C++ for

Na aula while, todo laço com contador tinha três peças espalhadas: o início antes do laço (int i = 1;), a condição no while (i <= 5) e o passo lá no fim do corpo (i++). O for junta as três numa linha só. Ele é o laço mais usado do C++ quando você sabe quantas voltas quer: de 1 a 10, cada uma das 3 provas, os 30 alunos da turma.

Os programas foram compilados com o g++ 15 na máquina fictícia da Ana, na pasta ~/cpp, com g++ -std=c++23 -Wall -Wextra arquivo.cpp -o programa.

A ideia: "dê 10 voltas na quadra"

Um professor de educação física diz: "Deem 10 voltas na quadra." Cada aluno faz a mesma coisa sem pensar: começa a contar do 1, a cada volta soma 1 na cabeça e para quando chega ao 10. Três coisas, sempre as mesmas:

O for pede exatamente essas três coisas, nessa ordem, separadas por ponto e vírgula.

1. Anatomia do for

#include <iostream>

int main() {
    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
        std::cout << "Volta " << i << '\n';
    }
    std::cout << "Fim!\n";
}

for

A palavra-chave do laço. Em inglês, "para": para i de 1 até 5…

int i = 1;

Início: cria o contador e dá o valor inicial. Roda uma única vez, antes de tudo.

i <= 5;

Condição: testada antes de cada volta, como no while. Se for falsa, o laço acaba.

i++

Passo: roda no fim de cada volta, depois do corpo. Repare que não leva ; depois dele: logo vem o ).

{ … }

O corpo: o que se repete. Aqui, só mostra a volta. Não tem i++ dentro: ele já está no cabeçalho.

$ g++ -std=c++23 -Wall -Wextra contar.cpp -o contar
$ ./contar
Volta 1
Volta 2
Volta 3
Volta 4
Volta 5
Fim!

A ordem em que as partes rodam

O cabeçalho é lido da esquerda para a direita, mas não roda nessa ordem. O passo, que está escrito antes do corpo, roda depois dele:

1. Início (int i = 1), uma vez só.
2. Condição (i <= 5)? Se for falsa, pula para depois da } e o laço acaba.
3. Corpo (mostra Volta i).
4. Passo (i++).
5. Volta para o passo 2.

Por isso, o for acima é exatamente o mesmo que este while:

for (int i = 1; i <= 5; i++) {
    std::cout << i;
}

int i = 1;
while (i <= 5) {
    std::cout << i;
    i++;
}

A vantagem do for é que as três peças ficam juntas, à vista. Fica muito mais difícil esquecer o passo e criar um laço infinito. (Há uma pequena diferença sobre onde o i existe, que você vai ver na seção 5.)

#include <iostream>

int main() {
    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
        std::cout << "Volta " << i << '\n';
    }
    std::cout << "Fim!\n";
}

#include <iostream>

int main() {
    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        std::cout << "Volta " << i << '\n';
    }
    std::cout << "Fim!\n";
}

2. Contar de 2 em 2 e para trás

Basta mudar o passo (e, às vezes, o início e a condição). Para os números pares de 0 a 10, o passo é i += 2 ("some 2 em i", veja Operadores de Atribuição):

#include <iostream>

int main() {
    for (int i = 0; i <= 10; i += 2) {
        std::cout << i << ' ';
    }
    std::cout << '\n';
}

$ g++ -std=c++23 -Wall -Wextra pares.cpp -o pares
$ ./pares
0 2 4 6 8 10 

Os números saem na mesma linha porque o corpo mostra um espaço (' ') em vez de pular linha. O '\n' depois do laço termina a linha uma vez só.

Para trás, comece do maior, use i-- e troque a condição para "maior ou igual a 1":

#include <iostream>

int main() {
    for (int i = 10; i >= 1; i--) {
        std::cout << i << ' ';
    }
    std::cout << "Já!\n";
}

$ g++ -std=c++23 -Wall -Wextra regressiva.cpp -o regressiva
$ ./regressiva
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Já!

#include <iostream>

int main() {
    for (int i = 0; i <= 10; i += 2) {
        std::cout << i << ' ';
    }
    std::cout << '\n';
}

#include <iostream>

int main() {
    for (int i = 0; i <= 30; i += 3) {
        std::cout << i << ' ';
    }
    std::cout << '\n';
}

3. Tabuada

Um clássico: a pessoa escolhe o número e o programa mostra a tabuada de 1 a 10. O contador i não serve só para contar: ele entra na conta (n * i).

