1.4 基本语句

C++融入了C语言的面向过程的结构化程序设计模式，因而它也可实现结构化程序设计中所需要的三种基本结构：顺序结构、选择结构和循环结构。

语句是描述程序操作的基本单位，是C++源程序的重要组成部分，每条语句均以分号（“；”）来结束，分号前面可以有0个或多个空格。 这里先讨论说明语句、表达式语句和块语句，它们是构成按书写顺序依次执行的顺序结构的主要语句。

1.说明语句

在C++中，把完成对数据结构的定义和描述、对变量或标识符常量的属性说明（如初值、类型等）称为说明语句或声明语句。说明语句的目的是用来在程序中引入一个新的标识符（变量名、函数名、数组名、类名、对象名、引用名及类型名等），本身一般不执行操作。

2.表达式语句

表达式语句是C++程序中最简单也是最常用的语句。任何一个表达式加上分号就是一个表达式语句，例如：

x + y;
nNum = 5;

这里的“x+y;”是一个由算术运算符“+”构成的表达式语句，其作用是完成“x+y”的操作，但由于不保留计算结果，所以无实际意义。“nNum=5;”是一个由赋值运算符“=”构成的表达式语句，简称为赋值语句，其作用是改变nNum变量的值。

在书写格式上，可以将几个简单的表达式语句同时写在一行上，但此时的语句之间必须插入一些空格以提高程序的可读性。例如：

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

此时3个赋值语句写在一行，各条语句之间需要增加空格。

如果表达式是一个空表达式，那么构成的语句称为空语句，也就是说，仅有分号也能构成一个语句，这个语句就是空语句。空语句不执行任何动作，根据语法的需要而设置。

3.块语句

块语句，简称为块（block），是由一对花括号“{ }”括起来的语句，又称为复合语句。例如：

{                                       // 块开始
    int  i=2,j=3,k=4;
    cout<<i<<j<<k<<endl;                // 输出结果是2、3和4
}                                       // 块结束

则是由两条语句构成的块语句。其中，左花括号“{”表示块的开始，右花括号“}”表示块的结束，它们是成对出现的。要注意，块中的语句书写时一定要缩进。

事实上，任何合法的语句都可以出现在块中，包括空语句。需要说明的是：

（1）从整体上看，块语句等效于一条语句。反过来说，若需要将两条或两条以上的语句作为一个整体单条语句时，则必须将它们用花括号括起来。

（2）块中的语句可以是0个、1个或多个。与空语句相类似，一个不含任何语句的块，即仅由一对花括号构成的块，称为空块，它也是仅为语法的需要而设置的，并不执行任何动作。

选择结构是对给定条件进行判断，根据判断的结果（真或假）来决定执行两个分支或多个分支程序段中的一个分支。在C++中，用于构成选择结构的分支语句有if语句和switch语句，它们又称条件语句。

1.条件语句

条件语句if具有下列一般形式：

if  (<表达式e>)<语句s1>
[ else <语句s2> ]

这里的if和else是C++的关键字。注意，if后的一对圆括号不能省略。当表达式e为true或不为0时，将执行语句s1。当表达式e为false或0时，语句s2被执行。其中，else可以省略，即变成这样的简单的if语句：

if  (<表达式e>)<语句s>

这样，只有当表达式e为true或不为0时，语句s才被执行。

【例Ex_Compare】 输入两个整数，比较两者的大小

#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;
}

程序运行结果如下：

需要注意的是：

（1）条件语句中的表达式一般为逻辑表达式或关系表达式，如程序中的nNum1> nNum2。当然，表达式的类型也可以是任意的数值类型（包括整型、实型、字符型等）。例如：

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

执行结果是输出"This is a number 3"；因为3是一个不为0的数，条件总为“真”。

（2）适当添加花括号“{ }”来增加程序的可读性。例如：上面【例Ex_Compare】中的条件语句还可写成下列形式，其结果是一样的。

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后有多条语句（复合语句），则必须用花括号将这些语句括起来，否则只有后面的第一条语句有效。例如：

if (nNum1>nNum2)
    cout<<nNum1<<">"<<nNum2;       // 此句是if后面的有效语句
    cout<<endl;                    // 此句无论if表达式是否为真都会执行

（4）条件语句中的语句s、语句s1和语句s2也可以是if条件语句，这就形成了if语句的嵌套。例如，程序中if (nNum1!=nNum2)后面的语句也是一个if条件语句。

