编辑“︁C++ 循环”︁

= C++循环 =

'''循环'''是C++控制流的核心结构之一，允许程序重复执行一段代码，直到满足特定条件。循环在自动化重复任务、遍历数据结构和实现算法时至关重要。C++提供了三种主要循环结构：'''for循环'''、'''while循环'''和'''do-while循环'''。

== 循环类型 ==

=== for循环 ===
for循环通常用于已知迭代次数的场景，语法结构如下：

<syntaxhighlight lang="cpp">
for (初始化; 条件; 更新) {
    // 循环体
}
</syntaxhighlight>

'''示例：打印1到5的数字'''
<syntaxhighlight lang="cpp">
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
        cout << i << " ";
    }
    return 0;
}
</syntaxhighlight>

'''输出：'''
<pre>1 2 3 4 5</pre>

'''执行流程：'''
<mermaid>
flowchart TD
    A[初始化 int i=1] --> B{条件判断 i<=5}
    B -- 真 --> C[执行循环体]
    C --> D[更新 i++]
    D --> B
    B -- 假 --> E[退出循环]
</mermaid>

=== while循环 ===
while循环在条件为真时持续执行，适合不确定迭代次数的场景：

<syntaxhighlight lang="cpp">
while (条件) {
    // 循环体
}
</syntaxhighlight>

'''示例：用户输入验证'''
<syntaxhighlight lang="cpp">
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int password;
    cout << "Enter password (1234): ";
    cin >> password;
    while (password != 1234) {
        cout << "Wrong! Try again: ";
        cin >> password;
    }
    cout << "Access granted!";
    return 0;
}
</syntaxhighlight>

'''输出（示例交互）：'''
<pre>
Enter password (1234): 1111
Wrong! Try again: 1234
Access granted!
</pre>

=== do-while循环 ===
与while类似，但保证至少执行一次循环体：

<syntaxhighlight lang="cpp">
do {
    // 循环体
} while (条件);
</syntaxhighlight>

'''示例：菜单系统'''
<syntaxhighlight lang="cpp">
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    char choice;
    do {
        cout << "\nMenu:\n1. Start\n2. Options\n3. Exit\nChoice: ";
        cin >> choice;
        // 处理选择...
    } while (choice != '3');
    return 0;
}
</syntaxhighlight>

== 循环控制语句 ==

{| class="wikitable"
|+ 控制语句比较
! 语句 !! 作用 !! 示例
|-
| <code>break</code> || 立即退出当前循环 || <code>if (i == 3) break;</code>
|-
| <code>continue</code> || 跳过当前迭代 || <code>if (i%2 == 0) continue;</code>
|-
| <code>goto</code> || 跳转到标签位置（慎用） || <code>goto label;</code>
|}

== 嵌套循环 ==
循环可以多层嵌套，常用于处理多维数据结构：

'''示例：乘法表'''
<syntaxhighlight lang="cpp">
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    for (int i = 1; i <= 9; i++) {
        for (int j = 1; j <= 9; j++) {
            cout << i*j << "\t";
        }
        cout << endl;
    }
    return 0;
}
</syntaxhighlight>

== 性能考量 ==
循环效率直接影响程序性能，需注意：
* 减少循环内部的计算量
* 避免在循环条件中进行复杂运算
* 考虑循环展开（Loop Unrolling）优化

'''时间复杂度分析示例：'''
<math>
O(n) = \sum_{i=1}^{n} 1 = n
</math>

== 实际应用案例 ==

'''案例：数据分析中的移动平均计算'''
<syntaxhighlight lang="cpp">
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

vector<double> movingAverage(const vector<double>& data, int window) {
    vector<double> result;
    for (size_t i = 0; i <= data.size() - window; i++) {
        double sum = 0;
        for (int j = 0; j < window; j++) {
            sum += data[i + j];
        }
        result.push_back(sum / window);
    }
    return result;
}

int main() {
    vector<double> stockPrices = {45.3, 46.2, 47.8, 48.1, 47.5, 46.9};
    auto averages = movingAverage(stockPrices, 3);
    for (double avg : averages) {
        cout << avg << " ";
    }
    return 0;
}
</syntaxhighlight>

'''输出：'''
<pre>46.4333 47.3667 47.8 47.5 </pre>

== 常见错误与调试 ==
* '''无限循环'''：忘记更新循环变量
* '''差一错误'''：错误的条件边界
* '''类型不匹配'''：循环变量与条件类型不一致

使用调试器逐步执行循环是排查问题的有效方法。

== 最佳实践 ==
# 使用有意义的循环变量名（如<code>row</code>, <code>col</code>而非<code>i</code>, <code>j</code>）
# 保持循环体简洁（必要时提取为函数）
# 添加循环不变量的断言检查
# 考虑使用范围for循环（C++11起）简化集合遍历

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[[Category:C++ 控制流]]