18.2 do-while和while循环比较和思考

“小朋友们，我们已经通过这些实验深入学习了do-while和while循环的应用，现在让我们来思考一下这两种循环结构的特点和适用场景，”我解释道。

18.2.1 do-while和while循环的区别

执行顺序的区别:

// while循环
while(条件) {
    // 循环体
}

// do-while循环
do {
    // 循环体
} while(条件);

1. while循环：先判断条件，再决定是否执行循环体，可能一次也不执行
2. do-while循环：先执行循环体，再判断条件，至少执行一次循环体

适用场景:

• while循环：适用于执行前需要判断条件的情况
• do-while循环：适用于至少需要执行一次的情况，如获取用户输入直到满足特定条件

实际使用:

在实验二中，我们使用do-while循环来累加1/n，直到和超过k：

do {
    sum += 1.0/i++;
} while(sum <= k);

而用while循环实现相同功能则需要：

while(1) {
    sum += 1.0/i;
    if(sum > k) {
        cout << i;
        break;
    }
    i++;
}

18.2.2 循环结构的选择技巧

何时使用do-while:

1. 当循环体需要至少执行一次时
2. 当处理用户输入并验证合法性时
3. 当条件依赖于循环体内计算的结果时

何时使用while:

1. 当循环可能一次也不执行时
2. 当需要在循环开始前检查条件时
3. 当处理未知数量的输入数据时

使用无限循环和break的场景:

while(1) {
    // 执行某些操作
    if(终止条件) {
        break;
    }
}

这种模式在需要复杂终止条件或多个出口点的情况下很有用，如实验四中的锯棍问题。

18.2.3 循环的优化技巧

使用n–作为循环条件:

while(n--) {
    // 循环体
}

这种写法简洁高效，特别适合确定循环次数的情况，如实验八和实验九。

合理使用break和continue:

• break：立即退出循环
• continue：跳过当前迭代的剩余部分，开始下一次迭代

循环不变量的维护:

在实验六中，我们使用t变量记录上一个数字，这是维护循环不变量的一个例子：

while(cin >> x) {
    if(x == t + 1) {
        cnt++;
    } else {
        cnt = 1;
    }
    t = x;  // 更新循环不变量
}