黑马程序员C++基础入门(二)——程序流程结构

本文转载自：https://github.com/AnkerLeng/Cpp-0-1-Resource.git
视频见：https://www.bilibili.com/video/av41559729?p=31

4 程序流程结构

C/C++支持最基本的三种程序运行结构：顺序结构、选择结构、循环结构

顺序结构：程序按顺序执行，不发生跳转
选择结构：依据条件是否满足，有选择的执行相应功能
循环结构：依据条件是否满足，循环多次执行某段代码

4.1 选择结构

4.1.1 if语句

作用： 执行满足条件的语句

if语句的三种形式

单行格式if语句
多行格式if语句
多条件的if语句

单行格式if语句：if(条件){ 条件满足执行的语句 }

示例：

int main() {//选择结构-单行if语句//输入一个分数，如果分数大于600分，视为考上一本大学，并在屏幕上打印int score = 0;cout << "请输入一个分数：" << endl;cin >> score;cout << "您输入的分数为： " << score << endl;//if语句//注意事项，在if判断语句后面，不要加分号if (score > 600){cout << "我考上了一本大学！！！" << endl;}system("pause");return 0;
}

注意：if条件表达式后不要加分号，否则无论是否满足条件，其后代码都会执行

多行格式if语句：if(条件){ 条件满足执行的语句 }else{ 条件不满足执行的语句 }

示例：

int main() {int score = 0;cout << "请输入考试分数：" << endl;cin >> score;if (score > 600){cout << "我考上了一本大学" << endl;}else{cout << "我未考上一本大学" << endl;}system("pause");return 0;
}

多条件的if语句：if(条件1){ 条件1满足执行的语句 }else if(条件2){条件2满足执行的语句}... else{ 都不满足执行的语句 }

示例：

int main() {int score = 0;cout << "请输入考试分数：" << endl;cin >> score;if (score > 600){cout << "我考上了一本大学" << endl;}else if (score > 500){cout << "我考上了二本大学" << endl;}else if (score > 400){cout << "我考上了三本大学" << endl;}else{cout << "我未考上本科" << endl;}system("pause");return 0;
}

嵌套if语句：在if语句中，可以嵌套使用if语句，达到更精确的条件判断
案例需求：

提示用户输入一个高考考试分数，根据分数做如下判断
分数如果大于600分视为考上一本，大于500分考上二本，大于400考上三本，其余视为未考上本科；
在一本分数中，如果大于700分，考入北大，大于650分，考入清华，大于600考入人大。

示例：

int main() {int score = 0;cout << "请输入考试分数：" << endl;cin >> score;if (score > 600){cout << "我考上了一本大学" << endl;if (score > 700){cout << "我考上了北大" << endl;}else if (score > 650){cout << "我考上了清华" << endl;}else{cout << "我考上了人大" << endl;}}else if (score > 500){cout << "我考上了二本大学" << endl;}else if (score > 400){cout << "我考上了三本大学" << endl;}else{cout << "我未考上本科" << endl;}system("pause");return 0;
}

练习案例： 三只小猪称体重

有三只小猪ABC，请分别输入三只小猪的体重，并且判断哪只小猪最重？

int main(){// 1、创建三只小猪的体重变量int num1 = 0;int num2 = 0;int num3 = 0;// 2、让用户输入三只小猪的体重1、 cout << "请输入小猪A的体重: " << endl;cin >> num1;cout << "请输入小猪B的体重: " << endl;cin >> num2;cout << "请输入小猪C的体重: " << endl;    cin >> num3;// 3、比较三只猪的体重 if(num1 > num2){if(num1 > num3){cout << "小猪A最重"  << endl;}else{cout << "小猪C最重" << endl;}}else{if(num2 > num3){cout << "小猪B最重"  << endl;}else{cout << "小猪C最重" << endl; }}
}

