ColorfulC ·Java 循環(huán)語(yǔ)句
循環(huán)結(jié)構(gòu)能夠讓程序員以最少的精力去完成大量重復(fù)的工作，它可以讓計(jì)算機(jī)根據(jù)條件做循環(huán)計(jì)算，當(dāng)條件成立時(shí)繼續(xù)循環(huán)，當(dāng)條件不成立時(shí)結(jié)束循環(huán)。
依據(jù)前面所學(xué)的知識(shí)，如果我們想在屏幕上依次打印1到5，可以編寫(xiě)以下程序：
// PrintNums.java
class PrintNums {
public static void main(String[] args) {
// 依次打印1到5
System.out.println("1");
System.out.println("2");
System.out.println("3");
System.out.println("4");
System.out.println("5");
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
1
2
3
4
5
但是這種編寫(xiě)代碼的方案存在一些弊端：
- 不靈活：如果我們想要更改需求，打印從6到10，那么就不得不逐行更改；
- 難于維護(hù)：如果有大量代碼，更容易產(chǎn)生
bug； - 伸縮性差：依次打印從1到5貌似很簡(jiǎn)單，如果需求變?yōu)榇蛴?到100呢？這意味著需要編寫(xiě)大量的代碼。
使用循環(huán)結(jié)構(gòu)，就可以解決上述弊端。下面我們打開(kāi)代碼編輯器，新建一個(gè)LoopPrintNums.java，復(fù)制如下代碼:
// LoopPrintNums.java
class LoopPrintNums {
public static void main(String[] args) {
for(int i = 1; i <= 10; i ++) {
System.out.print(i + "\t");
}
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
聰明的你可能發(fā)現(xiàn)，如果將i <= 10改為 i <= 100，屏幕將依次從1打印100。
上述代碼中，我們看到不需要再去編寫(xiě)多條打印語(yǔ)句，同樣得到了我們想要的結(jié)果，代碼量大大減少。那么上述代碼具體有什么含義呢，為什么這樣寫(xiě)就實(shí)現(xiàn)了多個(gè)數(shù)字的打印呢？在本小節(jié)中，我們就會(huì)進(jìn)行詳細(xì)介紹。
1. while 循環(huán)
1.1 語(yǔ)法
while循環(huán)是最簡(jiǎn)單的循環(huán)形式。我們先來(lái)看看它的基本用法：
while (條件) {
// 循環(huán)體，條件成立時(shí)執(zhí)行
...
}
// 循環(huán)完成后執(zhí)行
while循環(huán)在每次循環(huán)開(kāi)始前，首先會(huì)判斷條件是否成立，如果計(jì)算結(jié)果為true， 就會(huì)執(zhí)行循環(huán)體內(nèi)部語(yǔ)句。如果計(jì)算結(jié)果為false，會(huì)跳出循環(huán)，執(zhí)行后續(xù)代碼。
1.2 實(shí)例
對(duì)于打印從1到5的例子，可以使用while循環(huán)可以這樣寫(xiě)：
public class WhileLoop1 {
public static void main(String args[]) {
int i = 1;
while (i <= 5) {
System.out.println(i); // 打印i
i ++; // i自增1
}
}
}
你也許注意到在循環(huán)體內(nèi)部，除了打印變量i的值，還有一個(gè)語(yǔ)句：i ++，這個(gè)語(yǔ)句的作用是讓變量i自增1。如果沒(méi)有這個(gè)語(yǔ)句，i的值永遠(yuǎn)不會(huì)改變，所以循環(huán)條件永遠(yuǎn)成立，程序?qū)⑾萑胨姥h(huán)，直到將資源耗盡才會(huì)停止，所以要杜絕編寫(xiě)死循環(huán)代碼。
Tips：如果循環(huán)的條件永遠(yuǎn)不會(huì)變成
false（比如使用字面量true作為條件），則稱(chēng)這種循環(huán)為無(wú)限循環(huán)或死循環(huán)。循環(huán)體內(nèi)的代碼會(huì)無(wú)限地重復(fù)執(zhí)行，直到中斷。
再看一個(gè)例子，得到1到100的累加和：
public class WhileLoop2 {
public static void main(String[] args) {
int sum = 0; // 累加和
int i = 1;
while (i <= 100) {
sum = sum + i; // 使sum和i相加，并將值再次賦值給sum
i ++; // i自增1
}
System.out.println("1到100的累加和為：" + sum);
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
1到100的累加和為：5050
我們來(lái)對(duì)程序進(jìn)行解析：
- 定義兩個(gè)變量
sum和i分別用于存放累加和以及要累加的數(shù)字。 - 循環(huán)開(kāi)始前判斷條件
i <= 100是否成立，此時(shí)i = 1，成立，執(zhí)行循環(huán)體內(nèi)代碼。 - 循環(huán)體內(nèi)代碼第一次執(zhí)行，
sum = 1，i自增1變?yōu)?。 - 再次判斷循環(huán)條件，成立就繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體，直到
