本文介绍了C++中的循环类型，如while、for和do...while，以及循环控制语句如break和continue。此外，还涵盖了条件判断结构，包括if、else和switch。函数在C++中的重要性也被强调，包括函数的定义、声明和调用。文章还提及了C++中的数学运算和随机数生成，如sin、abs和rand函数的使用。
C++ 循环
有的时候，可能需要多次执行同一块代码。一般情况下，语句是顺序执行的：函数中的第一个语句先执行，接着是第二个语句，依此类推。
编程语言提供了允许更为复杂的执行路径的多种控制结构。
循环语句允许我们多次执行一个语句或语句组，下面是大多数编程语言中循环语句的一般形式：
循环类型
C++ 编程语言提供了以下几种循环类型。点击链接查看每个类型的细节。
| 循环类型 | 描述 |
| 当给定条件为真时，重复语句或语句组。它会在执行循环主体之前测试条件。 | |
| 多次执行一个语句序列，简化管理循环变量的代码。 | |
| 除了它是在循环主体结尾测试条件外，其他与 while 语句类似。 | |
| 您可以在 while、for 或 do..while 循环内使用一个或多个循环。 |
循环控制语句
循环控制语句更改执行的正常序列。当执行离开一个范围时，所有在该范围中创建的自动对象都会被销毁。
C++ 提供了下列的控制语句。点击链接查看每个语句的细节。
| 控制语句 | 描述 |
| 终止 loop 或 switch 语句，程序流将继续执行紧接着 loop 或 switch 的下一条语句。 | |
| 引起循环跳过主体的剩余部分，立即重新开始测试条件。 | |
| 将控制转移到被标记的语句。但是不建议在程序中使用 goto 语句。 |
无限循环
如果条件永远不为假，则循环将变成无限循环。for 循环在传统意义上可用于实现无限循环。由于构成循环的三个表达式中任何一个都不是必需的，您可以将某些条件表达式留空来构成一个无限循环。
实例
#include iostream>
using namespace std;
int main ()
{
for( ; ; )
{
printf("This loop will run forever.\n");
}
return 0;
}当条件表达式不存在时，它被假设为真。您也可以设置一个初始值和增量表达式，但是一般情况下，C++ 程序员偏向于使用 for(;;) 结构来表示一个无限循环。
注意：您可以按 Ctrl + C 键终止一个无限循环。
C++ 判断
判断结构要求程序员指定一个或多个要评估或测试的条件，以及条件为真时要执行的语句（必需的）和条件为假时要执行的语句（可选的）。
下面是大多数编程语言中典型的判断结构的一般形式：
判断语句
C++ 编程语言提供了以下类型的判断语句。点击链接查看每个语句的细节。
| 语句 | 描述 |
| 一个 if 语句 由一个布尔表达式后跟一个或多个语句组成。 | |
| 一个 if 语句 后可跟一个可选的 else 语句 ，else 语句在布尔表达式为假时执行。 | |
| 您可以在一个 if 或 else if 语句内使用另一个 if 或 else if 语句。 | |
| 一个 switch 语句允许测试一个变量等于多个值时的情况。 | |
| 您可以在一个 switch 语句内使用另一个 switch 语句。 |
? : 运算符
我们已经在前面的章节中讲解了 条件运算符 ? :，可以用来替代 if...else 语句。它的一般形式如下：
Exp1 ? Exp2 : Exp3;
其中，Exp1、Exp2 和 Exp3 是表达式。请注意，冒号的使用和位置。
? 表达式的值是由 Exp1 决定的。如果 Exp1 为真，则计算 Exp2 的值，结果即为整个 ? 表达式的值。如果 Exp1 为假，则计算 Exp3 的值，结果即为整个 ? 表达式的值。
C++ 函数
函数是一组一起执行一个任务的语句。每个 C++ 程序都至少有一个函数，即主函数 main() ，所有简单的程序都可以定义其他额外的函数。
您可以把代码划分到不同的函数中。如何划分代码到不同的函数中是由您来决定的，但在逻辑上，划分通常是根据每个函数执行一个特定的任务来进行的。
函数声明告诉编译器函数的名称、返回类型和参数。函数定义提供了函数的实际主体。
C++ 标准库提供了大量的程序可以调用的内置函数。例如，函数 strcat() 用来连接两个字符串，函数 memcpy() 用来复制内存到另一个位置。
函数还有很多叫法，比如方法、子例程或程序，等等。
定义函数
C++ 中的函数定义的一般形式如下：
return_type function_name( parameter list )
{
body of the function
}
在 C++ 中，函数由一个函数头和一个函数主体组成。下面列出一个函数的所有组成部分：
- 返回类型：一个函数可以返回一个值。return_type 是函数返回的值的数据类型。有些函数执行所需的操作而不返回值，在这种情况下，return_type 是关键字 void。
- 函数名称：这是函数的实际名称。函数名和参数列表一起构成了函数签名。
- 参数：参数就像是占位符。当函数被调用时，您向参数传递一个值，这个值被称为实际参数。参数列表包括函数参数的类型、顺序、数量。参数是可选的，也就是说，函数可能不包含参数。
- 函数主体：函数主体包含一组定义函数执行任务的语句。
实例
以下是 max() 函数的源代码。该函数有两个参数 num1 和 num2，会返回这两个数中较大的那个数：
// 函数返回两个数中较大的那个数
int max(int num1, int num2)
{
// 局部变量声明
int result;
if (num1 > num2)
result = num1;
else
result = num2;
return result;
}
函数声明
函数声明会告诉编译器函数名称及如何调用函数。函数的实际主体可以单独定义。
函数声明包括以下几个部分：