4.1.2 三目运算符

作用： 通过三目运算符实现简单的判断
语法：表达式1 ? 表达式2 ：表达式3;
解释：
如果表达式1的值为真，执行表达式2，并返回表达式2的结果；
如果表达式1的值为假，执行表达式3，并返回表达式3的结果。
示例：

int main() {int a = 10;int b = 20;int c = 0;c = a > b ? a : b;cout << "c = " << c << endl;//C++中三目运算符返回的是变量,可以继续赋值(a > b ? a : b) = 100;cout << "a = " << a << endl;cout << "b = " << b << endl;cout << "c = " << c << endl;system("pause");return 0;
}

总结：和if语句比较，三目运算符优点是短小整洁，缺点是如果用嵌套，结构不清晰

4.1.3 switch语句

作用： 执行多条件分支语句
语法：

switch(表达式){case 结果1：执行语句;break;case 结果2：执行语句;break;...default:执行语句;break;}

示例：

int main() {//请给电影评分 //10 ~ 9   经典   // 8 ~ 7   非常好// 6 ~ 5   一般// 5分以下 烂片int score = 0;cout << "请给电影打分" << endl;cin >> score;switch (score){case 10:case 9:cout << "经典" << endl;break;case 8:cout << "非常好" << endl;break;case 7:case 6:cout << "一般" << endl;break;default:cout << "烂片" << endl;break;}system("pause");return 0;
}

注意1：switch语句中表达式类型只能是整型或者字符型

注意2：case里如果没有break，那么程序会一直向下执行

总结：与if语句比，对于多条件判断时，switch的结构清晰，执行效率高，缺点是switch不可以判断区间

4.2 循环结构

4.2.1 while循环语句

作用： 满足循环条件，执行循环语句
语法：while(循环条件){ 循环语句 }
解释：只要循环条件的结果为真，就执行循环语句

示例：

int main() {int num = 0;while (num < 10){cout << "num = " << num << endl;num++;}system("pause");return 0;
}

注意：在执行循环语句时候，程序必须提供跳出循环的出口，否则出现死循环

while循环练习案例：猜数字

案例描述： 系统随机生成一个1到100之间的数字，玩家进行猜测，如果猜错，提示玩家数字过大或过小，如果猜对恭喜玩家胜利，并且退出游戏。

#include <iostream>
using namespace std;
// time系统时间头文件包含
#include <ctime>int main(){// 1、系统生成随机数// 添加随机数种子，作用是利用当前系统时间生成随机数，防止每次随机数都一样srand((unsigned int)time(NULL));int num = rand()%100 + 1;   // rand()%100+1生成0+1~99+1的随机数，伪随机数// cout << num << endl;// 2、玩家进行猜测   int guess = 0;cout << "请输入数字:" << endl;cin >> guess ;// 3、判断玩家猜测while(guess != num)      // while(1),死循环，“猜对了“加入循环，可以用break关键字退出循环{if(guess < num){cout << "猜小了 " << endl;}else{cout << "猜大了" << endl;}cin >> guess; }cout << "猜对了" << endl;system("pause");return 0;
}

4.2.2 do…while循环语句

作用： 满足循环条件，执行循环语句
语法： do{ 循环语句 } while(循环条件);
注意： 与while的区别在于do…while会先执行一次循环语句，再判断循环条件

示例：

int main() {int num = 0;do{cout << num << endl;num++;} while (num < 10);     // while(num);   会陷入死循环，因为此时num=1system("pause");return 0;
}

总结：与while循环区别在于，do…while先执行一次循环语句，再判断循环条件

练习案例：水仙花数

案例描述： 水仙花数是指一个 3 位数，它的每个位上的数字的 3次幂之和等于它本身。例如：1³ + 5³+ 3³ = 153
请利用do…while语句，求出所有3位数中的水仙花数

int main() {int num = 100;int num1 = 0;int num2 = 0;int num3 = 0;do{num1 = num / 100;    // 百位num2 = num / 10 % 10;  // 十位num3 = num % 10;   // 个位if(num == num1*num1*num1 + num2*num2*num2 + num3*num3*num3){cout << "num是水仙花数: " << num << endl;}num ++;}while(num < 1000);system("pause");return 0;
}

