第3.5章: for

`for` 语句

for 循环是重复执行语句的另一种方式。它由三部分组成：


for (init; cond; step) {
    body
}

init：在循环开始前执行一次
cond：在每次迭代前检查
step：在每次迭代后执行
body：条件为真时每次执行的语句

和之前一样，如果循环体什么也不做，; 可以是空语句。


        ┌───────────────┐
        │     init       │   (runs once)
        └───────┬───────┘
                │
                ▼
        ┌───────────────┐
┌────▶│     cond       │─── false ───▶ loop ends
│     └───────┬───────┘
│             │ true
│             ▼
│     ┌───────────────┐
│     │     body       │
│     └───────┬───────┘
│             │
│             ▼
│     ┌───────────────┐
└─────│      step      │
        └───────┬───────┘
                │
                └─────────────── back to cond

始终使用 `{ }`

与 if 和 while 一样，初学者应当始终使用花括号。

❌ 错误


for (i = 0; i != 5; ++i)
    print(i, "\n");
    print("done\n");   // NOT inside the loop

✔️ 正确


for (i = 0; i != 5; ++i) {
    print(i, "\n");
}
print("done\n");

初始化语句

for 循环可以在 init 部分声明变量。


for (::std::int_least32_t i = 0; i != 5; ++i) {
    println("i=", i);
}

该变量（i）只存在于循环内部。

示例：对 `[0, 100)` 求和

for 循环非常适合在某个范围上迭代。


::std::uint_least32_t sum{};

for (::std::uint_least32_t i{}; i != 100; ++i) {
    sum = sum + i;
}

println("sum of [0,100) = ", sum);

和之前一样，固定上限时我们优先用 !=。

示例：只对 3 的倍数求和

你可以把 for 与 if 结合来筛选值。


::std::uint_least32_t sum{};

for (::std::uint_least32_t i{}; i != 100; ++i) {
    if (i % 3 == 0) {
        sum = sum + i;
    }
}

println("sum of multiples of 3 in [0,100) = ", sum);

死循环

死循环（无限循环）可以用 for 写出：


for (;;) {
    ;
}

三个部分全部省略，因此没有任何东西能让循环停下来。

根据 C++ 标准，这种形式的行为等同于：


while (true) {
    ;
}

除非循环体内有东西跳出去，否则两个循环都会永远运行。

空循环体循环

有时所有工作都在 step 表达式中完成：


for (::std::uint_least32_t i{}; i != 10; ++i)
    ;   // empty body

这是合法的，但应当谨慎使用。

风格说明

在 C++ 中，我们一般更倾向于：

循环到固定上限时，用 != 而不是 <
用 < 而不是 >，因为它读起来更自然

这些约定让循环更易读、更不容易出错。

要点

for 有四个部分：初始化语句、条件、步进，以及循环体语句。
初始化语句：两种变量声明形式都允许。
范围循环：固定上限时优选 !=。
筛选：把 for 与 if 结合以选出需要的值。
死循环：for(;;) 永不结束。
空循环体：允许，但应当有意识地使用。
清晰性：始终使用 { } 以避免出错。