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2.2 C++之循环结构

news 来源：原创 2025/6/11 3:28:46

学习目标：

理解循环的意义（避免重复写代码）。
掌握 for、while、do-while 循环的用法。
能编写简单循环程序（如累加、猜数字、输出图形等）。

1 循环的基本概念

什么是循环？

比喻：
- 循环就像“重复做家务”——擦桌子5次、跳绳100下。
- 程序中的循环：让计算机自动重复执行某段代码。

循环的三大要素：

初始化：设定循环的起点（例如 int i = 1）。
循环条件：决定是否继续执行（例如 i <= 10）。
更新操作：改变循环变量的值（例如 i++）。

2 for 循环

基本语法

for (初始化; 循环条件; 更新操作) {// 重复执行的代码
}

示例1：输出1到10的数字

for (int i = 1; i <= 10; i++) {cout << i << " ";
}

运行结果：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

示例2：计算1到100的累加和

int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 100; i++) {sum += i;  // 等价于 sum = sum + i
}
cout << "1到100的和是：" << sum;

运行结果：

嵌套循环：输出乘法表

for (int i = 1; i <= 9; i++) {      // 外层循环控制行for (int j = 1; j <= i; j++) {  // 内层循环控制列cout << j << "x" << i << "=" << i*j << "\t";}cout << endl;  // 换行
}

运行结果：

1x1=1	
1x2=2	2x2=4	
1x3=3	2x3=6	3x3=9	
...（省略后续行）

3 while 循环

基本语法

初始化;
while (循环条件) {// 重复执行的代码更新操作;
}

示例1：猜数字游戏

srand(time(0));  
int num = rand() % 100 + 1;  // 生成1-100的随机数
int guess, count = 0;while (true) {  // 无限循环，直到猜对cout << "请输入你猜的数字：";cin >> guess;count++;if (guess > num) {cout << "太大了！" << endl;} else if (guess < num) {cout << "太小了！" << endl;} else {cout << "恭喜！你用了" << count << "次猜对了！";break;  // 跳出循环}
}

示例2：计算水仙花数

int n = 100;
while (n <= 999) {  // 遍历所有三位数int a = n / 100;       // 百位int b = (n / 10) % 10; // 十位int c = n % 10;        // 个位if (a*a*a + b*b*b + c*c*c == n) {cout << n << " ";}n++;
}

运行结果：

153 370 371 407

4 do-while 循环

基本语法

初始化;
do {// 重复执行的代码更新操作;
} while (循环条件);

特点：

至少执行一次循环体（先执行，再判断条件）。

示例：输入密码验证

string password = "123456";
string input;
do {cout << "请输入密码：";cin >> input;
} while (input != password);  // 密码错误时重复输入cout << "密码正确！欢迎登录！";

5 break 和 continue

作用：

break：立即跳出当前循环。
continue：跳过本次循环剩余代码，进入下一次循环。

示例：找质数（优化版）

for (int i = 2; i <= 100; i++) {bool isPrime = true;for (int j = 2; j <= i/2; j++) {  // 优化：只需检查到i/2if (i % j == 0) {isPrime = false;break;  // 发现因子后立即跳出内层循环}}if (isPrime) cout << i << " ";
}

6 常见错误 & 调试技巧

易错点：

无限循环：忘记更新循环变量。

int i = 1;
while (i <= 10) {  // 缺少i++，导致无限循环cout << i << " ";
}

循环条件错误：

for (int i=0; i<5; i--);  // i--会让i越来越小，永远小于5

**混淆 break 和 **continue：

for (int i=1; i<=10; i++) {if (i == 5) continue;  // 跳过i=5的循环cout << i << " ";
}

调试技巧：

在循环内打印变量值：cout << "i=" << i << endl;
使用调试工具逐步执行（如Visual Studio的逐行调试）。

7 练习与挑战

基础练习

用 for 循环输出所有偶数（1-100）。
用 while 循环计算 10的阶乘（10! = 10×9×8×…×1）。

进阶挑战

“数字炸弹”游戏：计算机随机生成一个1-100的数，玩家每次猜测后，程序缩小范围提示（例如：答案是50，玩家猜30，提示“30-100”）。
“星号金字塔”：用嵌套循环输出如下图形：

   *  ***  *****  
*******

总结

知识点	关键内容
for 循环	适合已知次数的循环（如遍历数组、固定次数操作）。
while 循环	适合未知次数但需先判断条件的循环（如游戏循环）。
do-while	至少执行一次循环体（如密码验证）。
break/continue	控制循环流程，避免冗余计算。

下一部分：数组与字符串 —— 用“盒子”存储多个数据！

通过 生活化比喻 和 游戏化案例，少儿可以轻松理解循环的抽象概念。是否需要添加更多互动练习或调整难度？