【C++ 筆記】迴圈（loop） - part 6
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目錄（Table of Contents）：

[TOC]

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很感謝你點進來這篇文章。

你好，我並不是什麼 C++、程式語言的專家，所以本文若有些錯誤麻煩請各位鞭大力一點，我極需各位的指正及指導！！本系列文章的性質主要以詼諧的口吻，一派輕鬆的態度自學程式語言，如果你喜歡，麻煩留言說聲文章讚讚吧！

三大迴圈式
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### while 迴圈
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while 迴圈語法：

while(condition)
{
   statement(s);
}

while 迴圈可以帶有條件，條件成立（True）時才會執行 `statement(s);` 的區塊。

True 時，一直執行直到 False 停止，跳出 while 迴圈。


Image Source：[While迴圈 - 維基百科，自由的百科全書](https://zh.wikipedia.org/wiki/While%E8%BF%B4%E5%9C%88)

以下是一個簡單範例：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int number, sum = 0, i = 1;

    cout << "請輸入一個正整數：";
    cin >> number;

    // 使用 while 迴圈計算總和
    while (i <= number) {
        sum += i;
        i++;
    }

    cout << "從 1 加到 " << number << " 的總和是： " << sum << endl;

    return 0;
}

### for 迴圈
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for 迴圈語法：

for ( init; condition; increment )
{
   statement(s);
}

如同大多數程式語言一樣，for 迴圈就是做類似等差數列的遞增遞減。

在 C++ 中，init 被認定為設定初始值，通常設定為 i, j, k ....，以 i 為例，init 處會設定成 i = 0。

condition：與 while 迴圈一樣，條件必須是 True 才能執行迴圈，直到條件 False 為止。

increment：針對初始值 init 所需設定的增加量，比如說 i++、i*2 等等，這會在每一次迴圈執行完後，再次執行此語法。


Image Source：[For loop - Wikipedia](https://en.wikipedia.org/wiki/For_loop)

最重要的就是練習！以下是一些練習範例：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int number;

    cout << "請輸入一個正整數：";
    cin >> number;

    // 使用 for 迴圈列印九九乘法表
    cout << "數字 " << number << " 的乘法表：" << endl;
    for (int i = 1; i <= 9; i++) {
        cout << number << " x " << i << " = " << (number * i) << endl;
    }

    return 0;
}

註：init 不一定是要設定全新的變數，也可設定外部變數，如下：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int number, i;

    cout << "請輸入一個正整數：";
    cin >> number;

    // 使用 for 迴圈列印九九乘法表
    cout << "數字 " << number << " 的乘法表：" << endl;
    for (i = 1; i <= 9; i++) {
        cout << number << " x " << i << " = " << (number * i) << endl;
    }

    return 0;
}

再來一題！

#include <iostream>
using namespace std;
 
int main ()
{
   for( int a = 10; a < 20; a = a + 1 )
   {
       cout << "a 的值：" << a << endl;
   }
 
   return 0;
}

Source：https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-for-loop.html

### 補充：三個運算式可省略

for 迴圈當中的 init、condition、increment 是可以省略的，但唯一要注意不能省略分號。

***不能省略分號！***
***不能省略分號！***
***不能省略分號！***

很重要所以說三次。

例：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int sum, i;
    for(i=1; i<=100; i++) {
        sum += i;
    }
    cout << sum;

    return 0;
}

可以寫成：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int sum, i=1;
    for(;i<=100;) {
        sum += i;
        i++; // 須注意, 拿掉 increment 後要自己加上去
    }
    cout << sum;

    return 0;
}

而 for 迴圈的第二個運算式也是可以拿掉的，如下：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    for (;;){
        cout << 1;
    }

    return 0;
}

這樣子你就得到了無限循環的 1111111 ......。

如果自己沒有填寫的話，C++ 預設運算式 2（condition）為 1，也就是永遠為 True，形成一個無限迴圈。

### do...while
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do...while 語法：

do
{
   statement(s);

