1.4 控制结构
计算机最神奇的地方在于能够按照人指定的方式执行，且高效无误。比如有一组成绩数据，去除最高分和最低分，然后计算平均分，写好算法后，只要输入数据，程序会自动算出结果。算法步骤如下：
（1）将成绩按照高低排序，去除最高分和最低分。
（2）计算剩余成绩的总分数。
（3）总分数除以数目，得到平均分。
分析以上步骤，排序要判断两个成绩的高低，计算总成绩要重复地累加，因此程序需要一种机制来进行逻辑判断和循环计算，C++提供了if/else结构进行逻辑判断，while、for结构进行循环计算，所有复杂的算法都是基于这几种控制结构而成的。
1.4.1 if/else选择结构
if/else选择结构是一种常见的结构，例如：如果（if）周末天气不错，我就出去玩，否则（else）我就在家学习。if表达式判断条件语句是否为真，若为真执行if块内的语句，否则跳转到else块内执行。可以只有一个if语句，也可以有多个else，也可以在if/else里面嵌套多层if/else。
【实例1-13】利用if/else判断语句输出结果。
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
double d1=40;
if(d1>=80) //如果大于等于80
cout<<d1<<" 良好"<<endl;
else if(d1>=60) //小于80，如果大于等于60
cout<<d1<<" 及格"<<endl;
else //小于60
{
cout<<d1<<" 不及格"<<endl; //执行{}块内的语句
cout<<"要努力了！"<<endl;
}
return 0;
}
编译运行，结果如图1-15所示。使用多个if/else控制语句时应注意代码的缩进和{}的使用，以便快速查找匹配的if/else。若用{}包括多行语句，执行该块内的语句，否则执行到第一个分号处。
图1-15 if/else结构
1.4.2 while循环结构
重复性计算是计算机程序最实用的功能，随着计算机硬件计算性能的飞速提升，一秒钟能完成上亿次的运算，充分利用其计算能力可以大大提高工作效率。C++提供多种方式实现循环计算，如while、do-while、for循环。
while循环有一个条件语句，在该条件为假之前，循环一直持续下去。若while循环一直持续下去，就会陷入死循环，造成程序瘫痪，需要在循环体里改变变量值，使条件语句在某时刻为假，从而退出循环。或者使用跳出循环体语句break;。
使用while循环时，首先检查条件语句是否成立，若第一次就不成立，则不进入循环体。若要循环体至少执行一次，使用do-while循环，先执行一次循环体，然后判断条件语句是否成立。第一次循环之后，while和do-while没有区别。
【实例1-14】利用while循环计算整数a的素数组合因子，如48的素数组合因子为2、2、2、2、3。
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a=48;
int i=2; //测试因子（从2到a）
cout<<a<<"的因子：";
while(a!=1) //若a已除尽，退出循环
{
if(a%i==0) //若a能被i整除
{
a=a/i; //除去i后的值，若a为1，则已除尽
cout<<i<<" "; //输出素数因子
}
else //若a不能被i整除，因子自增
i++;
}
cout<<endl;
return 0;
}
编译运行，结果如图1-16所示。i作为测试因子，从2开始递增测试，若a能够整除i，则将a变为整除后的值，同时输出因子i。反复测试i直到a不能整除i，如a=48，i=2，a/i后，a=24，输出i，再次执行a/i后，a=12，输出i，直到a不能整除i时，i递增为3，依此类推，直到a等于1时退出循环体。
图1-16 while循环
1.4.3 break和continue语句
break语句用于终止循环，例如要查找某用户名对应的密码，当查找到对应密码后即可停止循环。continue语句用于终止本次循环，直接进入下一次循环，例如查找到的用户名不是想要找的用户名，就没必要继续查看对应的密码，直接查找下一个。若有多层嵌套循环，break只退出该语句所在的循环体，continue同理。
【实例1-15】查找2000～3000范围内第一个可被168整除的数。
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int i=2000; //从2000开始逐个测试
while(i<=3000) //若i小于等于3000，执行循环体
{
if(i%168==0) //若i能被168整除
{
cout<<i<<" "; //输出i
break; //跳出循环体
}
i++; //i自增
}
return 0;
}
编译运行，计算出i为2016。从2000开始逐个数进行判断，若能被168整除，输出值并退出循环体，否则递增值，判断下一个值是否满足条件。若测试值大于3000，则不再执行循环体。
1.4.4 for循环结构
for循环类似于while循环，不同之处在于for循环将初始化、条件判断、变量递增放在一起，如上一节的实例代码中，int i=2000;为初始化，i<=3000为条件判断，i++;为变量递增，用for循环结构表示就是for(int i=2000;i<=3000;i++) ，括号内至少有两个分号，内容可以为空，如for(; ;)，其他同while循环。
【实例1-16】计算1～99的累加和。
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int sum=0; //总和
for(int i=1;i<=99;i++) //从1到99逐个计算
{
sum+=i; //将i加到sum中
}
cout<<"1+2+…+99 = "<<sum<<endl; //输出累加和
return 0;
}
编译运行，计算结果为4950。利用for循环初始化i为1，循环条件为i<=99，每次循环变量i递增1，将1～99中的每个数都加到sum中，得到累加和。
Tips for循环的( )中定义的变量i，在标准C++中规定是局部变量，仅在for循环内部可用。在VC6.0环境中i在for循环体之后仍可使用，相当于int i=0; for(i=0;…){} ，这是VC6.0的自身不规范造成的，Visual Studio 2005等高级版本符合标准C++规范，常用解决方法是把int i=0;提取出来作为一个单独的表达式，放到for循环之前，避免在不同环境下造成混乱。
1.4.5 switch多选结构
switch结构用于多种可能结果的分类操作，例如选择计算类型，若为加法，执行相加运算，若为除法，执行相除运算。若使用if/else结构也可，但不够简练直观。
switch()内的变量或表达式必须是整型值，或者能够自动转换为整型的类型。每种可能结果都是一个case子句，可执行不同的操作，case子句后需要有break语句，否则将继续执行后面的case子句。可有一个默认的default子句，若所有case都不匹配，执行default子句。
【实例1-17】利用switch语句根据运算符类型，执行不同的运算。
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
char ch='*'; //运算类型
int a=120;
int b=30;
double result=0; //结果
switch(ch) //根据运算类型不同决定计算方式
{
case '+': //若为加
result=a+b;break;
case '-': //若为减
result=a-b;break;
case '*': //若为乘
result=a*b;break;
case '/': //若为除
result=(double)a/b;break;
}
cout<<"运算类型 "<<ch<<" 结果 "<<result<<endl;
return 0;
}
编译运行，结果如图1-17所示。若在case子句后不使用break语句，则继续执行后面的case子句，直到遇到break语句跳出switch语句块。
图1-17 switch结构