C++ 循环障碍

在编写 C++ 代码时，循环是一个非常常用的结构。循环可以让我们重复执行一些操作，并且可以用于遍历数据结构、控制程序流程等等。

然而，在使用循环结构时，我们可能会遇到一些障碍。在本文中，我们将讨论一些常见的循环障碍，并提供解决方案。

1. 循环次数不确定

有些时候，我们在编写循环时并不知道循环要执行多少次。例如，当我们要从某个输入流中读取数据时，我们不知道有多少数据可以读入。

解决方案：使用 while 循环。while 循环会在条件满足的情况下一直执行，直到条件不满足为止。

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    int num;
    while (cin >> num) {
        // 处理读入的数据
    }
    return 0;
}

上面的代码将从标准输入流中不断读入数据，直到输入流结束。

2. 循环终止条件不容易确定

有些时候，我们需要在循环中判断一些复杂的条件才能决定是否终止循环。例如，当我们要遍历一颗二叉树时，我们需要判断节点指针是否为空才能决定是否终止循环。

解决方案：使用 do-while 循环。do-while 循环会在第一次执行时先执行一次循环体，然后在满足条件的情况下继续执行，直到条件不满足为止。

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    int num;
    do {
        cin >> num;
        // 处理读入的数据
    } while (num != -1);
    return 0;
}

上面的代码将从标准输入流中读入数据，并在读入 -1 时终止循环。

3. 循环嵌套层数过多

有些时候，我们可能需要在循环中嵌套另一个循环来进行计算。然而，如果嵌套的层数过多，代码可能会变得难以理解和维护。

解决方案：使用函数或算法。将嵌套的循环封装为一个函数或算法，可以使代码更加模块化和易于维护。

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main() {
    vector<vector<int>> matrix;
    // 初始化 matrix
    int sum = 0;
    for (const auto &row : matrix) {
        sum += accumulate(row.begin(), row.end(), 0);
    }
    cout << sum << endl;
    return 0;
}

上面的代码使用了 STL 库中的 accumulate 算法来对二维矩阵进行求和，避免了使用嵌套循环的复杂性。

4. 循环中的变量重名

有些时候，我们可能需要在循环嵌套中定义循环变量。然而，如果变量命名不当，可能会引起变量重名的问题。

解决方案：使用作用域。在每次进入循环时，定义一个新的变量来保存循环计数器，使得变量具有不同的作用域。

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    int n = 10;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        // ...
        for (int j = i + 1; j < n; j++) {
            // ...
        }
        // ...
    }
    return 0;
}

上面的代码用作用域来避免了变量重名的问题。在外层循环中定义的 i 变量和内层循环中定义的 j 变量具有不同的作用域，避免了重名的问题。

结论

在编写循环结构时，我们可能会遇到一些障碍。这些障碍可能会使我们的代码难以理解和维护。在本文中，我们提供了一些常见的循环障碍，并提供了解决方案。希望这些内容能对你有所帮助。