}while( condition );

do...while 就是**先做後判斷**，必須先執行內部程式碼，再來進行迴圈判斷，本質上與 while 是相同的，但仍有些許差異。

生活上的應用有許多是用到 do...while的，例如：自動販賣機必須先投錢，再檢查錢幣面額；密碼輸入時，也必須要由用戶先輸入，再從後端檢查密碼是否相符等等。


Image Source：[Do while loop - Wikipedia](https://en.wikipedia.org/wiki/Do_while_loop)

以下是一個簡單範例：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int number, sum = 0;

    // 使用 do...while 迴圈進行輸入和累加
    do {
        cout << "請輸入一個數字（輸入 0 結束）：";
        cin >> number;
        sum += number;
    } while (number != 0);

    cout << "所有輸入數字的總和是：" << sum << endl;

    return 0;
}

二大迴圈控制式
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### break
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用途：

1. 中斷迴圈執行，直接跳出迴圈，無論迴圈條件是否已達到 True。
2. 中斷 switch 語句中的 case。

以下是一範例：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int number;

    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
        cout << "請輸入一個正整數（輸入負數結束）：";
        cin >> number;

        // 如果輸入的是負數, 跳出迴圈
        if (number < 0) {
            cout << "輸入了負數，程式提前結束" << endl;
            break;
        }

        cout << "第 " << i << " 次輸入的數字是：" << number << endl;
    }

    cout << "程式執行完畢" << endl;

    return 0;
}

### continue
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與 break 相似但不同，continue 是中斷目前執行的迴圈，直接進行下一次的迴圈，並不會直接跳出迴圈哦。

以下是一範例：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int number;

    cout << "請輸入一個正整數範圍（輸出範圍內的奇數）：";
    cin >> number;

    cout << "範圍內的奇數為：" << endl;
    for (int i = 1; i <= number; i++) {
        if (i % 2 == 0) {
            continue; // 如果數字是偶數, 跳過本次迴圈
        }
        cout << i << " "; // 僅列印奇數
    }

    cout << endl << "程式執行完畢" << endl;
    return 0;
}

總結
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本文主要介紹 C++ 中的三種迴圈結構：while 迴圈、for 迴圈、do...while 迴圈。

### 三大迴圈式
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#### while 迴圈

語法：`while(condition) { statement(s); }`
當 condition 為 1，也就是 True 時才會執行 statement(s)，持續執行直到 condition = 0 為止，也就是 False。

範例：計算從 1 到輸入正整數的總和。

#### for 迴圈

語法：`for (init; condition; increment) { statement(s); }`
init 設定初始值，可視為等差數列的首項 a1；condition 即為迴圈執行的條件，同 while 解釋；increment 設定欲在每次迴圈時增加的值，可視為等差數列的公差 d。

範例：列印九九乘法表，並可省略初始值、條件或增量，但必須保留分號。

#### do...while 迴圈
語法：`do { statement(s); } while(condition);`

:::success
注意這個結構要在最後面加上分號。
:::

先執行一次內部程式碼，再檢查條件，確保至少執行一次。其餘同 while。
示例：用於累加輸入的數字，直到輸入零為止。

### 二大迴圈控制式
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#### break

用於中斷迴圈的執行，無論條件是否達成。
範例：當用戶輸入負數時，提前結束輸入迴圈。

#### continue

用於跳過當前迴圈的剩餘部分，直接進入下一次迴圈。
示例：在範圍內輸出奇數，偶數則跳過。

參考資料
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[C++ While Loop - GeeksforGeeks](https://www.geeksforgeeks.org/cpp-while-loop/)

[C++ Loops - GeeksforGeeks](https://www.geeksforgeeks.org/cpp-loops/)

[C++ For Loop](https://www.w3schools.com/cpp/cpp_for_loop.asp)

[C++ 循环 | 菜鸟教程](https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-loops.html)

[C++ continue 语句 | 菜鸟教程](https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-continue-statement.html)

[C++ break 语句 | 菜鸟教程](https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-break-statement.html)

[C++ do…while 循环 | 菜鸟教程](https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-do-while-loop.html)

[C++ while 循环 | 菜鸟教程](https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-while-loop.html)

[C++ for 循环 | 菜鸟教程](https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-for-loop.html)