C＋＋第5章循环和关系表达式

for循环的组成部分、回到for循环、修改步长、使用for循环访问字符串、基于范围的for循环、do while循环、循环和文本输入等。

循环和关系表达式

• for循环
  • for循环的组成部分
    • 概述
      • for(initialization; test-expression; update-expression) body 循环只进行依次初始化（initialization），test-expression（测试表达式）决定循环体是否被执行。update-expression（更新表达式）在每轮循环结束时执行，此时循环体已经执行完毕。
    • 1. 表达式和语句
      • (1)C++将赋值表达式的值定义为左侧成员的值，因此下面的表达式值为20： x = 20 由于赋值表达式有值，因此可以写下面的语句： madis = (cooks = 4) + 3; 表达式cooks = 4的值为4，因此madis的值为7。然而，我们不鼓励这种做法。但是可以写出下面的语句： x = y = z = 0; 这种方法可以快速的将若干个变量设为相同的值。
      • (2)像x < y这样的关系表达式将被判定为bool值true或false。下面代码指出了一些有关的重要方面，同时注意到<<运算符的优先级比表达式中使用的运算符高，因此代码中使用括号来调整优先次序： #include<iostream> int main() { using namespace std; int x = 100; cout << (x < 3) << endl; cout.setf(ios_base::boolalpha);// a newer C++ feature cout << (x > 3) << endl; return 0; } 下面是该程序的输出： 0 true 通常，cout在显示bool值之前将他们转换为int，但cout.setf(ios_base::boolalpha)函数调用设置了一个标记，命令cout显示true和false。
      • (3)从表达式到语句的转变很容易，只要加分号即可。因此下面是一个表达式： age = 100 而下面是一个语句： age = 100; 更准确的说，这是一条表达式语句。只要加上分号，所有的表达式都可以成为语句，但不一定都有意义。例如，如果rodents是个变量，则下面就是一条有效的C++语句： rodents + 6; 编译器允许这样的语句，但它没有完成任何有用的工作（智能编译器甚至可能跳过这语句）。
    • 2. 非表达式和语句
      • 语句 = 表达式 + 分号; 但语句 - 分号 != 表达式。 例如： int a; 这是一条语句，但是 int a 却不是表达式。
    • 3. 修改规则
      • C++允许这样做： for(int i = 0; i < 5; i++); 也就是说，可以在for循环的初始化部分声明变量。因此for循环的语法也可以修改成这样： for(for-init-statement condition; expression) statement 乍一看这很奇怪，因为只有一个分号，但这是允许的。对于for-init-statement来说，它既可以是表达式语句，又可以是声明。这种语法规则用语句替换了后面跟分好的表达式，语句本身有自己的分号。 在for-init-statement中声明变量还有实用的一面，这种变量只存在于for语句当中，也就是说，离开for语句后，这种变量将消失。
  • 回到for循环
  • 修改步长
  • 使用for循环访问字符串
  • 递增运算符（++）和递减运算符（--）
  • 副作用和顺序点（++和--不要混杂使用）
  • 前缀格式和后缀格式
    • 下面的语句有何不同？ x++和++x for(n = lim; n > 0; n--)和for(n = lim; n > 0; --n) 从逻辑上说，在上述两种情况下，使用前缀格式和后缀格式并没有任何区别。它们都是将x加1和n减1，对程序的行为没有任何影响。 但是格式的选择不同，对执行速度可能有细微的差别。对于内置类型和当代的编译器而言，这看似不是什么问题。然而，C++允许针对类定义这些运算符，在这种情况下，用户这样定义前缀函数，将值加1，然后返回结果；但后缀版本首先复制一个副本，将其加1，然后将副本的值返回。因此，对于类而言，前缀版本的效率比后缀版本的效率高。
  • 递增/递减运算符和指针
  • 组合赋值运算符
    • += -= *= /= %=
  • 复合语句（语句块）
    • （1）用两个花括号{}来构造一条复合语句（代码块），它们被共同视为一条语句。
    • （2）如果在语句块里定义一个新的变量，则仅当程序执行时该语句块中的语句时，该变量才存在。执行完该语句块后，变量将被释放。
  • 其他语法技巧——逗号运算符
    • 使用逗号运算符将两个表达式合并为一个： ++j, --i; // two expressions count as one for syntax purpose
    • 1. 程序说明
    • 2. 逗号运算花絮符
      • C++的逗号运算符特性
        • （1）确保先计算第一个表达式，然后计算第二个表达式： i = 20, j = 2 * i; // i set to 20, then j set to 40
        • （2）逗号表达式的值是第二部分的值。例如，上述语句的值就是40
        • （3）在所有运算符中，逗号运算符的优先级是最低的： cats = 17, 240; 被解释为： (cats = 17), 240; 也就是说，将cats设置为17，而240不起作用。当然，也可以通过以下方法将cats设置为240： cats = (17, 240);
  • 关系表达式
    • < <= == > >= !=
  • 赋值、比较和可能犯的错误
    • musicians == 4的值为true或false，musicians = 4的值为4（for循环中尤为注意）
  • C-风格字符串的比较
  • 比较string类字符串
• 循环和文本输入
  • 使用原始的cin进行输入