4.2.3 for循环语句

作用： 满足循环条件，执行循环语句
语法：for(起始表达式;条件表达式;末尾循环体) { 循环语句; }
示例：

int main() {for (int i = 0; i < 10; i++){cout << i << endl;}system("pause");return 0;
}

详解：

注意：for循环中的表达式，要用分号进行分隔

总结：while , do…while, for都是开发中常用的循环语句，for循环结构比较清晰，比较常用

练习案例：敲桌子
案例描述：从1开始数到数字100，如果数字个位含有7，或者数字十位含有7，或者该数字是7的倍数，我们打印敲桌子，其余数字直接打印输出。

int main() {for(int num = 1;num < 100; num++){if(num % 10 == 7 || num / 10 == 7 || num % 7 == 0){cout << num << endl;}}system("pause");return 0;
}

4.2.4 嵌套循环

作用： 在循环体中再嵌套一层循环，解决一些实际问题
例如我们想在屏幕中打印如下图片，就需要利用嵌套循环

示例：

int main() {//外层循环执行1次，内层循环执行1轮for (int i = 0; i < 10; i++){for (int j = 0; j < 10; j++){cout << "*" << " ";     // cout << "* ";  没有endl不会换行}cout << endl;}system("pause");return 0;
}

练习案例： 乘法口诀表

案例描述：利用嵌套循环，实现九九乘法表

int main() {for(int i = 1; i < 10; i++){for(int j = 1; j <= i; j++){cout << j << "*" << i << "=" <<i * j <<" ";}cout << endl;}system("pause");return 0;
}

4.3 跳转语句

4.3.1 break语句

作用: 用于跳出选择结构或者循环结构

break使用的时机：

出现在switch条件语句中，作用是终止case并跳出switch
出现在循环语句中，作用是跳出当前的循环语句
出现在嵌套循环中，跳出最近的内层循环语句

示例1：

int main() {//1、在switch 语句中使用breakcout << "请选择您挑战副本的难度：" << endl;cout << "1、普通" << endl;cout << "2、中等" << endl;cout << "3、困难" << endl;int num = 0;cin >> num;switch (num){case 1:cout << "您选择的是普通难度" << endl;break;case 2:cout << "您选择的是中等难度" << endl;break;case 3:cout << "您选择的是困难难度" << endl;break;}system("pause");return 0;
}

示例2：

int main() {//2、在循环语句中用breakfor (int i = 0; i < 10; i++){if (i == 5){break; //跳出循环语句}cout << i << endl;}system("pause");return 0;
}

示例3：

int main() {//在嵌套循环语句中使用break，退出内层循环for (int i = 0; i < 10; i++){for (int j = 0; j < 10; j++){if (j == 5){break;}cout << "*" << " ";}cout << endl;}system("pause");return 0;
}

4.3.2 continue语句

作用： 在循环语句中，跳过本次循环中余下尚未执行的语句，继续执行下一次循环
示例：

int main() {// 1~100中只打印奇数for (int i = 0; i < 100; i++){if (i % 2 == 0){continue;    // 可以筛选条件，执行到此不再向下执行}cout << i << endl;}system("pause");return 0;
}

注意：continue并没有使整个循环终止，而break会跳出循环

4.3.3 goto语句

作用： 可以无条件跳转语句
语法： goto 标记;跳转到标记:
解释： 如果标记的名称存在，执行到goto语句时，会跳转到标记的位置
示例：

int main() {cout << "1" << endl;goto FLAG;                          //标记约定俗成写成“大写字母”cout << "2" << endl;cout << "3" << endl;cout << "4" << endl;FLAG:cout << "5" << endl;system("pause");return 0;
}

注意：在程序中不建议使用goto语句，以免造成程序流程混乱

5 数组

5.1 概述

所谓数组，就是一个集合，里面存放了相同类型的数据元素
特点1： 数组中的每个数据元素都是相同的数据类型

特点2： 数组是由连续的内存位置组成的

5.2 一维数组

5.2.1 一维数组定义方式

一维数组定义的三种方式：

数据类型数组名[ 数组长度 ];
数据类型数组名[ 数组长度 ] = { 值1，值2 ...};
数据类型数组名[ ] = { 值1，值2 ...};

