第 07 课：循环结构（一）——从 if 到 while，再到 for

本课定位：前六课写的程序都有一个共同点：每句话只执行一次。可现实里很多任务天生就是重复的——把 1 到 100 打印出来、把 1 到 n 加起来、数一数 1 到 n 里有几个是 3 的倍数。这些活交给计算机，几行就能办完，靠的就是循环。本课先想清楚“为什么要循环”，再一步步把已经学过的 if 改造成 while，最后升级成更紧凑的 for；然后用循环做三件最常见的事：输出、求和、求个数。

建议时长：90 分钟（含课堂练习）。

前置条件：会写完整的 if / else；会用关系运算符 >、<、>=、<=、== 和 % 判断整除；能用 cin / cout 完成输入输出。

0. 本节知识地图

前六课：一句一句往下走，每句只做一次

    读入 n ──► 判断 ──► 输出 ──► 结束

这节课：让某一段话自己重复

        ┌───────────────┐
        │    循环体      │◄─────┐
        └───────┬───────┘      │
                │              │ 条件还成立？
                ▼              │
            检查条件 ──────────┘
                │
             不成立
                ▼
             接着往下走

    if  ──►  while  ──►  for

    if    ：条件成立，做一次
    while ：条件成立就做一次，做完回来再问一次……
    for   ：把“起点、条件、每轮怎么变”三件事收进一行

学完本课，学员要能用一句话说清楚：循环就是“条件成立就做一遍，做完回到条件再问一次，直到条件不成立为止”。

1. 先看一个问题：让计算机重复做事

要求：把 1 打印出来。我们已经会写了：

#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    int i = 1;
    if (i <= 5) {          // 1 <= 5 成立
        cout << i << endl; // 输出 1
    }
    return 0;
}

运行结果：

1

现在把要求改成：把 1、2、3、4、5 都打印出来。用 if 只能打印一个数——因为 if 是“问一次，做一次”，做完就继续往下走了，不会回头再问。

想输出 5 个数，一个笨办法是写五遍：

int i = 1;
if (i <= 5) { cout << i << endl; }
i = i + 1;
if (i <= 5) { cout << i << endl; }
i = i + 1;
// ……一直写到 i = 5

五遍还行，可如果题目要打印到 100、到 1000 呢？这样写显然行不通。计算机最擅长的就是重复做同一件事，我们需要一种能让一段话自己转圈的写法。

2 从 if 到 while：让“做一次”变成“反复做”

盯着刚才的笨办法，会发现它反复在做两件事：

  1. 问一句“i <= 5 还成立吗？”；
  2. 成立就输出 i，然后让 i 往前走一步。

既然这两步要重复，就干脆把它们圈成一个圈。把 if 换成 while，把“往前走一步”也写进圈里，就得到：

#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    int i = 1;
    while (i <= 5) {     // 条件成立，就进圈做一遍
        cout << i << endl;
        i = i + 1;       // 关键：让 i 往前走
    }
    return 0;
}