我们可以使用while语句重写countdown函数:
~~~
void countdown (int n) {
while (n > 0) {
cout << n << endl;
n = n-1;
}
cout << "Blastoff!" << endl;
}
~~~
你几乎可以像阅读英语一样阅读while语句。这段代码的含义是:当n大于0时,继续显示n的值,然后将n减少1;当n变为0时,输出单词“Blastoff!”。
while语句执行流程的更正式的描述如下:
1. 对括号内的条件表达式求值,得到true或false;
2. 如果条件为false,退出while语句,继续执行下一条语句;
3. 如果条件为true,执行花括号里的没一条语句,然后回到第1步。
这类流程成为循环,因为第3步会回到起点。注意,如果初次进入循环判断条件为false,循环内的语句将不会执行。循环内的语句成为循环体。
循环体应改变一个或多个变量的值,使循环条件最终能变为false,以结束循环。反之,循环将永远反复执行,这种情形称为无限循环。本着娱乐无限的精神,计算机科学家发现下面这个洗发指导步骤是一个无限循环:抹洗发水,清洗,然后重复。
在countdown这个例子中,我们可以证明循环会结束,因为已知n的值是有限的,而且我们看到n在每次循环(迭代)后都会减小,所以最终n的值会变为0。另外一个例子就不好说了:
~~~
void sequence (int n) {
while (n != 1) {
cout << n << endl;
if (n%2 == 0) { // n为偶数
n = n / 2;
} else { // n为奇数
n = n*3 + 1;
}
}
}
~~~
循环条件是n!=1,因而循环将持续下去,知道n变为1,是条件为false。
每一次迭代,程序输出n的值,然后检查n是奇数还是偶数;如果是偶数,则n的值要除以2;如果是奇数,则n的值用3n+1取代。举个例子,如果循环初值(作为参数传给sequence)为3,结果序列就是3、10、5、16、8、4、2、1。
由于n或增或减,并没有明显证据能证明n一定会变到1,或者说程序会结束。对于n的某些特定值,我们可以证明程序会结束。例如,如果初值是2的幂,则n的值每次循环结果都是偶数,最终会变到1。前面的例子,初值是16,程序就在输出一个序列后结束。
不考虑特定值,我们是否能证明程序对于n的所有值都能结束?这个问题很有趣。到目前为止,没有人能够证明之,但也没有人能推翻之!
- 第1章 编程之路
- 1.1 什么是编程语言
- 1.2 什么是程序
- 1.3 什么是调试
- 1.4 形式语言与自然语言
- 1.5 第一个程序
- 1.6 术语表
- 第2章 变量和类型
- 2.1 更多的输出
- 2.2 值
- 2.3 变量
- 2.4 赋值
- 2.5 输出变量
- 2.6 关键字
- 2.7 操作符
- 2.8 操作顺序
- 2.9 操作符
- 2.10 组合
- 2.11 术语表
- 第3章 函数
- 3.1 浮点数
- 3.2 double到int的转换
- 3.3 数学函数
- 3.4 函数组合
- 3.5 添加新函数
- 3.6 定义与使用
- 3.7 多函数编程
- 3.8 参数与参数值
- 3.9 参数和变量的局部性
- 3.10 多参函数
- 3.11 有返回值的函数
- 3.12 术语表
- 第4章 条件和递归
- 4.1 取模操作符
- 4.2 条件执行
- 4.3 选择执行
- 4.4 链式条件
- 4.5 嵌套条件
- 4.6 return语句
- 4.7 递归
- 4.8 无穷递归
- 4.9 递归函数的栈图
- 4.10 术语表
- 第5章 有返回值的函数
- 5.1 返回值
- 5.2 程序开发
- 5.3 组合
- 5.4 重载
- 5.5 布尔值
- 5.6 布尔变量
- 5.7 逻辑操作符
- 5.8 布尔函数
- 5.9 从main函数返回
- 5.10 深入递归
- 5.11 思路跳跃