示例

int main() {//定义方式1//数据类型 数组名[元素个数];int score[10];//利用下标赋值score[0] = 100;score[1] = 99;score[2] = 85;//利用下标输出cout << score[0] << endl;cout << score[1] << endl;cout << score[2] << endl;//定义方式2//数据类型 数组名[元素个数] =  {值1，值2 ，值3 ...};//如果{}内不足10个数据，剩余数据用0补全int score2[10] = { 100, 90,80,70,60,50,40,30,20,10 };//逐个输出//cout << score2[0] << endl;//cout << score2[1] << endl;//一个一个输出太麻烦，因此可以利用循环进行输出for (int i = 0; i < 10; i++){cout << score2[i] << endl;}//定义方式3//数据类型 数组名[] =  {值1，值2 ，值3 ...};int score3[] = { 100,90,80,70,60,50,40,30,20,10 };  // 鼠标放在score3处，会显示数组长度for (int i = 0; i < 10; i++){cout << score3[i] << endl;}system("pause");return 0;
}

总结1：数组名的命名规范与变量名命名规范一致，不要和变量重名

总结2：数组中下标是从0开始索引

总结3：定义数组时，必须已知数组长度，例如：int score3[]; 错误

5.2.2 一维数组数组名

一维数组名称的用途：

可以统计整个数组在内存中的长度：sizeof()
可以获取数组在内存中的首地址

示例：

int main() {//数组名用途//1、可以获取整个数组占用内存空间大小int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };cout << "整个数组所占内存空间为： " << sizeof(arr) << endl;         //40cout << "每个元素所占内存空间为： " << sizeof(arr[0]) << endl;    // 4cout << "数组的元素个数为： " << sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) << endl;//2、可以通过数组名获取到数组首地址cout << "数组首地址为： " <<  arr << endl;                 // 十六进制cout << "数组首地址为： " << (int)arr << endl;           // 十六进制强制转换为十进制cout << "数组中第一个元素地址为： " << (int)&arr[0] << endl;     // &取址符号cout << "数组中第二个元素地址为： " << (int)&arr[1] << endl;//arr = 100; 错误，数组名是常量，指向首地址，因此不可以赋值system("pause");return 0;
}

注意：数组名是常量，指向首地址，不可以赋值

总结1：直接打印数组名，可以查看数组所占内存的首地址

总结2：对数组名进行sizeof，可以获取整个数组占内存空间的大小

练习案例1：五只小猪称体重
案例描述：
在一个数组中记录了五只小猪的体重，如：int arr[5] = {300,350,200,400,250};
找出并打印最重的小猪体重。

int main(){int arr[5] = {300,750,200,400,250};int max = 0;for(int i = 0; i < 5; i++){if( max < arr[i]){max = arr[i];}  else{max = max;}}cout << max << endl;system("pause");return 0;
}

练习案例2： 数组元素逆置
案例描述： 请声明一个5个元素的数组，并且将元素逆置.
(如原数组元素为：1,3,2,5,4;逆置后输出结果为:4,5,2,3,1;

int main(){int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};int end = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) - 1;int t = 0;for(int i = 0; i < end/2; i++){t = arr[i];arr[i] = arr[end-i];arr[end-i] = t;}for(int j = 0; j < end+1; j++){cout << arr[j ] << endl;}system("pause");return 0;
}

int main(){// 1、创建数组int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};//2、实现逆置//2.1记录起始下标位置int start = 0;//2.2记录结束下标位置int end = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) - 1;//2.3起始下标与结束下标的元素互换while(start < end)    //2.5循环执行2.1操作，直到起始位置 >= 结束位置{int temp = arr[start];arr[start] = arr[end];arr[end] = temp;//2.4起始位置++     结束位置--start++;end--;}for(int i = 0; i < 5; i++){cout << arr[i] << endl;}system("pause");return 0;
}

5.2.3 冒泡排序

作用： 最常用的排序算法，对数组内元素进行排序

比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
对每一对相邻元素做同样的工作，执行完毕后，找到第一个最大值。
重复以上的步骤，每次比较次数-1，直到不需要比较

