10.循环结构 (for)

约 1851 字大约 6 分钟

2025-02-05

一、开场：开启循环世界的大门

标题：探索 for 循环的神奇力量 - 让程序重复起舞

副标题：掌握循环结构，开启高效编程之旅

引入方式：展示一段工厂流水线生产产品的视频，产品在流水线上不断重复相同的加工步骤，由此提问学生，在编程中如何实现类似的重复操作，自然引出 for 循环的概念，即 for 循环就像这条流水线，能让程序重复执行特定的代码块。

配图：选择一张工厂流水线的图片，或者用动画展示简单循环过程的图片，让学生对重复执行有直观感受。

二、for 循环初相识

for 循环的概念

讲解 for 循环是一种在 C++ 中常用的循环结构，它允许程序按照设定的条件重复执行一段代码。通过循环，可以避免重复编写相同的代码，提高编程效率。

举例说明，比如计算 1 到 100 的累加和，如果不使用循环，需要逐个相加，代码冗长；而使用 for 循环，就可以轻松实现这个重复的加法操作。

for 循环的语法

for (初始化表达式; 条件表达式; 更新表达式) {
    // 循环体，重复执行的代码块
}

解释 “初始化表达式”：在循环开始前执行一次，通常用于初始化循环变量，如int i = 1; ，这里i就是循环变量。

“条件表达式”：在每次循环开始时进行判断，如果为真（非零值），则执行循环体；如果为假（零值），则结束循环。例如i <= 100; ，只有当i小于等于 100 时，才会继续执行循环体。

“更新表达式”：在每次循环体执行结束后执行，用于更新循环变量的值，如i++; ，使i每次循环后自增 1。

代码示例 1：计算 1 到 100 的累加和

#include <iostream>

int main() {
    int sum = 0;
    for (int i = 1; i <= 100; i++) {
        sum += i;
    }
    std::cout << "1到100的累加和为: " << sum << std::endl;
    return 0;
}

逐行分析代码：

首先定义一个整型变量sum，初始化为 0，用于存储累加和。

在 for 循环中，int i = 1;初始化循环变量i为 1；i <= 100;是条件表达式，判断i是否小于等于 100；i++;是更新表达式，每次循环后i自增 1。

循环体sum += i;将i累加到sum中。

循环结束后，输出累加和。

强调 for 循环的执行流程，从初始化表达式开始，到条件表达式判断，再到循环体执行，最后执行更新表达式，如此反复，直到条件表达式为假。

三、for 循环的进阶应用

嵌套 for 循环

介绍嵌套 for 循环是指在一个 for 循环的循环体内又包含另一个 for 循环。外层循环每执行一次，内层循环会完整执行一轮。

语法示例：

for (初始化表达式1; 条件表达式1; 更新表达式1) {
    for (初始化表达式2; 条件表达式2; 更新表达式2) {
        // 内层循环体
    }
    // 外层循环体的其他代码
}

代码示例：打印九九乘法表

#include <iostream>

int main() {
    for (int i = 1; i <= 9; i++) {
        for (int j = 1; j <= i; j++) {
            std::cout << j << " * " << i << " = " << i * j << "\t";
        }
        std::cout << std::endl;
    }
    return 0;
}

分析代码：外层循环控制行数，内层循环控制每行的乘法表达式个数。外层循环的i从 1 到 9 变化，每变化一次，内层循环的j就从 1 到i变化，打印出相应的乘法表达式，从而实现九九乘法表的打印。

使用 for 循环遍历数组

讲解如何使用 for 循环遍历数组，通过循环变量作为数组下标，依次访问数组中的每个元素。

代码示例：

#include <iostream>

int main() {
    int numbers[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        std::cout << "数组中第 " << i + 1 << " 个元素是: " << numbers[i] << std::endl;
    }
    return 0;
}

分析代码：定义一个包含 5 个元素的整型数组numbers，for 循环的i从 0 到 4 变化，通过numbers[i]依次访问数组中的每个元素并输出。

四、实践与巩固

练习题目

让学生编写一个程序，使用 for 循环计算 1 到 n 的阶乘，n 由用户输入。要求添加适当的注释，说明代码的功能和逻辑。

给出一个包含 for 循环的程序，其中存在一些错误，如循环条件错误、循环变量更新不当等，让学生找出错误并改正，同时添加注释说明修改的原因。

互动环节

开展小组竞赛，将学生分成小组，每个小组共同完成练习题目。完成后，每个小组推选一名代表进行代码展示和讲解，其他小组进行提问和评价，教师进行总结和点评，获胜小组可获得小奖品，如编程文具、小玩具等。

进行创意编程挑战，教师给出一些生活中的重复场景，如打印楼梯形状的图案、模拟超市收银台计算总价等，让学生在规定时间内用 for 循环编写代码实现，然后邀请学生上台分享自己的代码思路，激发学生的创新思维和编程兴趣。

五、回顾与总结

总结

回顾 for 循环的概念、语法，包括初始化表达式、条件表达式和更新表达式的作用，以及 for 循环的执行流程。

总结 for 循环的进阶应用，如嵌套 for 循环和使用 for 循环遍历数组的方法和注意事项。

强调在使用 for 循环时需要注意的事项，如循环条件的正确性、循环变量的初始化和更新、避免死循环等，以及良好的代码编写习惯对程序正确性和可读性的重要性。