#include <iostream>

int main() {
    int n = 0;
    std::cout << "Tabuada de qual número? ";
    std::cin >> n;
    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        std::cout << n << " x " << i << " = " << n * i << '\n';
    }
}

$ g++ -std=c++23 -Wall -Wextra tabuada.cpp -o tabuada
$ ./tabuada
Tabuada de qual número? 7
7 x 1 = 7
7 x 2 = 14
7 x 3 = 21
7 x 4 = 28
7 x 5 = 35
7 x 6 = 42
7 x 7 = 49
7 x 8 = 56
7 x 9 = 63
7 x 10 = 70

Repare: n fica igual o tempo todo (7), e i muda a cada volta (1, 2, 3…). A tabuada completa, do 1 ao 10, precisa de um for dentro de outro: isso é a aula Laços Aninhados.

Repetir uma leitura N vezes: a média das provas

O for também serve para "faça isto 3 vezes". A Ana fez 3 provas e quer a média:

#include <iostream>

int main() {
    double soma = 0.0;
    for (int prova = 1; prova <= 3; prova++) {
        double nota = 0.0;
        std::cout << "Nota da prova " << prova << ": ";
        std::cin >> nota;
        soma += nota;
    }
    std::cout << "Média: " << soma / 3 << '\n';
}

$ g++ -std=c++23 -Wall -Wextra media.cpp -o media
$ ./media
Nota da prova 1: 7.5
Nota da prova 2: 9
Nota da prova 3: 6
Média: 7.5

• O contador se chama prova: um nome que diz o que ele conta deixa o código mais fácil de ler que i.
• nota nasce dentro do corpo, porque só é usada naquela volta; soma nasce fora, porque precisa sobreviver às 3 voltas (o acumulador da aula while).
• soma é double, então soma / 3 é uma divisão com vírgula (veja Operadores Aritméticos).

4. O erro do "um a mais": <= × <

O erro mais famoso dos laços tem até nome em inglês: off-by-one, "errar por um". O laço dá uma volta a mais (ou a menos) do que você queria. Quase sempre o culpado é a troca entre <= e <:

#include <iostream>

int main() {
    std::cout << "Com <= : ";
    for (int i = 0; i <= 5; i++) {
        std::cout << i << ' ';
    }
    std::cout << '\n';

    std::cout << "Com <  : ";
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        std::cout << i << ' ';
    }
    std::cout << '\n';
}

$ g++ -std=c++23 -Wall -Wextra umamais.cpp -o umamais
$ ./umamais
Com <= : 0 1 2 3 4 5
Com <  : 0 1 2 3 4 

Começando do 0, i <= 5 dá 6 voltas (0 a 5), e i < 5 dá 5 voltas (0 a 4). Para não se confundir, escolha um dos dois "jeitos" e use sempre:

O segundo jeito, começar do 0 e usar <, é o mais comum em C++, e você vai entender o porquê em Arrays: as posições de uma lista de 5 itens são 0, 1, 2, 3 e 4. Ali, o erro do "um a mais" deixa de ser só um número a mais na tela: o programa tenta ler uma posição que não existe, o que é um erro grave.

5. A variável do for só existe dentro dele

Quando você cria o contador no cabeçalho (for (int i = 1; …)), ele pertence ao laço: nasce no início e desaparece quando o laço termina. Tentar usá-lo depois dá erro de compilação:

#include <iostream>

int main() {
    for (int i = 1; i <= 3; i++) {
        std::cout << i << '\n';
    }
    std::cout << "No fim, i vale " << i << '\n';
}

$ g++ -std=c++23 -Wall -Wextra escopo.cpp -o escopo
escopo.cpp: In function ‘int main()’:
escopo.cpp:7:39: error: ‘i’ was not declared in this scope
    7 |     std::cout << "No fim, i vale " << i << '\n';
      |                                       ^

"i não foi declarada neste escopo". O escopo de uma variável é o trecho do código onde ela existe (veja Escopo). O escopo do i criado no for é o próprio for: o cabeçalho e o corpo. A linha 7 já está fora dele. No editor do guia, o Clang diz error: use of undeclared identifier 'i'.

