C++ 核心知识点汇总（第四日）（循环结构）
引言
循环结构是程序的"效率引擎"，用于处理重复执行的逻辑（如遍历、累加、图形打印等），是从"顺序执行"到"批量处理"的关键一步。
一、循环结构核心基础
1. 什么是循环？
程序重复执行一段代码（循环体），直到满足终止条件，核心作用是减少重复代码、提高效率。
2. 三种循环的对比（高频考点）
| 循环类型 | 语法结构 | 执行流程 | 适用场景 | 核心特点 |
|---|---|---|---|---|
for |
for(初始化; 条件; 增量) { 循环体 } |
初始化 → 判断条件 → 执行循环体 → 增量 → 重复判断 | 循环次数明确的场景（如遍历0-99的数） | 初始化、条件、增量集中在一行，结构清晰 |
while |
while(条件) { 循环体 } |
判断条件 → 执行循环体 → 重复判断 | 循环次数不明确，但终止条件明确的场景（如读取输入直到遇到特定字符） | 条件在前，可能一次都不执行 |
do-while |
do { 循环体 } while(条件); |
执行循环体 → 判断条件 → 重复执行 | 循环体必须至少执行一次的场景（如菜单选择，必须先显示菜单再判断是否退出） | 循环体在前，至少执行一次 |
二、三种循环的语法与执行流程
1. for 循环：次数明确的"标准化循环"
语法与执行步骤
cpp
for (初始化表达式; 条件表达式; 增量表达式) {
// 循环体（条件为真时执行）
}- 初始化 ：仅执行一次，通常用于初始化循环变量（如
int i = 0）； - 条件判断：若为真，执行循环体；若为假，退出循环；
- 增量更新 ：循环体执行后，更新循环变量（如
i++）； - 重复步骤2-3，直到条件为假。
核心示例（真题高频：0-100偶数求和）
cpp
int sum = 0;
for (int i = 0; i <= 100; i += 2) {
sum += i;
}
cout << sum; // 输出：2550真题坑点：循环变量的作用域
for 循环中初始化的变量（如 int i）仅在循环体内有效，外部无法访问。
真题坑点：浮点数循环条件的精度问题
cpp
// 错误：浮点数精度误差导致循环次数不确定
for (double i = 0; i < 1.0; i += 0.1) {
cout << i << " ";
}
// 建议：用整数控制循环次数，再转换为浮点数
for (int i = 0; i < 10; i++) {
double x = i * 0.1;
cout << x << " ";
}2. while 循环：条件驱动的"灵活循环"
语法与执行步骤
cpp
while (条件表达式) {
// 循环体（条件为真时执行）
}- 条件判断：若为真，执行循环体；若为假，退出循环；
- 重复步骤1，直到条件为假。
核心示例（真题高频：求正整数各位数字之和）
cpp
int N, tnt = 0;
cin >> N;
while (N != 0) {
tnt += N % 10; // 取最后一位数字
N /= 10; // 去掉最后一位
}
cout << tnt; // 输入123 → 输出6真题坑点：循环变量未初始化
cpp
int tnt; // 未初始化，值为随机数
for (int i = 0; i < 10; i++)
tnt += i;
cout << tnt; // 输出不确定的值（高频错题）3. do-while 循环：必须执行一次的"保底循环"
语法与执行步骤
cpp
do {
// 循环体（至少执行一次）
} while (条件表达式);- 执行循环体：无条件执行一次；
- 条件判断：若为真，重复执行循环体；若为假，退出循环。
核心示例（真题高频：菜单选择）
cpp
int choice;
do {
cout << "1. 开始游戏\n2. 退出\n请选择：";
cin >> choice;
} while (choice != 2); // 直到选择退出才结束真题考点：do-while 至少执行一次
判断题：
do-while语句的循环体至少会执行一次 ✅ 正确
三、循环控制语句：break / continue / return（核心考点）
循环控制语句用于改变循环的执行流程，是考试中最易出错的部分。
1. break：终止当前层次的循环/switch
- 作用 ：跳出当前所在的循环或
switch语句，后续代码不再执行； - 多层循环中 ：仅跳出当前层次的循环（如内层循环的
break不会影响外层循环）； - 真题示例：
cpp
for (int i = 5; i < 100; i += 5) {
if (i % 2 == 0) continue;
tnt += 1;
if (i % 3 == 0 && i % 7 == 0) break; // 遇到21时终止循环
}
// 执行到i=21时，tnt=10（i=5,15,25,35,45,55,65,75,85,95共10个奇数，第11个i=21触发break）2. continue：跳过本次循环，进入下一次判断
- 作用 ：跳过当前循环体中
continue之后的代码，直接进入下一次循环条件判断； - 注意：不会终止循环，只是跳过本次循环的剩余语句；
- 真题示例：
cpp
for (int i = 0; i < 10; i++) {
if (i % 3) continue; // 非3的倍数跳过