i = 100，自增1 變?yōu)?01，此時(shí)條件不成立。執(zhí)行循環(huán)后面的代碼。 - 執(zhí)行打印語(yǔ)句，打印最終的
sum值，程序結(jié)束。
2. do while 循環(huán)
2.1 語(yǔ)法
do while循環(huán)的功能與while循環(huán)類(lèi)似，不同點(diǎn)在于：while循環(huán)是先判斷條件，再執(zhí)行循環(huán)體；而do while 循環(huán)則是先執(zhí)行循環(huán)體，再判斷條件，如果條件成立繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)，條件不成立則終止循環(huán)。do while循環(huán)的語(yǔ)法如下：
do {
// 循環(huán)體
} while (條件);
無(wú)論條件成立與否，do while循環(huán)都至少執(zhí)行一次。而while循環(huán)可能一次都不會(huì)執(zhí)行。
2.2 實(shí)例
我們現(xiàn)在使用 do while循環(huán)實(shí)現(xiàn)1到100的累加求和，代碼如下：
public class DoWhileLoop {
public static void main(String[] args) {
int sum = 0; // 累加和
int i = 1;
do {
sum = sum + i; // 使sum和i相加，并將值再次賦值給sum
i ++; // i自增1
} while (i <= 100);
System.out.println("1到100的累加和為：" + sum);
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
1到100的累加和為：5050
3. for 循環(huán)
3.1 語(yǔ)法
下面是for循環(huán)的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)：
for (變量聲明; 條件; 迭代語(yǔ)句) {
// 循環(huán)體
}
for循環(huán)是一種特殊的while循環(huán)，也是被使用最廣泛的循環(huán)。它使用計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)循環(huán)。在關(guān)鍵字 for后面的括號(hào)中，會(huì)有三個(gè)語(yǔ)句，第一個(gè)語(yǔ)句是變量聲明語(yǔ)句，允許聲明一個(gè)或多個(gè)整型變量；第二個(gè)語(yǔ)句是條件，條件的檢測(cè)方式與while循環(huán)相同（每次循環(huán)開(kāi)始前判斷條件成立與否）；第三個(gè)語(yǔ)句是迭代語(yǔ)句，雖然可以是任何語(yǔ)句，但該語(yǔ)句通常用于遞增或遞減變量。
3.2 實(shí)例
我們使用for循環(huán)連續(xù)打印5行”慕課網(wǎng)真棒“的字樣，代碼如下：
public class ForLoop1 {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 1; i <= 5; i ++) {
System.out.println("慕課網(wǎng)真棒");
}
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
慕課網(wǎng)真棒
慕課網(wǎng)真棒
慕課網(wǎng)真棒
慕課網(wǎng)真棒
慕課網(wǎng)真棒
我們現(xiàn)在使用for來(lái)實(shí)現(xiàn)1到100的累加求和，代碼如下：
public class ForLoop2 {
public static void main(String[] args) {
int sum = 0; // 累加和
for (int i = 1; i <= 100; i ++) {
sum += i; // 加和賦值運(yùn)算
}
System.out.println("1到100的累加和為：" + sum);
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
1到100的累加和為：5050
程序解析：
在執(zhí)行循環(huán)體前，會(huì)先執(zhí)行括號(hào)中的變量聲明語(yǔ)句int i = 1，它定義了一個(gè)計(jì)數(shù)器變量i并且賦值為1（注意這個(gè)語(yǔ)句只執(zhí)行一次）。然后會(huì)執(zhí)行條件判斷語(yǔ)句i <= 100，顯然條件成立，執(zhí)行循環(huán)體，循環(huán)體執(zhí)行完成后會(huì)才會(huì)執(zhí)行括號(hào)中的第三個(gè)語(yǔ)句i ++，再次判斷條件是否成立，直到當(dāng)i的值為100時(shí)，最后一次執(zhí)行循環(huán)體，這個(gè)時(shí)候i再次自增1為101，條件不成立，結(jié)束循環(huán)。
實(shí)際使用中，通常使用for循環(huán)來(lái)遍歷一個(gè)數(shù)組，我們將在 Java 數(shù)組小節(jié)舉例介紹。
for循環(huán)中第一個(gè)語(yǔ)句，變量聲明語(yǔ)句可以一次聲明多個(gè)整型變量，實(shí)例代碼如下：
public class ForLoop2 {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 1, j = 10; i <= 10; i++, j--) {
System.out.print(i + "\t");
System.out.print(j + "\t");
}
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
1 10 2 9 3 8 4 7 5 6 6 5 7 4 8 3 9 2 10 1