- 5.12 又一个例子
- 5.13 术语表
- 第6章 迭代
- 6.1 多次赋值
- 6.2 迭代
- 6.3 while语句
- 6.4 制表
- 6.5 二维表
- 6.6 封装和泛化
- 6.7 函数
- 6.8 再说封装
- 6.9 局部变量
- 6.10 再说泛化
- 6.11 术语表
- 第7章 字符串那些事儿
- 7.1 字符串的容器
- 7.2 apstring变量
- 7.3 从字符串中提取字符
- 7.4 字符串长度
- 7.5 遍历
- 7.6 一个运行时错误
- 7.7 find函数
- 7.8 我们自己的find版本
- 7.9 循环与计数
- 7.10 增量与减量操作符
- 7.11 字符串连接
- 7.12 apstring是可变的
- 7.13 apstring是可比较的
- 7.14 字符分类
- 7.15 其他apstring函数
- 7.16 术语表
- 第8章 结构体
- 8.1 复合值
- 8.2 Point对象
- 8.3 访问实例变量
- 8.4 对结构体的操作
- 8.5 作为参数的结构
- 8.6 传值调用
- 8.7 传引用调用
- 8.8 矩形
- 8.9 作为返回值的结构
- 8.10 按引用传递其他类型
- 8.11 获取用户输入
- 8.12 术语表
- 第9章 再谈结构体
- 9.1 Time结构体
- 9.2 printTime函数
- 9.3 对象函数
- 9.4 纯函数
- 9.5 const参数
- 9.6 修改函数
- 9.7 填充函数
- 9.8 哪个最佳?
- 9.9 增量开发vs高屋建瓴
- 9.10 泛化
- 9.11 算法
- 9.12 术语表
- 第10章 向量
- 10.1 元素访问
- 10.2 向量的复制
- 10.3 for循环
- 10.4 向量的长度
- 10.5 随机数
- 10.6 统计
- 10.7 随机数的向量
- 10.8 计数
- 10.9 检查其他值
- 10.10直方图
- 10.11一次遍历的方案
- 10.12随机种子
- 10.13术语表
- 第11章 成员函数
- 11.1 对象和函数
- 11.2 print
- 11.3 隐式变量访问
- 11.4 另一个例子
- 11.5 再一个例子
- 11.6 更复杂的例子
- 11.8 初始化还是构造?
- 11.7 构造函数
- 11.9 最后一个例子
- 11.10 头文件
- 11.11 术语表
- 第12章 对象的向量
- 12.1 组合
- 12.2 纸牌对象(Card)
- 12.3 printCard函数
- 12.4 equals函数
- 12.5 isGreater函数
- 12.6 纸牌的向量
- 12.7 printDeck函数
- 12.8 查找
- 12.9 二分查找
- 12.10 牌堆与子牌堆
- 12.11 术语表
- 第13章 基于向量的对象
- 13.1 枚举类型
- 13.2 switch语句
- 13.3 牌堆
- 13.4 另一个构造函数
- 13.5 Deck成员函数
- 13.6 洗牌
- 13.7 排序
- 13.8 子牌堆
- 13.9 洗牌与发牌
- 13.10 归并排序
- 13.11 术语表
- 第14章 类与不变式
- 14.1 私有数据和私有类
- 14.2 什么是类?
- 14.3 复数
- 14.4 访问函数(Accessor functions)
- 14.5 输出
- 14.6 复数相关函数(一)
- 14.7 复数相关函数(二)
- 14.8 不变式
- 14.9 先决条件
- 14.10 私有函数
- 14.11 术语表
- 第15章 文件输入/输出与apmatrix类
- 15.1 流
- 15.2 文件输入
- 15.3 文件输出
- 15.4 解析输入
- 15.5 解析数字
- 15.6 集合数据结构Set
- 15.7 apmatrix类
- 15.8 距离矩阵
- 15.9 一个更合理的距离矩阵
- 15.10 术语表