[ C++ ] While 迴圈與 do-While 迴圈用法及使用時機－資料點

[ C++ ] While 迴圈與 do-While 迴圈用法及使用時機

C++ 中，有提供 While 迴圈(While loop), 與 do-While 迴圈兩種，While loop 為前測式迴圈，而 do-While loop 為後測式迴圈，雖然是基本迴圈，但也是初學者最容易誤解，最容易寫錯的迴圈，本文將詳細講解 While loop 與 do-While loop 的定義，用法，分別，使用時機，及常犯錯誤。

先備知識等級: 須先了解 for 迴圈及其應用

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while 迴圈的邏輯 do-while 迴圈的邏輯

while 迴圈語法定義 do-while 迴圈語法定義

使用 while 迴圈時的使用 do-while 迴圈時的

常見錯誤常見錯誤

while 迴圈使用時機 do-while 迴圈使用時機

while、do-while 應用上的差異

While loop 的邏輯:

由於會在進入迴圈前判斷條件，因此稱為前測式迴圈

While loop 的語法:

while ( condition ) statement

while ( 條件 ) 陳述句

注意，雖然在 C++ 的定義中 while loop 是不帶 { } 的，但學校通常都是教 while ( condition ) { statement } ，這是因為通常 statement 的部分會超過 1 句陳述句，若沒有 { }，則 while 會以 condition 後的第一句陳述句為迴圈本體(loop body)。所以如果我們將上方 while 迴圈中的 { } 拿掉:

雖然這段程式碼可以編譯成功，但卻隱藏了一個邏輯錯誤。因為當此 while loop 執行時，只會將 j ++; 視為 loop body ，因此 i ++; 將不會被讀到 (讀到 j ++ 後程式就回到開頭去判斷條件)，而因為 i ++; 沒有被讀到，所以 i 的值將永遠等於 0；意味著條件永遠成立(因為 0 恆小於 3)，程式便卡在這個迴圈中無法跳出，此 loop 就成為了一個無窮迴圈 (infinite loop) ，而這種錯誤往往難以被察覺。

上圖可以看出，雖然 GCC 編譯成功，但真正執行時，程式卻會卡住而無法繼續(並且由於產生了無窮迴圈，導致 j 的值正在不斷的增加)。因此，使用 while loop 時，請養成使用 { } 的好習慣(事實上寫任何迴圈都應該要養成這個習慣)，並確保 loop body 不會造成無窮迴圈，除非那是你的目的。

While loop 的使用時機:

常用但不限於

1.需要重複判斷，且無法估算需要判斷的次數
例如:臺灣手機號碼格式必須為 09 開頭，且總共為 10 個數字。假如你今天寫了一個讀取手機號碼的程式，由於你無法保證不會有小屁孩故意輸入 12345678，或是 ABCDEFGH，且一直持續這樣玩，所以這時就適合用 while 迴圈，則不管他輸入幾次，只有格式正確時程式才會進到下一步。

2.在某個事件發生前，盡可能地執行某個動作

例如:在達到當月的網路流量限制前，儘可能的下載檔案。就算你並不知道當月流量限制是多少，但 While 迴圈則可以保證只有在流量恰好到達上限時，檔案才會停止下載。

下面介紹 do-while loop

do-while loop 的邏輯:

由於條件是在迴圈內容運行完之後才判斷，因此又稱為後測式迴圈，其特色就是在判斷條件前，會先執行迴圈內容

do-while loop 的語法:

do statement while ( condition ) ;

do 陳述 while ( 條件 ) ;

和 while 一樣，在撰寫 statement 時，需要養成 { } 的好習慣。值得一提的是， do-while loop 的後面必須要加上 ; ，因為 do-while loop 的結尾不是 } ，需要加上一個 ; 來表示語句結束，這也是新手常忘記的細節。

而另一個需要注意的重點是: 即便條件式在一開始就不成立，do-while loop 仍然會執行至少一次，因為他是在執行完迴圈本體後，才判斷條件；因此就算呼叫迴圈時條件是不成立的，程式在執行一次迴圈本體後才會知道。

do-while loop 的使用時機:

雖然幾乎所有 do-while loop 都可以用 while loop 來重現，但有些情況下，使用 do-while loop 能夠更直覺地呈現出程式的流程，甚至使程式更有效率。

常用但不限於

1. 需要先進行某種動作後，再確認條件是否成立

例如我想寫一個檢查電子錢包餘額的程式，來確認買家的商品款是否匯入，且直到款項匯入前，這個程式將會一直提醒我款項尚未匯入，使用 do-while loop 的程式思路如下

注: 由於迴圈只有在條件成立時才會繼續執行，而我們希望在餘額未增加時可以持續地跑這個迴圈，

因此條件須設置為 "餘額未增加 "

餘額未增加(成立) --> 餘額未增加

餘額未增加(不成立) --> 餘額已增加

假設今天是使用 while loop，則程式流程會變成下圖

不難發現，由於 while loop 前測式的性質，我們需要先存取一次電子錢包，才能進行第一次條件的判斷，又因為 while loop 的 loop body 是在條件判斷之後，導致我們在迴圈中利用前面的程式碼，必須要在 loop body 內再執行一次存取，才能使下一次迴圈有可以判斷的條件；也就是說，使用 while loop 的話，比起 do-while loop 會需要額外存取資料庫一次。

假設今天存取一次需要一段時間(如 20 秒)，並且程式中需要多次進行判斷的話，此時使用 while loop 執行起來將會比 do-while loop 花上更多的時間。身為程式設計者，當然必須選擇相對效率較高的寫法。

下面就用 C++ 來模擬電子錢包的例子: 假設迴圈執行到第三次時，款項將會匯入
我們同時利用 while loop 與 do-while loop 來模擬檢查餘額的程式

do-while loop: