C++流程控制语句：构建结构化程序的核心逻辑

C++ 流程控制语句：构建结构化程序的核心逻辑

流程控制语句是结构化编程（Structured Programming）的三大支柱之一（顺序、选择、循环），它们决定了程序“下一步该执行哪一段代码”。C++ 继承了 C 的控制结构，并保持了向后兼容性，同时在现代 C++ 中鼓励更清晰、更安全的写法。

1. 结构化编程三大基本结构（Dijkstra 1968 提出）

• 顺序结构：代码从上到下依次执行（默认）
• 选择结构：根据条件执行不同代码块（if / else / switch）
• 循环结构：重复执行某段代码（for / while / do-while）

goto 被认为破坏结构化（“ spaghetti code”），现代 C++ 强烈不推荐在普通代码中使用。

2. 选择结构（Selection / Branching）

2.1 if / else / else if

最常用、最灵活的选择结构。

if (condition1) {
    // ...
} else if (condition2) {
    // ...
} else {
    // ...
}

现代写法建议（C++17+）：

if (auto it = m.find(key); it != m.end()) {
    // 使用 it->second
} else {
    // 未找到
}

2.2 switch（多路分支）

适合离散值判断（整数、枚举、字符），比多重 if-else 更清晰。

switch (grade) {
    case 'A': std::cout << "优秀\n";   break;
    case 'B': std::cout << "良好\n";   break;
    case 'C':
    case 'D': std::cout << "及格\n";   break;
    default:  std::cout << "不及格\n";
}

C++17 新特性：初始化语句

switch (int code = getErrorCode(); code) {
    case 0:   /* OK */    break;
    case -1:  /* 失败 */  break;
    default:  /* 未知 */  break;
}

注意：

• 缺少 break 会贯穿（fall-through），有时故意用（标注 [[fallthrough]]; C++17+）
• 表达式必须是整型/枚举/可转换为整型的类型（C++20 前不能直接用 string）

3. 循环结构（Iteration / Looping）

循环类型	适用场景	至少执行次数	条件检查时机	现代 C++ 推荐指数
for	已知循环次数、范围遍历	0 次	进入前	★★★★★
while	未知次数、直到条件不满足	0 次	进入前	★★★★☆
do-while	至少执行一次（如菜单、输入验证）	1 次	结束时	★★★☆☆
范围 for	容器/数组遍历（C++11+）	0 次	—	★★★★★

3.1 经典 for 循环（三部分写法）

for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    // ...
}

C++17+ 带初始化

for (size_t i = 0; auto& elem : vec; ++i) {
    // 既能用索引 i，也能用 elem
}

3.2 范围 for（range-based for loop）——现代首选

std::vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};

// 读
for (int x : v) { ... }                // 拷贝
for (const auto& x : v) { ... }        // 推荐：避免拷贝
for (auto& x : v) { x *= 2; }          // 可修改

// C++20+ 带索引（需要 <ranges> 或第三方）
for (auto [i, elem] : std::views::enumerate(v)) {
    std::cout << i << ": " << elem << '\n';
}

3.3 while 与 do-while

while (condition) {
    // 可能一次都不执行
}

do {
    // 至少执行一次
} while (condition);

经典使用 do-while 的场景：

• 强制用户输入正确格式
• 菜单循环（先显示菜单再判断是否退出）

4. 循环控制语句：改变默认流程

语句	作用	适用范围	注意事项
break	立即跳出当前循环 / switch	for/while/do/switch	只跳出最近一层循环
continue	跳过本次循环剩余部分，进入下一次	for/while/do	不跳出循环，只跳过当前迭代
goto	无条件跳转到标签	任意位置	强烈不推荐（除极特殊错误处理外）
return	立即结束当前函数，返回值	函数体内	可带返回值，也可 void 函数用 return;

现代替代 goto 的写法（RAII + 作用域）：

// 不要这样写 goto
if (error) goto cleanup;

// 推荐：用作用域 + RAII
{
    Resource r1;  // 自动析构
    if (error1) return error_code;

    Resource r2;
    if (error2) return error_code;

    // 正常逻辑
}

5. 快速对比总结表（面试/复习用）

控制结构	关键字	执行次数	典型场景	现代 C++ 偏好写法
单分支	if	0~1	简单条件判断	if constexpr (C++17)
多分支	if-else / switch	0~1	枚举、状态机、菜单	switch + [[fallthrough]]
计数循环	for	0~N	已知次数、数组遍历	range-based for + std::views
条件循环	while	0~N	未知次数、读取直到 EOF	while (std::cin >> x)
先执行后判断	do-while	1~N	至少一次（如输入验证）	—
无限循环	for(;;) / while(true)	直到 break	服务器主循环、游戏循环	for(;;) { … if (quit) break; }

6. 现代 C++ 推荐的“结构化”心态

• 优先用范围 for 遍历容器
• 用 if 初始化 和 if constexpr 减少嵌套
• 用 structured bindings（C++17）解构 pair/tuple
• 尽量避免深层嵌套（超过 3 层考虑提函数）
• 用 RAII + 早返回 代替 goto 和深层 if-else
• 无限循环用 for(;;) 而不是 while(1)（更清晰意图）

你现在最常写的循环是哪一种？
项目里有没有特别讨厌的多层嵌套 if / 循环？
或者想看某个具体场景的现代写法对比（比如处理输入验证、状态机、遍历嵌套容器等），可以直接告诉我～