    • 在读取字符时，cin也与读取其他类型一样，自动忽略空格和换行符。
  • 使用cin.get(char)进行补救
    • 成员函数cin.get(ch)读取输入中的下一个字符（即使它是空格），并将其赋给变量ch
  • 使用哪一个cin.get()
    • cin.get(name, ArSize); cin.get(ch); ch = cin.get();
  • 文件尾条件（EOF）
    • 使用符号来表示输入结束难以令人满意，因为这些符号可能原本就是输入的合法字符。因此我们可以通过模拟文件输入结束的文件尾条件（EOF，全称end of file）来控制输入结束。 一般来说，键盘上通过Ctrl+Z来模拟EOF，cin一旦读到EOF 便自动结束。但是在有些实现中还需要按下回车键才能终止输入（例如VS、VC等）。 在检测到EOF后，cin将两位（eofbit和failbit）都设置为1.可以通过成员函数eof()来查看eofbit是否被设置；如果检测到EOF，则cin.eof()将返回bool值true，否则返回false。同样，如果eofbit或failbit被设置为1，则fail()成员函数返回true，否则返回false。
    • 1. EOF结束输入
      • cin.clear()方法可以清除EOF标记，使输入继续执行
    • 2.常见的字符输入做法
      • 基本设计： cin.get(ch); while (cin.fail() == false) { ... cin.get(ch); }
      • 简化判断条件： cin.get(ch); while (!cin.fail()) { ... cin.get(ch); }
      • 方法cin.get(ch)返回的是一个cin对象。istream类中提供了一个将istream对象转换为bool值的函数。当cin出现在一个需要bool值的地方，这个函数将被调用。若最后一次读取成功，则返回true，否则返回false cin.get(ch); while (cin) { ... cin.get(ch); } 这比!cin.fail()或!cin.eof()更通用，因为它可以检测到其他失败的原因，如磁盘故障。
      • 最后，由于cin.get(ch)返回对象为cin，因此可以直接写成这种形式： while (cin.get(ch)) { ... }
  • 另一个cin.get()版本
    • cin.get() 返回输入中的下一个字符，因此可以这样使用： ch = cin.get(); 当该函数到达EOF时，将没有可以返回的字符。但cin.get()将返回一个用符号常量EOF表示的特殊值。该常量是在头文件<iostream>定义的。EOF值必须不同于任何有效的字符，通常被定义为-1，但不需要知道其具体的值，只用EOF即可。通常可以用以下方法进行输入： while ((ch = cin.get()) != EOF) 这里注意用括号改变优先级次序
  • 嵌套循环和二维数组
    • 初始化二维数组
    • 使用二维数组
• 基于范围的for循环
  • C++11新增了一种循环：基于范围（range-based）的for循环：对数组（或容器类，如vector和array）的每个元素执行相同的操作，如： double prices[5] = {4.99, 10.99, 6.87, 7.99, 8.49}; for (double x : prices) cout << x << std::endl; 要修改数组的元素，需要使用以下语句： for (double& x : prices) x = x * 0.80; // 20% off sale 还可以结合使用基于范围的for循环和列表初始化： for (int x : {1, 2, 3, 4, 5}) cout << x * x << " ";
• do while循环
  • 语法： do body while(test-expression);
• while循环
  • for与while
    • for (init-expression; test-expression; update-expression) { statements(s) } for循环改成while循环： init-expression; while (test-expression) { statement(s) update-expression }
    • while (test-expression) body while循环改成for循环： for (; test-expression; ) body
  • 等待一段时间：编写延时循环
    • （1）早期方法
      • long wait = 0; while (wait < 10000) wait++; // counting silently
    • （2）现用方法
      • 引用头文件<ctime>，它定义了一个符号常量：CLOCKS_PER_SEC，该常量等于每秒钟包含的系统时间单位数。因此，将系统时间除以这个数，就可以得到秒数。并且<ctime>将clock_t作为clock()返回类型的别名（见下文），这意味着可以将变量声明为clock_t类型。
      • #include<iostream> #include<ctime> int main() { using namespace std; cout << "Enter the delay time, in seconds: "; float secs; cin >> secs; clock_t delay = secs *CLOCK_PER_SEC; // convert to clock ticks cout << "starting\a\n"; clock_t start = clock(); while (clock() - start < delay); // wait cout <<"Done\n"; return 0; }
    • （3）类型别名（2种建立方式）
      • （1）预处理器 #define BYTE char
      • （2）关键字typedef typedef char byte;