C++ 初学者指南 第三篇（1）

本章中我们将讨论控制程序执行顺序的语句。有三重程序控制语句：选择语句，包括if和switch语句；循环语句，包括for,，while和do-while；跳转语句，包括break，continue，return和goto。除了return语句我们会在本书的后面章节介绍外，其它的流程控制语句我们都会在本章进行讨论，包括前面我们意见接触过的if和for语句。
必备技能3.1：if语句
在第一章中我们就介绍过if语句，现在我们来进一步研究一下if语句。if语句的完整形式如下：
if (表达式) 语句；
else 语句；
上面的形式中，if和else的目标语句都是单条的。其中的else语句是可选的。if和else的目标语句也可以是多条语句构成的代码块。使用代码块作为目标语句的形式如下：
if(表达式)
{
语句序列
}
else
{
语句序列
}
如果if语句中的条件表达式的值为true（真），则会执行目标代码（块）；否则，如果存在else分支，则会执行else的目标代码（块）。if和else的目标代码（块）是不可能都执行的。其中用来控制if语句的条件表达式可以是任何类型的有效的C++表达式，其结果为true或者false。
下面的程序通过一个简单的“猜数字”的游戏演示了if语句的用法。程序生成一个随机数，然后提示用户输入自猜想的数字。如果用户猜对了，则打印信息"**Right**。程序中还用到了另外的一个C++库函数，rand()。该函数用来产生一个随机的整型数。使用这个函数需要引入<cstdlib>头文件。
//猜数字
#include <iostream>
#include <cstdlib>
using namespace std;
int main()
{
int magic;
int guess;
magic = rand(); // 随机地生成一个数字
cout << "Enter your guess: ";
cin >> guess;
//如果猜中了，则打印信息
if ( guess == magic ) cout << "**Right**";
return 0;
}
上面的程序中，使用了if语句来判断用户是否猜中了数字。如果猜中了，则在屏幕上输出“**Right**”信息。我们改写一下上面的程序，如下。程序中使用了else分支来处理用户没有猜中的情况，输出“...Sorry, you're wrong.”
//猜数字
#include <iostream>
#include <cstdlib>
using namespace std;
int main()
{
int magic;
int guess;
magic = rand(); // 随机地生成一个数字
cout << "Enter your guess: ";
cin >> guess;
//如果猜中了，则打印信息
if ( guess == magic ) cout << "**Right**";
else cout << "...Sorry, you're wrong.";
return 0;
}
条件表达式
有时候，C++新手可能会对“任何有效的C++表达式都可以用于if语句的条件表达式”这一点不是很理解。也就是说if语句中的条件表达式不局限于涉及关系和逻辑运算符的那些表达式或者是产生布尔值的那些表达式。if语句的条件表达式只要是能产生true（真）或者false（假）值的表达式就可以。回忆一下，我们在前面的章节中学过，0值会被自动地转换为false，所有的非0值会被自动的转换为true。因此，任何能够产生0值或者非0值的表达式都是可以用作if语句的条件表达式的。例如，下面的程序从键盘读入两个整型数，然后输出它们的商。为了避免0做除数，程序中使用了if语句，条件表达式就是b。
//使用一个整型数来作为if语句的控制条件
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a,b;
cout << "Enter numerator: ";
cin >> a;
cout << "Enter denominator: ";
cin >> b;
if(b) cout << "Result: " << a/b << "\n";
else cout << "Cannot divide by zero.\n";
return 0;
}
程序的输出如下：
Enter numerator: 12
Enter denominator: 2
Result: 6
Enter numerator: 12
Enter denominator: 0
Cannot divide by zero.
注意在上面的程序中使用使用了if(b)来检查b是否为0。这样写实正确的，因为当b是0值的时候，if的控制条件就是false，else分支得到执行。否则，控制条件就是true（非0值），于是便进行了除法运算。这里，没有必要写出如下的程序：
if ( b== 0) cout << "Cannot divide by zero./n";
上面的写法通常会被认为是不好的编程风格。这种写法显得冗余，并且效率较低。
嵌套的if
嵌套的if是指一个if语句作为另外的if语句或者else语句的目标语句。实际编程中，嵌套的if是很普遍的。需要注意的是：在嵌套的if语句中，else分支总是对应的是和该else分支在同一代码块中的没有else分支的那个最近的if语句。下面就是一个例子：
if (i)
{
if (j) result = 1;
if (k) result = 2;
else result = 3; // 和if(k)对应
}
else result = 4; // 和if(i)对应
正如上面的注释那样，最后的那个else对应的不是if(j)，尽管它是距离最近的没有else分支的if，这是因为它们不在同一个代码块中。所以最后一个else是和if(i)对应的。花括弧中的最后一个else是和if(k)相对应的，因为if(k)是距离它最近的，并且在同一个代码块中。
我们可以使用嵌套的if来修改一下前面的猜数字程序。下面的程序中增加了针对用户猜错时候的提示信息。
#include <iostream>
#include <cstdlib>
using namespace std;
int main()
{
int magic;
int guess;
magic = rand();
cout << "Enter your guess: ";
cin >> guess;
if ( guess == magic )
{
cout << "**Right**";
cout << magic << " is the magic number.\n";
}
else
{
cout << "...Sorry, you're wrong.";
//下面使用了嵌套的if
if ( guess > magic ) cout << "Your guess is too hight.\n";
else cout << " Your guess is too low.\n";
}
return 0;
}
阶梯状的if-else-if
常见的使用嵌套的if语句的形式就是阶梯状的if-else-if结构。如下：
if (条件表达式)
语句;
else if ( 条件表达式)
语句;
else if ( 条件表达式)
语句;
.
.
.
else
语句;
在这种形式中，条件表达式会从上到下被依次进行检查。只要遇到一个条件为真值，相对应的语句就会被执行，其它的代码将被跳过。如果所有的条件表达式都不是真值，则执行最后的一个else对应的目标语句。最后的一个else语句通常都是用来处理缺省情况的。也就是说，只有所有的if检测都失败了，才会执行最后的else分支的语句。如果没有最后的else分支，并且所有的if检测都是失败的，则什么都不做。
下面的程序演示了阶梯状if-else-if的用法：
//演示阶梯状if-else-if的用法
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int x;

for ( x = 0; x < 6; x++)
{
if ( x == 1) cout << "x is one\n";
else if ( x== 2 ) cout << "x is tow\n";
else if ( x== 3 ) cout << "x is three\n";
else if ( x== 4 ) cout << "x is four\n";
else cout << "x is not between 1 and 4\n";
}
return 0;
}
上面程序的输入如下：
x is not between 1 and 4
x is one
x is tow
x is three
x is four
x is not between 1 and 4
从中我们可以看出，缺省的else分支只有在前面所有的if分支检测都失败的情况下才会被执行。
练习：
1. if 语句中的条件控制语句必须使用关系运算符吗。正确还是错误？
2. else是和什么样的if相对应的？
3. 什么是阶梯状的if-else-if结构？
答案：
1. 错误
2. else总是对应于和它位于同一代码块中并且没有else分支的最近的那个if。
3. 阶梯状的if-else-if如下：
if (条件表达式)
语句;
else if ( 条件表达式)
语句;
else if ( 条件表达式)
语句;
.
.
.
else
语句;