C++程式執行的流程結構可以有三種：順序、分支和循環。除了最簡單的順序結構是預設的，分支和循環都需要使用專門的“流程控制語句”來定義。
1. 語句
C++中表示一步操作的一句代碼，就叫做“語句”（statement），大多數語句都是以分号“;”結尾的。C++程式運作的過程，其實就是找到主函數，然後從上到下順序執行每條語句的過程。
1.1 簡單語句
使用各種運算符，作用到資料對象上，就得到了“表達式”；一個表達式末尾加上分号，就構成了“表達式語句”（expression statement）。
表達式語句表示，要執行表達式的計算過程，并且丢棄最終傳回的結果。
int a = 0; // 變量定義并初始化語句
a + 1; // 算術表達式語句，無意義
++a; // 遞增語句，a的值變為1
cout << " a = " << a << endl; // 輸出語句
其中第二行a + 1; 是沒什麼意義的，因為它隻是執行了加法操作，卻沒有把結果儲存下來（指派給别的變量），a的值也沒有改變，也沒有任何附帶效果（比如最後一句的輸出）。
最簡單的語句，其實是“空語句”，就是隻有一個分号的語句：
; // 空語句
這看起來好像沒什麼用。不過有時候，可能程式在文法上需要有一條語句，而邏輯上什麼都不用做；這時就應該用一條空語句來填充。
初學C++，一定不要忘記語句末尾的分号；當然，對于不需要分号的場景，也盡量避免多寫分号。
1.2 複合語句
簡單語句從上到下按順序依次執行，這非常符合我們對計算機運作的預期。但是很多場景下，簡單的順序結構遠遠不能滿足邏輯需要：比如我們可能需要按照條件判斷，做程式的分支執行；也可能需要将一段代碼循環執行多次。這就需要一些“流程控制語句”（比如if、while、for等）來表達更加複雜的操作了。
而對于流程控制語句，邏輯上來說隻是一條語句；事實上卻可能包含了多條語句、複雜的操作。這就需要用一個花括号“{}”，把這一組語句序列包成一個整體，叫做“複合語句”（compound statement），也叫做“塊”（block）。
int i = 0;
while (i < 5) {
int a = i;
++i;
}
這裡的while表示一個循環，後面隻能跟要循環執行的一條語句；如果我們想寫兩條語句，就要用花括号括起來，構成“塊”。
對于複合語句（塊）需要注意：
l 花括号後面不需要再加分号，塊本身就是一條語句；
l 塊内可以聲明變量，變量的作用域僅限于塊内部；
l 隻有一對花括号、内部沒有任何語句的塊叫做“空塊”，等價于空語句；
2. 條件分支
很多情況下，我們為程式的執行會提供“岔路”的選擇機會。一般都是：滿足某種條件就執行A操作，滿足另一種條件就執行B操作……這樣的程式結構叫做“條件分支”。
C++提供了兩種按條件分支執行的控制語句：if和switch。
2.1 if
if語句主要就是判斷一個條件是否為真（true），如果為真就執行下面的語句，如果為假則跳過。具體形式可以分為兩種：一種是單獨一個if，一般稱為“單分支”；另一種是if … else …，稱為“雙分支”。
（1）單分支
單分支是最簡單的if用法，判斷的條件用小括号括起來跟在if後面，然後是如果條件為真要執行的語句。基本形式為：
if (條件判斷)
語句
如果條件為假，那麼這段代碼就會被完全跳過。
我們可以舉一個簡單示例，判斷輸入的年齡數值，然後輸出一句歡迎詞：
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
cout << "請輸入您的芳齡：" << endl;
int age;
cin >> age;
if ( age >= 18 )
{
cout << "歡迎您，成年人！" << endl;
}
cin.get();
cin.get();
}
通常會用一個花括号将if後面的語句括起來，成為一個“塊”。現在塊裡隻有一條語句，是以花括号是可以省略的：
if ( age >= 18 )
cout << "歡迎您，成年人！" << endl;
如果要執行的是多條語句，花括号就不能省略；否則if後面其實就隻有第一條語句。為了避免漏掉括号出現錯誤，一般if後面都會使用花括号。
（2）雙分支
雙分支就是在if分支的基礎上，加了else分支；條件為真就執行if後面的語句，條件為假就執行else後面的語句。基本形勢如下：
if (條件判斷)
語句1
else
語句2
if分支和else分支，兩者肯定會選擇一個執行。
我們可以在之前程式的基礎上，增加一個else分支：
if ( age >= 18 )
{
cout << "歡迎您，成年人！" << endl;
}
else
{
cout << "本程式不歡迎未成年人！" << endl;
}
我們可以回憶起來，之前介紹過的唯一一個三元運算符——條件運算符，其實就可以實作類似的功能。是以條件運算符可以認為是if … else 的一個文法糖。
以下兩條語句跟上面的if…else是等價的：
// 條件運算符的等價寫法
age >= 18 ? cout << "歡迎您，成年人！" << endl : cout << "本程式不歡迎未成年人！" << endl;
cout << (age >= 18 ? "歡迎您，成年人！" : "本程式不歡迎未成年人！") << endl;
（3）嵌套分支（多分支）
程式中的分支有可能不隻兩個，這時就需要對if分支或者else分支再做條件判斷和拆分了，這就是“嵌套分支”。