另外，for循環(huán)還可以缺省變量聲明語(yǔ)句、循環(huán)條件和迭代語(yǔ)句，實(shí)例：
// 缺省變量聲明語(yǔ)句
for (int i = 0; ; i ++) {
// 語(yǔ)句
}
// 缺省循環(huán)條件語(yǔ)句和迭代語(yǔ)句
for (int i = 0; ; ) {
// 語(yǔ)句
}
// 缺省所有語(yǔ)句
for (;;) {
// 語(yǔ)句
}
但請(qǐng)注意，通常情況下不建議這樣寫(xiě)。
4. for each 循環(huán)
由于學(xué)習(xí) for each 循環(huán)需要一些數(shù)組和集合的前置知識(shí)，我們將會(huì)在 Java 數(shù)組小節(jié)舉例講解。
5. break 和 continue 關(guān)鍵字
我們可以使用break和continue語(yǔ)句來(lái)重定向程序執(zhí)行流。
5.1 break
break關(guān)鍵字可以出現(xiàn)在一個(gè)循環(huán)中，用以跳出當(dāng)前循環(huán)。我們來(lái)看一個(gè)實(shí)例：
public class BreakKeywords1 {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 1; i <= 10; i ++) {
if(i == 3) { // 條件語(yǔ)句
System.out.println("當(dāng)i等于3時(shí)，終止循環(huán)！");
break;
}
System.out.println(i);
}
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
1
2
當(dāng)i等于3時(shí)，終止循環(huán)！
上面是一段循環(huán)打印數(shù)字的代碼，當(dāng)循環(huán)到達(dá)第3次迭代時(shí)，執(zhí)行條件分支中的語(yǔ)句，將終止循環(huán)。注意：break語(yǔ)句通常配合if語(yǔ)句使用。
對(duì)于多層循環(huán)的情況，break語(yǔ)句只能終止它自己所在的那一層循環(huán)，并不會(huì)影響到外層循環(huán)。請(qǐng)閱讀如下代碼：
public class BreakKeywords2 {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 1; i <= 5; i ++) {
// 打印i的值
System.out.println(i);
for (int j = 1; j<=5; j ++) {
if(j == 3) { // 條件語(yǔ)句
System.out.println("當(dāng)j等于3時(shí)，終止循環(huán)！");
break;
}
// 打印j的值
System.out.println(j);
}
}
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
1
1
2
當(dāng)j等于3時(shí)，終止循環(huán)！
2
1
2
當(dāng)j等于3時(shí)，終止循環(huán)！
3
1
2
當(dāng)j等于3時(shí)，終止循環(huán)！
4
1
2
當(dāng)j等于3時(shí)，終止循環(huán)！
5
1
2
當(dāng)j等于3時(shí)，終止循環(huán)！
上面的代碼有兩個(gè)for循環(huán)嵌套，break語(yǔ)句位于內(nèi)層循環(huán)，所以當(dāng)表達(dá)式j == 3成立時(shí)，會(huì)跳出內(nèi)層循環(huán)，進(jìn)而繼續(xù)執(zhí)行外層循環(huán)。
5.2 continue
continue關(guān)鍵字可以跳過(guò)當(dāng)次循環(huán)，繼續(xù)執(zhí)行下一次循環(huán)，我們來(lái)看一個(gè)實(shí)例：
public class ContinueKeywords {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 1; i <= 5; i ++) {
if(i == 3) {
System.out.println("當(dāng)i等于3時(shí)，跳過(guò)~");
continue;
}
System.out.println(i);
}
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
1
2
當(dāng)i等于3時(shí)，跳過(guò)~
4
5
在多層嵌套的循環(huán)中，continue語(yǔ)句只能跳過(guò)它自己所在位置的循環(huán)。
6. 小結(jié)
本節(jié)中，我們依次介紹了Java中的四種循環(huán)結(jié)構(gòu)：while循環(huán)、do while循環(huán)、for循環(huán)以及for each循環(huán)。并且介紹了break和continue關(guān)鍵字在循環(huán)中的使用。
其中，while循環(huán)的循環(huán)體可能一次都不執(zhí)行，而do while循環(huán)的循環(huán)體至少執(zhí)行一次。
for 循環(huán)通過(guò)計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)復(fù)雜循環(huán)。for each循環(huán)可以直接遍歷數(shù)組的每個(gè)元素。
在使用循環(huán)結(jié)構(gòu)編寫(xiě)業(yè)務(wù)代碼時(shí)，為了避免死循環(huán)，一定要確保循環(huán)條件能夠被影響。
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