variable must be a reference so we can write to the elements for (auto &r : v) // for each element in v r *= 2; // double the value of each element in v 等价的传统 for 语句形式 : for (auto beg = v.begin(), end = v.end(); beg!= end; ++beg) { auto &r = *beg; // r must be a reference so we can change the element r *= 2; } // double the value of each element in v 38

39 do while 语句循环语句 do while 语句 (do while statement) 的语法 do statement while (condition); statement 是单条语句或语句块不管条件 condition 的值如何, 至少执行一次循环体 statement condition 不能为空, 不允许定义变量, 且其中使用的变量必须定义在循环体之外 do { //... mumble(foo); } while (int foo = get_foo()); // error: declaration in a do condition 39

40 do while 语句使用 do while 语句不断执行加法运算 // repeatedly ask the user for a pair of numbers to sum string rsp; // used in the condition; can't be defined inside the do do { cout << "please enter two values: "; int val1 = 0, val2 = 0; cin >> val1 >> val2; cout << "The sum of " << val1 << " and " << val2 << " = " << val1 + val2 << "\n\n" << "More? Enter yes or no: "; cin >> rsp; } while (!rsp.empty() && rsp[0]!= 'n'); 40

41 练习 do while 语句练习 5.18: 说明下列循环的含义并改错 (a) do int v1, v2; cout << "Please enter two numbers to sum:" ; if (cin >> v1 >> v2) cout << "Sum is: " << v1 + v2 << endl; while (cin); (b) do { //... } while (int ival = get_response()); (c) do { int ival = get_response(); } while (ival); 41

42 跳转语句跳转语句 (jump statement) 中断当前的执行流程 C++ 语言提供了 4 中跳转语句 : break continue goto return 42

43 break 语句跳转语句 break 语句 (break statement) 终止离它最近的 while do while for 或者 switch 语句, 并从这些语句之后的第一条语句开始继续执行 43

44 示例 break 语句 string buf; while (cin >> buf &&!buf.empty()) { switch(buf[0]) { case '-': // process up to the first blank for (auto it = buf.begin()+1; it!= buf.end(); ++it) { if (*it == ' ') break; // #1, leaves the for loop //... } // break #1 transfers control here // remaining '-' processing break; // #2, leaves the switch statement case '+': //... } // end switch // end of switch: break #2 transfers control here } // end while 44

45 continue 语句跳转语句 continue 语句 (continue statement) 结束离它最近的 while do while 和 for 循环语句的本次循环, 并立即开始下一次循环对于 while 和 do while 语句, 继续判断条件的值对于传统 for 语句, 继续执行 for 语句头的 expression 对于范围 for 语句, 则用序列中的下一个元素初始化循环控制变量只有当 switch 语句嵌套在循环语句内部时, 才能在 switch 里使用 continue 45

46 goto 语句跳转语句 goto 语句 (goto statement) 的作用是从 goto 语句无条件跳转到同一函数内的另一条语句语法形式如下 : goto label; label 是用于标识一条语句的标识符标签标识符独立于变量名和其他标识符, 因此可以和程序中的其他实体的标识符同名带标签语句 (labeled statement) 是一种特殊的语句, 在它之前有标签名和冒号 : label: statement; // labeled statement; may be the target of a goto 46

47 goto 语句跳过变量定义 goto 语句和 switch 语句类似,goto 语句不能将程序的控制权从变量的作用域之外跳转到作用域之内 //... goto end; int ix = 10; // error: goto bypasses an initialized variable definition end: // error: code here could use ix but the goto bypassed its declaration ix = 42; 47

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<4D F736F F F696E74202D BDE1B9B9BBAFB3CCD0F2C9E8BCC D20D1ADBBB7> 能源与动力工程学院结构化编程结构化程序设计循环循环结构确定性循环非确定性循环 I=1 sum=sum+i I = I +1 陈斌 I>100 Yes No 目录求和 :1+2+3++100 第四节循环的应用 PROGRAM GAUSS INTEGER I, SUM 计数器 SUM = 0 DO I = 1, 100, 1 SUM = SUM + I print*, I, SUM DO