簡單來說，就是if或者else分支的語句塊裡，繼續使用if或者if…else按條件進行分支。這是一種“分層”的條件判斷。
if ( age >= 18 )
{
cout << "歡迎您，成年人！" << endl;
if (age < 35)
{
cout << "加油，年輕人！" << endl;
}
}
else
{
cout << "本程式不歡迎未成年人！" << endl;
if (age >= 12)
{
cout << "少年，好好學習！" << endl;
}
else
{
cout << "小朋友，别玩電腦！" << endl;
}
}
嵌套分支如果比較多，代碼的可讀性會大幅降低。是以還有一種更加簡單的嵌套分支寫法，那就是if … else if …，具體形式如下：
if (條件判斷1)
語句1
else if (條件判斷2)
語句2
else if (條件判斷3)
語句3
…
else
語句n
這種分支的嵌套，本質上隻能對else分支進行，而且隻能在最底層的分支中才能執行語句。
測試代碼如下：
if (age < 12) {
cout << "小朋友，别玩電腦！" << endl;
}
else if (age < 18)
{
cout << "少年，好好學習！" << endl;
}
else if (age < 35)
{
cout << "加油，年輕人！" << endl;
}
else if (age < 60)
{
cout << "加油，中年人！" << endl;
}
else
{
cout << "好好休息，老年人！" << endl;
}
2.2 switch
在一些應用場景中，要判斷的條件可能不是範圍，而是固定的幾個值。比如考試成績隻分“A”“B”“C”“D”四個檔位，分别代表“優秀”“良好”“及格”“不及格”。
這個時候如果用if … else會顯得非常繁瑣，而swith語句就是專門為了這種分支場景設計的。
switch文法基本形式如下：
swith (表達式){
case 值1:
語句1
break;
case 值2:
語句2
break;
…
default:
語句n
break;
}
這裡switch後面的括号裡是一個表達式，對它求值，然後轉換成整數類型跟下面每個case後面的值做比較；如果相等，就進入這個case指定的分支，執行後面的語句，直到swith語句結束或者遇到break退出。需要注意的是：
- case關鍵字和後面對應的值，合起來叫做一個“case标簽”；case标簽必須是一個整型的常量表達式；
- 任何兩個case标簽不能相同；
- break語句的作用是“中斷”，會直接跳轉到switch語句結構的外面；
- 如果沒有break語句，那麼比對某個case标簽之後，程式會從上到下一直執行下去；這會執行多個标簽下面的語句，可能發生錯誤；
- 如果沒有比對上任何case标簽的值，程式會執行default标簽後面的語句；default是可選的，表示“預設要執行的操作”。
我們可以利用swith寫一個判斷考試成績檔位，輸入一句相應的話：
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
cout << "請輸入您的成績：" << endl;
char score;
cin >> score;
switch (score)
{
case 'A':
cout << "成績優秀！" << endl;
break;
case 'B':
cout << "成績良好！" << endl;
break;
case 'C':
cout << "恭喜！及格了！" << endl;
break;
case 'D':
cout << "歡迎下次再來！" << endl;
break;
default:
cout << "錯誤的成績輸入！" << endl;
break;
}
cin.get();
cin.get();
}
3 循環
可以重複執行一組操作的語句叫做“循環”，有時也叫作“疊代”。循環一般不能無限進行下去，是以會設定一個終止的判斷條件。
C++中的循環語句，有while、do while和for三種。
3.1 while
while隻需要給定一個判斷條件，隻要條件為真，就重複地執行語句。形式如下：
while (條件)
語句
要執行的語句往往會有多條，這就需要用花括号将它們括起來。這個塊一般被稱為“循環體”。
一般來說，用來控制while循環的條件中一定會包含變量，通常叫做“循環變量”；而它或者在條件中變化，或者在循環體中變化，這樣才能保證循環能夠終止退出。
比如我們可以用一個循環輸出10次“Hello World”，并且列印出目前循環次數：
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
cout << "循環開始...\n" << endl;
int i = 1;
while (i <= 10)
{
cout << "Hello World!" << endl;
cout << "現在是第" << i << "次循環\n" << endl;
++i;
}
cout << "循環結束!" << endl;
cin.get();
}
這裡需要注意，循環體最後的 ++i一定不能漏掉。如果沒有這條語句，i的值就不會更改，循環就永遠不會退出。
3.2 do while
do while和while非常類似，差別在于do while是先執行循環體中的語句，然後再檢查條件是否滿足。是以do while至少會執行一次循環體。
