程式 (program) 中的迴圈 (loop) 就是在特定程式區塊 (block) 中，重複執行相同的工作

C++ 中有四種迴圈，一種是 while 迴圈 (while loop) ，另一種則是 do-while 迴圈 (do-while loop) ，其餘兩種都是用關鍵字是 for ，簡稱 for 迴圈 (for loop) ， while 迴圈屬於前測試迴圈， do-while 迴圈屬於後測試迴圈，兩種 for 迴圈則用於固定次數的工作。

前測試迴圈是在迴圈主體開始前，先進行迴圈結束的條件測試，後測試迴圈則相反，在進行完迴圈主體的工作後，才進行迴圈結束的條件測試。

我們先來看看 while 迴圈的寫法

int i = 10 // 設定控制變數
while (i > 0) {
    // 迴圈工作區
    cout << i << endl;
    i--; // 調整控制變數值
}

這個迴圈所進行的工作很簡單，先在命令列上印出 10 ，然後一路倒數到 1 為止。迴圈有三個地方要注意

1. 設定控制變數
2. 結束條件測試
3. 調整控制變數值

while 迴圈的控制變數 (control variable) 必須在 while 之前就先設定好，此例中將控制變數 i 設定為 10 。然後進入 while 的地方，條件 (condition) 就在 while 之後的小括弧中，此例中為當控制變數 i 大於 0 時，迴圈便會重複執行。迴圈工作區，也就是 while 底下用大括弧圍住的程式區塊，這裡，我們只有簡單的印出控制變數 i 的值，迴圈工作區的最後需要有調整控制變數值的地方。

我們先寫成完整的範例，來編譯 (compile) 看看結果吧！

#include <iostream>

using namespace std;

int main(void) {
    cout << endl;
    int i = 10; // 設定控制變數
    while (i > 0) {
        // 迴圈工作區
        cout << i << endl;
        i--; // 調整控制變數值
    }

    cout << endl;

    return 0;
}

/* 《程式語言教學誌》的範例程式
   http://kaiching.org/
   檔名：while_demo.cxx
   功能：示範 while 陳述
   作者：張凱慶 */

編譯執行結果如下

當我們明確知道重複次數的時候，我們得利用控制變數來記錄 while 迴圈所進行次數，這樣 while 迴圈才會有結束的一天，不然若是三個與控制變數相關的部份，漏了任一部份時，就有可能導致無窮迴圈 (infinite loop) 的發生，例如

int i = 10 // 設定控制變數
while (i > 0) {
    // 迴圈工作區
    cout << i << endl;
    // 沒有調整控制變數值
}

這樣一來，控制變數 i 永遠大於 0 ，所以迴圈會一直重複執行，此例會不斷的在命令列印出 10 ，直到強制結束程式的執行為止。

以上的 while 迴圈是介紹有明確重複次數的用法，若是迴圈沒有明確重複次數，那就得另行設計結束迴圈的方式，例如控制變數等於某一個值之時，再利用 break 跳出迴圈。

do-while 迴圈是把結束條件放在最後，其餘跟 while 迴圈相同，也就是說，進入 do-while 迴圈是先做第一次，然後才進行條件測試，例如把上面的倒數計時程式改寫成 do-while 迴圈

int i = 10; // 設定控制變數
do {
    // 迴圈工作區
    cout << i << endl;
    i--; // 調整控制變數值
} while (i > 0);

關鍵字 do 後面的大括弧就是迴圈工作區，右大括弧之後才接關鍵字 while 進行迴圈條件測試，因此 do-while 迴圈無論無何都會先進行迴圈工作一次。

大多數的 do-while 也能夠用 while 替代，這方面視情況再選擇用後測試迴圈或前測試迴圈囉！

繼續看到 for 迴圈， for 迴圈有兩種，第一種是把控制變數的設定、迴圈結束條件測試、控制變數的調整全都寫在小括弧之中，如下

for (int i = 10; i > 0; i--) {
    cout << i << endl;
}

for 之後的小括弧用兩個分號區隔三個項目，依序是控制變數的設定、迴圈結束條件、控制變數的調整。這個 for 迴圈與上面的 while 迴圈功能完全相同，寫成完整的範例程式，如下

#include <iostream>

using namespace std;

int main(void) {
    cout << endl;
    for (int i = 10; i > 0; i--) {
        cout << i << endl;
    }
    cout << endl;

    return 0;
}

/* 《程式語言教學誌》的範例程式
   http://kaiching.org/
   檔名：for_demo.cxx
   功能：示範 for 陳述
   作者：張凱慶 */

在 for 迴圈習慣上會把控制變數的宣告直接放進小括弧中，當然也可以在小括弧外先宣告，然後才在小括弧裡設定初值。

編譯後執行，結果如下

小括弧中的兩個分號與條件是必須的，因此如果寫成

int i = 1;
for (; i > 0;) {
    cout << i << endl;
}

這會使 for 迴圈變成一個無窮迴圈。

至於第二種 for 迴圈，這是 C++11 新增的種類，可用控制變數暫存複合物件的元素，概念跟上述第一種 for 迴圈一樣，形式如下

for (auto i: a) {
    cout << i << endl;
}

以上的變數 a 是含有 auto 型態元素的複合資料型態，例如陣列，至於 auto 真實是什麼資料型態，由原始的 a 決定，這裡 i 宣告為 auto 的用意是讓編譯器自動配對資料型態。寫成完整例子如下

#include <iostream>

using namespace std;

int main(void) {
    int a[] = {10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1};

    cout << endl;
    for (auto i: a) {
        cout << i << endl;
    }
    cout << endl;

    return 0;
}

/* 《程式語言教學誌》的範例程式
   http://kaiching.org/
   檔名：for_demo2.cxx
   功能：示範 for 陳述
   作者：張凱慶 */

編譯後執行，結果如下

以上是 C++11 新增的寫法，如在命令列編譯請在編譯時加上參數 -std=c++11 ，或參考如何在 Geany 中編譯 C++11 等各種新 C++ 標準的程式。

習慣上， for 迴圈通常用於具有明確重複次數的迴圈，因為全部的控制機制都放在 for 之後的小括弧中， while 迴圈用於沒有明確重複次數的迴圈，例如接收使用者輸入的迴圈，當使用者輸入結束指令的時候，迴圈才會結束，不然程式會一直等待使用者的輸入。

倒是提醒一點， for 迴圈可以用 while 迴圈替代，反之亦然，自己偏好哪一種也就可以用哪一種囉！

迴圈的主要用途就是進行重複工作，這樣可以減少程式中一再重複相同的程式碼，另外還有一種可以有效減少相同程式碼的概念就是函數 (function) 了，接下來我們繼續討論函數吧！

相關教學影片

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