图出自：https://www.cnblogs.com/xaimicom/p/9189471.html

示例： 将数组 { 4,2,8,0,5,7,1,3,9 } 进行升序排序

int main() {int arr[9] = { 4,2,8,0,5,7,1,3,9 };for (int i = 0; i < 9 - 1; i++)      // 进行8轮排序{for (int j = 0; j < 9 - 1 - i; j++)   // 第i轮进行8-i次比大小{if (arr[j] > arr[j + 1]){int temp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = temp;}}}for (int i = 0; i < 9; i++){cout << arr[i] << endl;}system("pause");return 0;
}

5.3 二维数组

二维数组就是在一维数组上，多加一个维度。

5.3.1 二维数组定义方式

二维数组定义的四种方式：

数据类型数组名[ 行数 ][ 列数 ];
数据类型数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { {数据1，数据2 } ，{数据3，数据4 } };
数据类型数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { 数据1，数据2，数据3，数据4};
数据类型数组名[ ][ 列数 ] = { 数据1，数据2，数据3，数据4};

建议：以上4种定义方式，利用第二种更加直观，提高代码的可读性

示例：

int main() {//方式1  //数组类型 数组名 [行数][列数]int arr[2][3];arr[0][0] = 1;arr[0][1] = 2;arr[0][2] = 3;arr[1][0] = 4;arr[1][1] = 5;arr[1][2] = 6;for (int i = 0; i < 2; i++){for (int j = 0; j < 3; j++){cout << arr[i][j] << " ";}cout << endl;}//方式2 //数据类型 数组名[行数][列数] = { {数据1，数据2 } ，{数据3，数据4 } };int arr2[2][3] ={{1,2,3},{4,5,6}};//方式3//数据类型 数组名[行数][列数] = { 数据1，数据2 ,数据3，数据4  };int arr3[2][3] = { 1,2,3,4,5,6 }; //方式4 //数据类型 数组名[][列数] = { 数据1，数据2 ,数据3，数据4  };int arr4[][3] = { 1,2,3,4,5,6 };system("pause");return 0;
}

总结：在定义二维数组时，如果初始化了数据，可以省略行数

5.3.2 二维数组数组名

查看二维数组所占内存空间
获取二维数组首地址

示例：

int main() {//二维数组数组名int arr[2][3] ={{1,2,3},{4,5,6}};cout << "二维数组大小： " << sizeof(arr) << endl;cout << "二维数组一行大小： " << sizeof(arr[0]) << endl;cout << "二维数组元素大小： " << sizeof(arr[0][0]) << endl;cout << "二维数组行数： " << sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) << endl;cout << "二维数组列数： " << sizeof(arr[0]) / sizeof(arr[0][0]) << endl;//地址cout << "二维数组首地址：" << arr << endl;cout << "二维数组第一行地址：" << arr[0] << endl;cout << "二维数组第二行地址：" << arr[1] << endl;cout << "二维数组第一个元素地址：" << &arr[0][0] << endl;cout << "二维数组第二个元素地址：" << &arr[0][1] << endl;system("pause");return 0;
}

总结1：二维数组名就是这个数组的首地址，二维数组首地址 = 二维数组第一行地址 = 二维数组第一个元素地址

总结2：对二维数组名进行sizeof时，可以获取整个二维数组占用的内存空间大小

5.3.3 二维数组应用案例

考试成绩统计：
案例描述：有三名同学（张三，李四，王五），在一次考试中的成绩分别如下表，请分别输出三名同学的总成绩

	语文	数学	英语
张三	100	100	100
李四	90	50	100
王五	60	70	80

参考答案：

int main() {int scores[3][3] ={{100,100,100},{90,50,100},{60,70,80}};string names[3] = { "张三","李四","王五" };for (int i = 0; i < 3; i++){int sum = 0;for (int j = 0; j < 3; j++){sum += scores[i][j];}cout << names[i] << "同学总成绩为： " << sum << endl;}system("pause");return 0;
}