do while文法形式如下：
do
語句
while (條件)
我們可以接着之前while循環的代碼繼續測試：
do
{
cout << "現在是倒數第" << --i << "次循環" << endl;
cout << "GoodBye World!\n" << endl;
} while (i > 1);
由于之前的變量i已經做了10次遞增，是以do wihle開始時i的值為11。進入循環體直接輸出内容，每次i遞減1，直到i = 1時退出循環。
3.3 for
通過while和do while可以總結出來，一個循環主要有這樣幾個要素：
l 一個條件，用來控制循環退出；
l 一個循環體，用來定義循環要執行的操作；
而一般情況下，我們都是通過一個循環變量來控制條件的，這個變量需要随着循環疊代次數的增加而變化。while和do while的循環變量，都是在循環體外單獨定義的。
for是用法更加明确的循環語句。它可以把循環變量的定義、循環條件以及循環變量的改變都放在一起，統一聲明出來。
（1）經典for循環
for循環的經典文法形式是：
for (初始化語句; 條件; 表達式)
語句
關鍵字for和它後面括号裡的部分，叫做“for語句頭”。
for語句頭中有三部分，用分号分隔，主要作用是：
- 初始化語句負責初始化一個變量，這個變量值會随着循環疊代而改變，一般就是“循環變量”；
- 中間的條件是控制循環執行的關鍵，為真則執行下面的循環體語句，為假則退出。條件一般會以循環變量作為判斷标準；
- 最後的表達式會在本次循環完成之後再執行，一般會對循環變量進行更改；
這三個部分并不是必要的，根據需要都可以進行省略。如果省略某個部分，需要保留分号表示這是一個空語句。
我們可以用for循環語句，實作之前輸出10次“Hello World”的需求：
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
for (int i = 1; i <= 10; i++)
{
cout << "Hello World!" << endl;
cout << "現在是第" << i << "次循環！\n" << endl;
}
cin.get();
}
（2）範圍for循環
C++ 11新标準引入了一種更加簡單的for循環，這種語句可以直接周遊一個序列的所有元素。這種for循環叫做“範圍for循環”。文法形式如下：
for (聲明: 序清單達式)
語句
這裡for語句頭中的内容就很簡單了，隻需要聲明一個變量，後面跟上一個冒号（注意不是分号），再跟上一個序列的表達式就可以了。所謂“序列”，其實就是一組相同類型的資料對象排成了一列來統一處理；是以這個聲明的意思，其實就是從序列中依次取出所有元素，每次都指派給這個變量。
是以範圍for循環的特點就是，不需要循環變量，直接就可以通路序列中的所有元素。
// 範圍for循環
for (int num : {3, 6, 8, 10})
{
cout << "序列中現在的資料是：" << num << endl;
}
這裡用花括号把一組數括起來，就構成了最簡單的序列：{3, 6, 8, 10}。後面将要介紹的數組，以及vector、string等類型的對象，也都是序列。
3.4 循環嵌套
循環語句和分支語句一樣，也是可以進行嵌套的。具體可以while循環中嵌套while，可以for循環中嵌套for，也可以while、do while和for混合嵌套。因為for的循環變量定義更明确，是以一般用for的循環嵌套會多一些。
for (int i = 0; i < 3; i++)
{
for (int j = 0; j < 5; j++)
{
cout << "Hello World! i = " << i << ", j = " << j << endl;
}
}
循環嵌套之後，内層語句執行的次數，将是外層循環次數和内層循環次數的乘積。這會帶來大量的時間消耗，使程式運作變慢，是以使用嵌套循環要非常謹慎。
下面是一個使用雙重for循環，列印輸出“九九乘法表”的例子。
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
// i表示行數，j表示列數
for (int i = 1; i < 10; i++)
{
for (int j = 1; j <= i; j++) {
cout << j << " × " << i << " = " << i * j << "\t";
}
cout << endl;
}
cin.get();
}
這裡使用内外兩層for循環，實作了一個二維“表”的輸出。後面我們會看到，循環嵌套對于處理多元資料非常有用。
4 跳轉
在流程控制語句中還有一類“跳轉語句”，主要用來中斷目前的執行過程。C++中有四種跳轉語句：break，continue，goto以及return。
4.1 break
break語句表示要“跳出”目前的流程控制語句，它隻能出現在switch或者循環語句（while、do while、for）中。當代碼中遇到break時，會直接中斷距離最近的switch或者循環，跳轉到外部繼續執行。
int i = 0;
while (true)
{
cout << " Hello World! " << endl;
cout << " 這是第" << ++i << "次輸出\n" << endl;
if (i >= 5)