return_type function_name( parameter list );
针对上面定义的函数 max()，以下是函数声明：
int max(int num1, int num2);
在函数声明中，参数的名称并不重要，只有参数的类型是必需的，因此下面也是有效的声明：
int max(int, int);
当您在一个源文件中定义函数且在另一个文件中调用函数时，函数声明是必需的。在这种情况下，您应该在调用函数的文件顶部声明函数。
调用函数
创建 C++ 函数时，会定义函数做什么，然后通过调用函数来完成已定义的任务。
当程序调用函数时，程序控制权会转移给被调用的函数。被调用的函数执行已定义的任务，当函数的返回语句被执行时，或到达函数的结束括号时，会把程序控制权交还给主程序。
调用函数时，传递所需参数，如果函数返回一个值，则可以存储返回值。例如：
实例
#include iostream>
using namespace std;
// 函数声明
int max(int num1, int num2);
int main ()
{
// 局部变量声明
int a = 100;
int b = 200;
int ret;
// 调用函数来获取最大值
ret = max(a, b);
cout "Max value is : " ret endl;
return 0;
}
// 函数返回两个数中较大的那个数
int max(int num1, int num2)
{
// 局部变量声明
int result;
if (num1 > num2)
result = num1;
else
result = num2;
return result;
}
把 max() 函数和 main() 函数放一块，编译源代码。当运行最后的可执行文件时，会产生下列结果：
Max value is : 200
函数参数
如果函数要使用参数，则必须声明接受参数值的变量。这些变量称为函数的形式参数。
形式参数就像函数内的其他局部变量，在进入函数时被创建，退出函数时被销毁。
当调用函数时，有三种向函数传递参数的方式：
| 调用类型 | 描述 |
| 该方法把参数的实际值赋值给函数的形式参数。在这种情况下，修改函数内的形式参数对实际参数没有影响。 | |
| 该方法把参数的地址赋值给形式参数。在函数内，该地址用于访问调用中要用到的实际参数。这意味着，修改形式参数会影响实际参数。 | |
| 该方法把参数的引用赋值给形式参数。在函数内，该引用用于访问调用中要用到的实际参数。这意味着，修改形式参数会影响实际参数。 |
默认情况下，C++ 使用传值调用来传递参数。一般来说，这意味着函数内的代码不能改变用于调用函数的参数。之前提到的实例，调用 max() 函数时，使用了相同的方法。
参数的默认值
当您定义一个函数，您可以为参数列表中后边的每一个参数指定默认值。当调用函数时，如果实际参数的值留空，则使用这个默认值。
这是通过在函数定义中使用赋值运算符来为参数赋值的。调用函数时，如果未传递参数的值，则会使用默认值，如果指定了值，则会忽略默认值，使用传递的值。请看下面的实例：
实例
#include iostream>
using namespace std;
int sum(int a, int b=20)
{
int result;
result = a + b;
return (result);
}
int main ()
{
// 局部变量声明
int a = 100;
int b = 200;
int result;
// 调用函数来添加值
result = sum(a, b);
cout "Total value is :" result endl;
// 再次调用函数
result = sum(a);
cout "Total value is :" result endl;
return 0;
}
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：
Total value is :300 Total value is :120
Lambda 函数与表达式
C++11 提供了对匿名函数的支持,称为 Lambda 函数(也叫 Lambda 表达式)。
Lambda 表达式把函数看作对象。Lambda 表达式可以像对象一样使用，比如可以将它们赋给变量和作为参数传递，还可以像函数一样对其求值。
Lambda 表达式本质上与函数声明非常类似。Lambda 表达式具体形式如下:
[capture](parameters)->return-type{body}
例如：
[](int x, int y){ return x < y ; }
如果没有返回值可以表示为：
[capture](parameters){body}
例如：
[]{ ++global_x; }
在一个更为复杂的例子中，返回类型可以被明确的指定如下：
[](int x, int y) -> int { int z = x + y; return z + x; }
本例中，一个临时的参数 z 被创建用来存储中间结果。如同一般的函数，z 的值不会保留到下一次该不具名函数再次被调用时。
如果 lambda 函数没有传回值（例如 void），其返回类型可被完全忽略。
在Lambda表达式内可以访问当前作用域的变量，这是Lambda表达式的闭包（Closure）行为。 与JavaScript闭包不同，C++变量传递有传值和传引用的区别。可以通过前面的[]来指定：
[] // 沒有定义任何变量。使用未定义变量会引发错误。 [x, &y] // x以传值方式传入（默认），y以引用方式传入。 [&] // 任何被使用到的外部变量都隐式地以引用方式加以引用。 [=] // 任何被使用到的外部变量都隐式地以传值方式加以引用。 [&, x] // x显式地以传值方式加以引用。其余变量以引用方式加以引用。 [=, &z] // z显式地以引用方式加以引用。其余变量以传值方式加以引用。