printf("0#"); // 仅i=0,3,6,9时执行
}
// 输出：0#0#0#0#3. return：直接终止函数执行
- 作用 ：退出当前函数（包括
main函数），不仅终止循环，还会终止整个函数； - 真题示例：
cpp
for (int i = 0; i <= 10; i++) {
if (i == 5) return 0; // 直接退出main函数，后续代码不再执行
cout << i;
}
// 输出：01234（i=5时退出）4. 循环控制语句对比表
| 语句 | 作用范围 | 终止循环？ | 多层循环行为 |
|---|---|---|---|
break |
当前层次的循环/switch | 是 | 仅跳出当前层次 |
continue |
当前循环的本次迭代 | 否 | 仅跳过本次迭代 |
return |
整个函数 | 是 | 直接退出函数，所有循环终止 |
四、多层循环：嵌套循环的执行与应用
1. 什么是多层循环？
一个循环体内包含另一个完整的循环结构，常见于二维场景（如打印图形、遍历二维数组、组合计数）。
执行顺序：外层循环执行一次，内层循环执行一轮
cpp
// 示例：打印3行4列的星号
for (int i = 0; i < 3; i++) { // 外层循环：控制行数
for (int j = 0; j < 4; j++) { // 内层循环：控制列数
cout << "*";
}
cout << endl;
}
// 输出：
// ****
// ****
// ****2. 高频实战场景（真题必背）
场景1：打印金字塔图形（高频考点）
cpp
int height = 5;
for (int i = 0; i < height; i++) {
// 打印前面的空格：每行空格数 = height - i - 1
for (int j = 0; j < height - i - 1; j++) {
cout << " ";
}
// 打印星号：每行星号数 = 2 * i + 1
for (int k = 0; k < 2 * i + 1; k++) {
cout << "*";
}
cout << endl;
}
// 输出：
// *
// ***
// *****
// *******
// *********场景2：九九乘法表（高频考点）
cpp
for (int hang = 1; hang < 10; hang++) { // 外层：控制行数
for (int lie = 1; lie < hang + 1; lie++) { // 内层：控制列数
printf("%d*%d=%d ", lie, hang, lie * hang);
}
printf("\n");
}
// 输出：
// 1*1=1
// 1*2=2 2*2=4
// 1*3=3 2*3=6 3*3=9
// ...3. 多层循环优化技巧
- 减少内层循环次数 ：通过数学推导缩小内层循环的范围（如场景3中
y >= x、z >= y减少无效遍历）； - 避免重复计算 ：将内层循环中不变的计算移到外层（如
height - i - 1可在外层计算后存储）； - 及时终止循环 ：在内层循环中使用
break提前终止无效迭代。
六、实战场景与真题解析（必背）
1. 场景1：阶乘求和（真题高频）
cpp
int N;
cin >> N;
int tnt = 0, nowNum = 1;
for (int i = 1; i < N + 1; i++) {
nowNum *= i; // 计算当前i的阶乘
tnt += nowNum; // 累加阶乘
}
cout << tnt; // 输入3 → 输出：1!+2!+3!=1+2+6=92. 场景2：判断位增数（真题高频）
cpp
int N;
cin >> N;
int n2 = N % 10; // 先取最后一位
N /= 10;
while (N) {
int n1 = N % 10;
if (n1 >= n2) { // 前一位 >= 后一位，不是位增数
cout << 0;
return 1;
}
n2 = n1;
N /= 10;
}
cout << 1; // 输入123 → 输出：13. 场景3：输出能被7整除但不能被3整除的数（真题高频）
cpp
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
if (i % 7 == 0 && i % 3 != 0) {
cout << i << endl;
}
}
// 等价写法：!(i % 7) && i % 3 != 0 或 i % 7 == 0 && !(i % 3 == 0)
// 错误写法：i % 7 && i % 3（表示i不能被7整除且不能被3整除）总结
- 三种循环的核心区别在于执行时机 ：
for次数明确，while条件在前，do-while至少执行一次； - 循环控制语句中，
break终止当前循环，continue跳过本次迭代，return直接退出函数； - 多层循环的执行顺序是"外层一次，内层一轮"，常见于图形打印、组合计数等二维场景；
- 常见坑点包括循环变量未初始化、死循环、
continue/break误用、循环条件错误，需重点防范； - 选择循环时，优先考虑业务场景：次数明确用
for，条件明确用while，必须执行一次用do-while。