{
break;
}
}
如果循環條件永遠為真，那麼循環體中一定要有break，保證在某種情況下程式可以退出循環。
4.2 continue
continue語句表示“繼續”執行循環，也就是中斷循環中的本次疊代、并開始執行下一次疊代。很明顯，continue隻能用在循環語句中，同樣針對最近的一層循環有效。
continue非常适合處理需要“跳過”某些情況的場合。
// 逢7過
for (int num = 1; num < 100; num++)
{
cout << "\t";
// 如果是7的倍數，或者數字中有7，則跳過
if (num % 7 == 0 || num % 10 == 7 || num / 10 == 7)
continue;
cout << num;
// 如果是10的倍數，則換行
if (num % 10 == 0)
cout << endl << endl;
}
上面模拟了一個經典的小遊戲“逢7過”，如果遇到7的倍數比如7、14、21，或者數字中有7比如17、27、71，都要跳過。
4.3 goto
goto語句表示無條件地跳轉到程式中的另一條語句。goto的文法形式為：
goto 标簽;
這裡的“标簽”可以認為是一條語句的“名字”，跟變量類似，隻不過它是指代一條語句的辨別符。定義标簽也非常簡單，隻要在一條語句前寫出辨別符，然後跟上冒号就可以了，比如：
begin: int a = 0;
下面是一個具體的例子：
int x = 0;
cout << "程式開始..." << endl;
begin:
do
{
cout << " x = " << ++x << endl;
} while (x < 10);
if (x < 15) {
cout << "回到原點！" << endl;
goto begin;
}
cout << "程式結束！" << endl;
由于goto可以任意跳轉，是以它非常靈活，也非常危險。一般在代碼中不要使用goto。
4.4 return
return是用來終止函數運作并傳回結果的。之前的Hello World程式中就曾經介紹，主函數最後的那句 return 0; 就是結束主函數并傳回結果，一般這句可以省略。
而在自定義的函數中，同樣可以用return來傳回。
5. 應用案例
綜合利用分支和循環語句，就可以實作很多有趣的功能。
5.1 判斷質數
質數也叫素數，是指一個大于1的自然數，因數隻有1和它自身。質數是數論中一個經典的概念，很多著名定理和猜想都跟它有關；質數也是現代密碼學的基礎。
判斷一個數是否為質數沒有什麼規律可言，我們可以通過驗證小于它的每個數能否整除，來做暴力求解。下面是一段判斷質數、并輸出0~100内所有質數的程式：
#include<iostream>
using namespace std;
// 定義一個判斷質數的函數，用return傳回判斷結果
bool isPrime(int num)
{
int i = 2;
while (i < num)
{
if (num % i == 0) return false;
++i;
}
return true;
}
int main()
{
cout << "請輸入一個自然數（不超過20億）：" << endl;
int num;
cin >> num;
if (isPrime(num))
{
cout << num << "是質數！" << endl;
}
else
{
cout << num << "不是質數！" << endl;
}
cout << "\n=========================\n" << endl;
cout << "0 ~ 100 内的質數有：" << endl;
for (int i = 2; i <= 100; i++)
{
if (isPrime(i))
cout << i << "\t";
}
cout << endl;
cin.get();
cin.get();
}
5.2 猜數字
猜數字是一個經典的小遊戲，程式随機生成一個0~100的數字，然後由使用者輸入來猜測。如果猜對，輸出結果并退出；如果不對，則提示偏大還是偏小。我們可以對猜的次數做限制，比如一共5次機會。
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
cout << "=========猜數字========" << endl;
cout << "規則：輸入0~100的整數，有5次機會\n" << endl;
// 以目前時間為随機數種子，生成一個0~100的僞随機數
srand(time(0));
int target = rand() % 100;
int n = 0; // 猜的次數
while (n < 5)
{
cout << "請輸入0~100的整數：" << endl;
int num;
cin >> num;
if (num == target)
{
cout << "恭喜你，猜對了！ 幸運數字是：" << target << endl;
break;
}
else if (num > target)
cout << "數字太大了！再猜一遍！" << endl;
else
cout << "數字太小了！再猜一遍！" << endl;
++n;
}
if (n == 5)
cout << "已經猜過5遍，沒有猜中！歡迎下次再來！" << endl;
cin.get();
cin.get();
}