Isso é uma vantagem: você pode ter vários for seguidos, todos com i, sem um atrapalhar o outro (como no programa umamais.cpp acima). Se você precisa do valor depois do laço, crie a variável antes e deixe o início do for vazio:

#include <iostream>

int main() {
    int i = 1;
    for (; i <= 3; i++) {
        std::cout << i << '\n';
    }
    std::cout << "No fim, i vale " << i << '\n';
}

$ g++ -std=c++23 -Wall -Wextra escopo2.cpp -o escopo2
$ ./escopo2
1
2
3
No fim, i vale 4

O ; logo depois do ( continua obrigatório: ele marca que o início está vazio. Quando o for fica assim, muita gente prefere usar um while, que expressa a mesma coisa de um jeito mais natural.

#include <iostream>

int main() {
    for (int volta = 1; volta <= 3; volta++) {
        std::cout << "Volta " << volta << '\n';
    }
}

#include <iostream>

int main() {
    for (int volta = 1; volta <= 3; volta++) {
        std::cout << "Volta " << volta << '\n';
    }
    std::cout << volta << '\n';
}

Formas diferentes de escrever

Partes vazias e o for (;;)

Qualquer uma das três partes pode ficar vazia; os dois ; continuam. Sem condição, ela é considerada sempre verdadeira, e for (;;) vira um laço infinito, igual a while (true). Ele precisa de um break lá dentro para terminar (veja break e continue).

Duas variáveis no mesmo for

No início e no passo, uma vírgula separa várias coisas do mesmo tipo. Aqui, i sobe e j desce até se encontrarem:

#include <iostream>

int main() {
    for (int i = 1, j = 10; i < j; i++, j--) {
        std::cout << i << " e " << j << '\n';
    }
}

$ g++ -std=c++23 -Wall -Wextra dois.cpp -o dois
$ ./dois
1 e 10
2 e 9
3 e 8
4 e 7
5 e 6

É útil de vez em quando, mas deixa o cabeçalho pesado. Na dúvida, prefira um contador só.

i++ ou ++i?

No passo do for, tanto faz: o valor que o ++ devolve é jogado fora, só importa que i aumentou. Você vai ver muito ++i em código C++ profissional, um costume que vem dos iteradores. Para números, use o que achar mais legível (a diferença está em ++ e --).

for ou while?

Quando dá errado

#include <iostream>

int main() {
    for (int i = 0, i < 3, i++) {
        std::cout << i << '\n';
    }
}

$ g++ -std=c++23 -Wall -Wextra virgula.cpp -o virgula
virgula.cpp: In function ‘int main()’:
virgula.cpp:4:22: error: expected ‘;’ before ‘<’ token
    4 |     for (int i = 0, i < 3, i++) {
      |                      ^~
      |                      ;
virgula.cpp:4:23: error: expected primary-expression before ‘<’ token
    4 |     for (int i = 0, i < 3, i++) {
      |                       ^
virgula.cpp:4:31: error: expected ‘;’ before ‘)’ token
    4 |     for (int i = 0, i < 3, i++) {
      |                               ^
      |                               ;

#include <iostream>

int main() {
    for (int i = 1; i <= 3; i++); {
        std::cout << "Olá\n";
    }
}

$ g++ -std=c++23 -Wall -Wextra pontovirgula.cpp -o pontovirgula
pontovirgula.cpp: In function ‘int main()’:
pontovirgula.cpp:4:5: warning: this ‘for’ clause does not guard... [-Wmisleading-indentation]
    4 |     for (int i = 1; i <= 3; i++); {
      |     ^~~
pontovirgula.cpp:4:35: note: ...this statement, but the latter is misleadingly indented as if it were guarded by the ‘for’
    4 |     for (int i = 1; i <= 3; i++); {
      |                                   ^
$ ./pontovirgula
Olá

Referência

Exercícios

Missão final: a tabuada do 9

#include <iostream>

int main() {
    int n = 9;
    // escreva o for aqui

}

#include <iostream>

int main() {
    int n = 9;
    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        std::cout << n << " x " << i << " = " << n * i << '\n';
    }
}

Resumo

• for (início; condição; passo) { corpo } junta as três peças de um laço com contador numa linha.
• Ordem: início (uma vez) → condição → corpo → passo → condição → …
• O passo pode ser i++, i--, i += 2…; a condição tem de combinar com a direção.
• "Um a mais": do 0 com < N ou do 1 com <= N dão N voltas. Para listas, use do 0 com <.
• A variável criada no cabeçalho só existe dentro do for; usá-la depois dá ‘i’ was not declared in this scope.
• Separe as partes com ; (não vírgula) e não ponha ; depois do ).
• Sabe quantas voltas? for. Repete até algo acontecer? while.