Vòng lặp trong C++ là gì? Các vòng lặp thường gặp trong C++

Cùng khám phá khái niệm vòng lặp trong C++, các loại vòng lặp thường gặp như for, while, và do-while, cũng như cách sử dụng từng loại để tối ưu hóa chương trình. Ngoài ra, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu thời điểm nào nên hoặc không nên áp dụng vòng lặp để đạt hiệu quả cao nhất trong quá trình lập trình.

Vòng lặp trong C++ là gì?

Trong C++, vòng lặp được sử dụng để thực thi một khối mã lặp đi lặp lại nhiều lần. Có hai loại vòng lặp: vòng lặp kiểm soát đầu vào (entry-controlled loops) và vòng lặp kiểm soát đầu ra (exit-controlled loops).

Vòng lặp kiểm soát đầu vào là loại vòng lặp kiểm tra điều kiện trước khi thực thi thân vòng lặp. Nếu điều kiện sai, thân vòng lặp sẽ không được thực thi. Vòng lặp for là một ví dụ của vòng lặp kiểm soát đầu vào.

Vòng lặp kiểm soát đầu ra là loại vòng lặp kiểm tra điều kiện sau khi thân vòng lặp đã được thực thi. Nếu điều kiện sai, vòng lặp sẽ kết thúc. Vòng lặp while và do-while là các ví dụ của vòng lặp kiểm soát đầu ra.

Các vòng lặp thường gặp trong C++

Có ba loại vòng lặp thường gặp trong C++, bao gồm For, While, do-while.

Vòng lặp For

Vòng lặp for là một vòng lặp kiểm soát đầu vào, được sử dụng để thực thi một khối mã lặp lại nhiều lần với số lần cố định. Cú pháp của vòng lặp for như sau:

for (initialization; condition; update) {

    // code to be executed repeatedly

}

Dưới đây là giải thích ngắn gọn cho từng phần của vòng lặp for:

• initialization: Đây là nơi khởi tạo biến vòng lặp.
• condition: Đây là điều kiện được kiểm tra trước mỗi lần lặp. Nếu điều kiện đúng, thân vòng lặp sẽ được thực thi. Nếu điều kiện sai, vòng lặp sẽ kết thúc.
• update: Đây là nơi cập nhật giá trị của biến vòng lặp sau mỗi lần lặp.

Trong số các loại vòng lặp, vòng lặp for là phổ biến và được sử dụng rộng rãi nhất. Trình biên dịch lặp qua một khối mã chứa một câu lệnh (hoặc nhiều câu lệnh) một số lần nhất định dựa trên điều kiện của vòng lặp, và sẽ tăng hoặc giảm giá trị biến sau mỗi lần lặp. Do vòng lặp for kiểm tra điều kiện trước khi thực thi khối mã của nó, nên nếu điều kiện không được đáp ứng, vòng lặp sẽ không chạy.

Vòng lặp While

Vòng lặp while là một vòng lặp kiểm soát đầu ra, được sử dụng để thực thi một khối mã lặp đi lặp lại miễn là một điều kiện nào đó là đúng. Cú pháp của vòng lặp while như sau:

while (condition) {

    // code to be executed repeatedly

}

Một loại vòng lặp khác được sử dụng rộng rãi là vòng lặp while. Giống như vòng lặp for, nó lặp qua một tập hợp các lệnh miễn là một điều kiện nhất định được đáp ứng, kiểm tra điều kiện trước khi thực hiện thân vòng lặp. Điểm khác biệt chính giữa vòng lặp for và vòng lặp while là cách chúng được khởi tạo: Vòng lặp for bao gồm ba phần khi được khai báo (initialization, condition, update), trong khi vòng lặp while chỉ bao gồm điều kiện, còn initialization, update được xử lý ở nơi khác.

Vòng lặp do-while

Vòng lặp do-while là một loại vòng lặp trong ngôn ngữ lập trình thực thi một khối mã lặp đi lặp lại cho đến khi một điều kiện nhất định được đáp ứng. Cú pháp của vòng lặp do-while trong C++ như sau:

do {

   // code to be executed

} while(condition);

Cú pháp của vòng lặp do-while rất giống với vòng lặp while, điểm khác biệt là vòng lặp do-while kiểm tra điều kiện ở cuối cấu trúc vòng lặp. Điều này có nghĩa là vòng lặp do-while sẽ chạy ít nhất một lần, ngay cả khi điều kiện không được đáp ứng.

Khi nào sử dụng vòng lặp trong C++?

Chúng ta cần sử dụng vòng lặp trong C++ khi thực hiện một hành động nào đó mỗi khi vòng lặp chạy. Những gì tồn tại sau khi khối mã chạy được gọi là "tác dụng phụ" (side effect), vì vậy một trường hợp sử dụng phổ biến của vòng lặp là khi chúng ta cần có một tác dụng phụ như vậy.