（5）else不能单独使用，它总是和其前面最近的未配套的if相配套。例如，程序中的第1个else属于第2个if，而第2个else是属于第1个if的。

2.开关语句

当程序有多个判断条件时，若使用if语句则可能使嵌套太多，降低程序的可读性。开关语句switch能很好地解决这种问题，它具有下列形式：

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

其中switch、case、default都是关键字，当表达式e的值与case中某个常量表达式的值相等时，就执行该case中冒号“：”后面的所有语句，直至遇到break语句跳出。若case中所有常量表达式的值都不等于表达式e的值，则执行“default:”后面的语句，若default省略，则跳出switch结构。需要注意的是，switch后面的表达式e可以是整型、字符型或枚举型的表达式，而case后面的常量表达式的类型则必须与其相匹配。

【例Ex_Switch】 根据成绩的等级输出相应的分数段

#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;
}

运行时，当用户输入A时，则运行结果如下：

但当用户输入d时，则运行结果如下：

显然，这不是想要的结果，而应该只输出60--69。仔细比较这两个结果可以发现，“case 'a':”后面含有break语句，而“case 'd':”后面则没有。由于break语句能使系统跳出switch结构，因此当系统执行“case 'a':”后面的语句“cout<<"90--100"<<endl;”后，break语句使其跳出switch结构，以保证结果的正确性；若没有break语句，则后面的语句继续执行，直到遇到下一个break语句或switch结构的最后一个花括号“}”为止才跳出该结构。因此，break语句对switch结构有时是不可缺少的（后面还会专门讨论）。

另外，还需注意的是：

（1）多个case可以共有一组执行语句，如程序中的：

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

这时，当用户输入B或b时将得到相同的结果。

（2）若同一个case后面的语句是复合语句，即有两条或两条以上的语句，则这些语句可以不用花括号“{ }”括起来。

（3）由于case语句起标号作用，因此每一个case常量表达式的值必须互不相同，否则会出现编译错误。

构成循环结构的循环语句提供了重复操作的能力，当指定的循环条件为true时，循环体中的语句就会被重复执行，并且每循环一次，就会测试一下循环条件，如果为false，则循环结束，否则继续循环。C++为循环结构提供了三种形式的循环语句：while、do…while和for语句。这些循环语句的功能是相似的，在许多情况下它们可以相互替换，唯一区别是它们控制循环的方式。

1.while语句

语句具有下列格式：

while(<表达式e>)  <语句s>

其中，while是C++的关键字，语句s是循环体，它可以是一条语句，也可以是多条语句。当为多条语句时，一定要用花括号“{ }”括起来，使之成为块语句，如果不加花括号，则while的循环体s只是紧跟while (e)后面的第1条语句。当表达式e为true或不为0时便开始执行while循环体中的语句s，然后反复执行，每次执行都会判断表达式e是否为true或不为0，若为false或为0，则终止循环。

【例Ex_SumWhile】 求整数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;
}

程序运行结果如下：

需要说明的是，对于循环结构来说，循环体中一定要有使循环趋向结束的语句。比如上述示例中，nNum的初值为1，循环结束的条件是不满足nNum<=50，随着每次循环都改变nNum的值，使得nNum的值也越来越大，直到nNum>50为止。如果没有循环体中的“nNum++;”，则nNum的值始终不改变，循环永不终止。

2.do…while语句

语句具有下列格式：

do
    <语句s>
while (<表达式e>) ;

其中do和while都是C++关键字，语句s是循环体，它可以是一条语句，也可以是块语句。程序从do开始执行，然后执行循环体语句s，当执行到while时，将判断表达式e是否为true，若是，则继续执行循环体语句s，直到下一次表达式e等于false为止。要注意，while后面的表达式e两边的圆括号不能省略，且表达式e后面的分号不能漏掉。

【例Ex_SumDoWhile】 求整数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;
}

由于程序总是自上而下地顺序运行（除非遇到if、while等流程控制语句），因此do语句中的循环会先执行，这样sum值为1，i为2。然后判断while后面的“(i<=50)”是否为true，若是，则流程转到do循环体中，直到“(i<=50)”为false。

程序运行结果如下：

从上述例子中可以看出：

（1）do…while循环语句至少执行一次循环体，而while循环语句可能一次都不执行。

（2）从局部来看，while和do…while循环都有“while (表达式e)”。为区别起见，对于do…while循环来说，无论循环体是单条语句还是多条语句，习惯上都要用花括号将它们括起来，并将“while (表达式e);”直接写在右花括号“}”的后面，如【例Ex_SumDoWhile】中的格式。

3.for语句

语句具有下列格式：

for ([表达式e1]; [表达式e2]; [表达式e3])
    <语句s>

其中for是C++的关键字，语句s是循环体，它可以是一条语句，也可以是块语句。一般情况下，表达式e1用做循环变量的初始化，表达式e2用做循环体的循环条件，当其为true时，开始执行循环体语句s，然后计算表达式e3，再判断表达式e2的值是否为true，若是，再执行循环体s，再计算表达式e3，如此反复，直到表达式e2为false或0为止。如图1.7所示，图中箭头表示程序运行的方向，称为流向，程序运行的次序称为流程，这样的图称为流程图。下面用for语句来改写【例Ex_SumDoWhile】中的代码。

图1.7 for语句的流程

【例Ex_SumFor】 求整数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;
}

程序运行结果如下：

需要说明的是：

（1）由于表达式e1用做循环变量的初始化，因此也可将循环变量的定义放在表达式e1中进行，如代码中for语句的“int nNum=1”。但此时nNum的作用范围仅限于for循环结构中，这是ANSI/ISO C++中的新规定。但在Visual C++ 6.0中，nNum的作用范围和在for前面定义的变量（如nTotal）的作用范围是一样的。

（2）表达式e1、表达式e2和表达式e3可以是一个简单的表达式，也可以是逗号表达式，即包含两个或两个以上的简单表达式，中间用逗号分隔。例如：

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

（3）循环体s中的语句也可以是一条空语句，这样的循环往往用于时间延时。例如：

for(int i=0;i<10000;i++) ;        // 注意后面的分号表示一条空语句

（4）实际运用时，for循环还有许多变化的形式，这些形式都是将for后面括号中的表达式e1、表达式e2、表达式e3进行部分或全部省略，但要注意起分隔作用的分号“；”不能省略。常见的省略形式有下列几种：

① 若省略表达式e1，不影响循环体的正确执行，但循环体中所需要的一些变量及其相关的数值要在for语句之前定义。例如：

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

② 若省略表达式e2，则默认的表达式e2的值被认为true，循环无终止地进行下去，应在循环体中添加额外代码使之有跳出或终止循环的可能。例如：

for(int nNum=1;  ;nNum++)
{
    nTotal += nNum;
    if  (nNum>50)break;         // 当nNum>50时，执行break语句，跳出循环
}

③ 若省略表达式e3，应在设计循环结构时保证表达式e2的值有等于false的可能，以便能终止循环。例如：

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

④ 若省略表达式e1和表达式e3，则相当于while循环。例如：

⑤ 若表达式全部省略，例如：

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

则循环体中所需要的一些变量及其相关的数值要在for语句之前定义，如“int nNum = 1;”，且应在循环体中添加额外代码使之有跳出或终止循环的可能，如“if (nNum>50) break;”。

（5）由于循环体可由任何类型的语句组成，因此在循环体内还可以包含前面几种循环语句，这样就形成了循环的嵌套。例如：

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

以上是C++几种类型的循环语句，使用时可根据实际需要进行适当选择。但不管是怎样的循环结构，在编程时应保证循环有终止的可能。否则，循环永不结束，就像“死机”一样。

在C++程序中，若需要跳出循环结构或提前结束本次循环，就需要使用break和continue语句，其格式如下：

break;
continue;

break语句用于强制结束switch结构（如【例Ex_Switch】）或从一个循环体跳出，即提前终止循环。要注意，break仅使流程跳出其所在的最近的那一层循环或switch结构，而不是跳出所有层的循环或switch结构。

continue适用于那些依靠条件判断而进行循环的循环语句，如for、while、do…while语句，它的目的是提前结束本次循环。对于while和do…while语句来说，continue提前结束本次循环后，流程转到while后面的表达式e。对于for语句来说，continue提前结束本次循环后，其流程转到for语句的表达式e3，然后转到表达式e2。

【例Ex_Continue】 将1～100之间不能被7整除的数输出

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

当nNum能被7整除时，执行continue语句，流程转到for语句中的nNum++，并根据表达式nNum<=100的值来决定是否再做循环。而当nNum不能被7整除时，才执行cout<<nNum<<""语句。

程序运行结果如下：