另外有一点需要注意。对于[=]或[&]的形式，lambda 表达式可以直接使用 this 指针。但是，对于[]的形式，如果要使用 this 指针，必须显式传入：
[this]() { this->someFunc(); }();
C++ 数字
通常，当我们需要用到数字时，我们会使用原始的数据类型，如 int、short、long、float 和 double 等等。这些用于数字的数据类型，其可能的值和数值范围，我们已经在 C++ 数据类型一章中讨论过。
C++ 定义数字
我们已经在之前章节的各种实例中定义过数字。下面是一个 C++ 中定义各种类型数字的综合实例：
实例
#include iostream>
using namespace std;
int main ()
{
// 数字定义
short s;
int i;
long l;
float f;
double d;
// 数字赋值
s = 10;
i = 1000;
l = 1000000;
f = 230.47;
d = 30949.374;
// 数字输出
cout "short s :" s endl;
cout "int i :" i endl;
cout "long l :" l endl;
cout "float f :" f endl;
cout "double d :" d endl;
return 0;
}
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：
short s :10 int i :1000 long l :1000000 float f :230.47 double d :30949.4
C++ 数学运算
在 C++ 中，除了可以创建各种函数，还包含了各种有用的函数供您使用。这些函数写在标准 C 和 C++ 库中，叫做内置函数。您可以在程序中引用这些函数。
C++ 内置了丰富的数学函数，可对各种数字进行运算。下表列出了 C++ 中一些有用的内置的数学函数。
为了利用这些函数，您需要引用数学头文件 。
| 序号 | 函数 & 描述 |
| 1 | double cos(double); 该函数返回弧度角（double 型）的余弦。 |
| 2 | double sin(double); 该函数返回弧度角（double 型）的正弦。 |
| 3 | double tan(double); 该函数返回弧度角（double 型）的正切。 |
| 4 | double log(double); 该函数返回参数的自然对数。 |
| 5 | double pow(double, double); 假设第一个参数为 x，第二个参数为 y，则该函数返回 x 的 y 次方。 |
| 6 | double hypot(double, double); 该函数返回两个参数的平方总和的平方根，也就是说，参数为一个直角三角形的两个直角边，函数会返回斜边的长度。 |
| 7 | double sqrt(double); 该函数返回参数的平方根。 |
| 8 | int abs(int); 该函数返回整数的绝对值。 |
| 9 | double fabs(double); 该函数返回任意一个浮点数的绝对值。 |
| 10 | double floor(double); 该函数返回一个小于或等于传入参数的最大整数。 |
下面是一个关于数学运算的简单实例：
实例
#include iostream>
#include cmath>
using namespace std;
int main ()
{
// 数字定义
short s = 10;
int i = -1000;
long l = 100000;
float f = 230.47;
double d = 200.374;
// 数学运算
cout "sin(d) :" sin(d) endl;
cout "abs(i) :" abs(i) endl;
cout "floor(d) :" floor(d) endl;
cout "sqrt(f) :" sqrt(f) endl;
cout "pow( d, 2) :" pow(d, 2) endl;
return 0;
}
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：
sin(d) :-0.634939 abs(i) :1000 floor(d) :200 sqrt(f) :15.1812 pow( d, 2 ) :40149.7
C++ 随机数
在许多情况下，需要生成随机数。关于随机数生成器，有两个相关的函数。一个是 rand()，该函数只返回一个伪随机数。生成随机数之前必须先调用 srand() 函数。
下面是一个关于生成随机数的简单实例。实例中使用了 time() 函数来获取系统时间的秒数，通过调用 rand() 函数来生成随机数：
实例
#include iostream>
#include ctime>
#include cstdlib>
using namespace std;
int main ()
{
int i,j;
// 设置种子
srand( (unsigned)time( NULL ) );
/* 生成 10 个随机数 */
for( i = 0; i < 10; i++ )
{
// 生成实际的随机数
j= rand();
cout "随机数： " j endl;
}
return 0;
}
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：
随机数： 1748144778 随机数： 630873888 随机数： 2134540646 随机数： 219404170 随机数： 902129458 随机数： 920445370 随机数： 1319072661 随机数： 257938873 随机数： 1256201101 随机数： 580322989
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