Một trường hợp sử dụng phổ biến khác cho các vòng lặp trong C++ là khi bạn cần chờ đợi một sự kiện nào đó xảy ra. Ví dụ, nếu bạn đang chờ đợi đầu vào từ người dùng hoặc các gói dữ liệu mạng, bạn có thể sử dụng một vòng lặp chạy cho đến khi điều kiện đó được đáp ứng. 

Khi nào nên tránh sử dụng vòng lặp trong C++?

Giống như nhiều ngôn ngữ khác, C++ chứa các hàm như map và reduce có thể lặp qua các mảng, thực hiện một số chức năng trên mỗi phần tử.Trong trường hợp, ví dụ, chúng ta cần tổng hợp dữ liệu từ một mảng hoặc một vectơ, tốt hơn là sử dụng các công cụ khác này thay vì dùng đến vòng lặp. Điều này làm tăng khả năng đọc chương trình và giảm khả năng xảy ra lỗi.

Một trường hợp khác mà vòng lặp có thể và nên tránh là khi bạn có một hàm cấp cao hơn. Ví dụ, chúng ta có thể đọc một chuỗi bằng std::getline thay vì lặp qua chuỗi để thu thập đầu vào từng từ hoặc từng ký tự.

Vòng lặp lồng nhau trong C++

Cuối cùng, hãy cùng xem một số trường hợp nâng cao cho việc sử dụng vòng lặp trong C++. Bạn có thể đã nghe nói về vòng lặp lồng nhau và thắc mắc chúng là gì. Vòng lặp lồng nhau là các vòng lặp nằm bên trong các vòng lặp khác; điều này không chỉ khả thi mà còn khá phổ biến.

Ngoài ra, bạn có thể kết hợp các loại vòng lặp khác nhau. Ví dụ, một vòng lặp do-while có thể được lồng bên trong một vòng lặp for, hoặc một vòng lặp for có thể lồng bên trong một vòng lặp while. Vòng lặp lồng nhau có thể gây khó đọc, vì vậy nếu cần sử dụng các loại vòng lặp khác nhau khi lồng nhau, chúng tôi khuyên bạn nên giữ mã gọn gàng nhất có thể.

Mặc dù việc sử dụng vòng lặp lồng nhau có vẻ tiện lợi, nhưng tốt nhất nên tránh sử dụng chúng nếu có thể, theo nguyên tắc lập trình tốt. Nếu có một hàm trong thư viện chuẩn thực hiện đúng những gì bạn cần, thì việc tự viết giải pháp từ đầu là không hiệu quả.

Bên cạnh đó, sử dụng mã từ các thư viện chuẩn cũng giúp chương trình của bạn ổn định hơn; các hàm này đã được kiểm nghiệm trong nhiều tình huống khác nhau, kể cả những trường hợp biên ít ngờ tới.

Cuối cùng, khi sử dụng hai chỉ mục với các điều kiện, điều quan trọng là giải thích mục đích của từng chỉ mục để người khác có thể dễ dàng đọc và hiểu mã của bạn. Mã sẽ dễ đọc hơn khi bạn sử dụng các hàm hỗ trợ tiện lợi.

Các câu hỏi thường gặp về Vòng lặp trong C++

Dưới đây là một số câu hỏi thường gặp về vòng lặp trong C++:

Vòng lặp nào là tốt nhất trong C++?

Việc chọn vòng lặp nào là tốt nhất trong C++ phụ thuộc vào tình huống cụ thể. Ví dụ, vòng lặp for thường được sử dụng khi biết trước số lần lặp, trong khi vòng lặp while được sử dụng khi số lần lặp chưa được xác định. Vòng lặp do-while được dùng khi cần thực hiện khối mã ít nhất một lần trước khi kiểm tra điều kiện.

i++ có nghĩa là gì trong C++?

i++ là một cách viết tắt để tăng giá trị của biến lên 1. Nó tương đương với i = i + 1.

Vòng lặp vô hạn là gì?

Vòng lặp vô hạn là vòng lặp không bao giờ kết thúc vì điều kiện luôn đúng. Điều này có thể khiến chương trình không phản hồi và bị sập. Để kết thúc vòng lặp vô hạn, bạn có thể sử dụng câu lệnh break hoặc sửa đổi điều kiện để cuối cùng nó trở thành false.

Kết luận

Vòng lặp trong C++ là một công cụ mạnh mẽ giúp thực thi một khối mã lặp đi lặp lại nhiều lần, phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau trong lập trình. Các vòng lặp phổ biến như for, while, và do-while đều có những đặc điểm, ưu điểm riêng, thích hợp cho từng tình huống cụ thể. Việc lựa chọn vòng lặp phù hợp sẽ giúp mã nguồn trở nên dễ hiểu, hiệu quả hơn và tránh được những lỗi không đáng có.