Java 循环语句
循环结构能够让程序员以最少的精力去完成大量重复的工作,它可以让计算机根据条件做循环计算,当条件成立时继续循环,当条件不成立时结束循环。
依据前面所学的知识,如果我们想在屏幕上依次打印1到5,可以编写以下程序:
// 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");
}
}
运行结果:
1
2
3
4
5
但是这种编写代码的方案存在一些弊端:
- 不灵活:如果我们想要更改需求,打印从6到10,那么就不得不逐行更改;
- 难于维护:如果有大量代码,更容易产生
bug
; - 伸缩性差:依次打印从1到5貌似很简单,如果需求变为打印从1到100呢?这意味着需要编写大量的代码。
使用循环结构,就可以解决上述弊端。下面我们打开代码编辑器,新建一个LoopPrintNums.java
,复制如下代码:
// LoopPrintNums.java
class LoopPrintNums {
public static void main(String[] args) {
for(int i = 1; i <= 10; i ++) {
System.out.print(i + "t");
}
}
}
运行结果:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
聪明的你可能发现,如果将i <= 10
改为 i <= 100
,屏幕将依次从1打印100。
上述代码中,我们看到不需要再去编写多条打印语句,同样得到了我们想要的结果,代码量大大减少。那么上述代码具体有什么含义呢,为什么这样写就实现了多个数字的打印呢?在本小节中,我们就会进行详细介绍。
1. while 循环
1.1 语法
while
循环是最简单的循环形式。我们先来看看它的基本用法:
while (条件) {
// 循环体,条件成立时执行
...
}
// 循环完成后执行
while
循环在每次循环开始前,首先会判断条件是否成立,如果计算结果为true
, 就会执行循环体内部语句。如果计算结果为false
,会跳出循环,执行后续代码。
1.2 实例
对于打印从1到5的例子,可以使用while
循环可以这样写:
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
}
}
}
你也许注意到在循环体内部,除了打印变量i
的值,还有一个语句:i ++
,这个语句的作用是让变量i
自增1。如果没有这个语句,i
的值永远不会改变,所以循环条件永远成立,程序将陷入死循环,直到将资源耗尽才会停止,所以要杜绝编写死循环代码。
Tips:如果循环的条件永远不会变成
false
(比如使用字面量true
作为条件),则称这种循环为无限循环或死循环。循环体内的代码会无限地重复执行,直到中断。
再看一个例子,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,并将值再次赋值给sum
i ++; // i自增1
}
System.out.println("1到100的累加和为:" + sum);
}
}
运行结果:
1到100的累加和为:5050
我们来对程序进行解析:
- 定义两个变量
sum
和i
分别用于存放累加和以及要累加的数字。 - 循环开始前判断条件
i <= 100
是否成立,此时i = 1
,成立,执行循环体内代码。 - 循环体内代码第一次执行,
sum = 1
,i
自增1变为2。 - 再次判断循环条件,成立就继续执行循环体,直到
i = 100
,自增1 变为101,此时条件不成立。执行循环后面的代码。 - 执行打印语句,打印最终的
sum
值,程序结束。
2. do while 循环
2.1 语法
do while
循环的功能与while
循环类似,不同点在于:while
循环是先判断条件,再执行循环体;而do while
循环则是先执行循环体,再判断条件,如果条件成立继续执行循环,条件不成立则终止循环。do while
循环的语法如下:
do {
// 循环体
} while (条件);
无论条件成立与否,do while
循环都至少执行一次。而while
循环可能一次都不会执行。
2.2 实例
我们现在使用 do while
循环实现1到100的累加求和,代码如下:
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,并将值再次赋值给sum
i ++; // i自增1
} while (i <= 100);
System.out.println("1到100的累加和为:" + sum);
}
}
运行结果:
1到100的累加和为:5050
3. for 循环
3.1 语法
下面是for
循环的语法结构:
for (变量声明; 条件; 迭代语句) {
// 循环体
}
for
循环是一种特殊的while
循环,也是被使用最广泛的循环。它使用计数器来实现循环。在关键字 for
后面的括号中,会有三个语句,第一个语句是变量声明语句,允许声明一个或多个整型变量;第二个语句是条件,条件的检测方式与while
循环相同(每次循环开始前判断条件成立与否);第三个语句是迭代语句,虽然可以是任何语句,但该语句通常用于递增或递减变量。
3.2 实例
我们使用for
循环连续打印5行”慕课网真棒“的字样,代码如下:
public class ForLoop1 {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 1; i <= 5; i ++) {
System.out.println("慕课网真棒");
}
}
}
运行结果:
慕课网真棒
慕课网真棒
慕课网真棒
慕课网真棒
慕课网真棒
我们现在使用for
来实现1到100的累加求和,代码如下:
public class ForLoop2 {
public static void main(String[] args) {
int sum = 0; // 累加和
for (int i = 1; i <= 100; i ++) {
sum += i; // 加和赋值运算
}
System.out.println("1到100的累加和为:" + sum);
}
}
运行结果:
1到100的累加和为:5050
程序解析:
在执行循环体前,会先执行括号中的变量声明语句int i = 1
,它定义了一个计数器变量i
并且赋值为1(注意这个语句只执行一次)。然后会执行条件判断语句i <= 100
,显然条件成立,执行循环体,循环体执行完成后会才会执行括号中的第三个语句i ++
,再次判断条件是否成立,直到当i
的值为100时,最后一次执行循环体,这个时候i
再次自增1
为101
,条件不成立,结束循环。
实际使用中,通常使用for
循环来遍历一个数组,我们将在 Java 数组小节举例介绍。
for
循环中第一个语句,变量声明语句可以一次声明多个整型变量,实例代码如下:
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");
}
}
}
运行结果:
1 10 2 9 3 8 4 7 5 6 6 5 7 4 8 3 9 2 10 1
另外,for
循环还可以缺省变量声明语句、循环条件和迭代语句,实例:
// 缺省变量声明语句
for (int i = 0; ; i ++) {
// 语句
}
// 缺省循环条件语句和迭代语句
for (int i = 0; ; ) {
// 语句
}
// 缺省所有语句
for (;;) {
// 语句
}
但请注意,通常情况下不建议这样写。
4. for each 循环
由于学习 for each
循环需要一些数组和集合的前置知识,我们将会在 Java 数组小节举例讲解。
5. break 和 continue 关键字
我们可以使用break
和continue
语句来重定向程序执行流。
5.1 break
break
关键字可以出现在一个循环中,用以跳出当前循环。我们来看一个实例:
public class BreakKeywords1 {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 1; i <= 10; i ++) {
if(i == 3) { // 条件语句
System.out.println("当i等于3时,终止循环!");
break;
}
System.out.println(i);
}
}
}
运行结果:
1
2
当i等于3时,终止循环!
上面是一段循环打印数字的代码,当循环到达第3次迭代时,执行条件分支中的语句,将终止循环。注意:break
语句通常配合if
语句使用。
对于多层循环的情况,break
语句只能终止它自己所在的那一层循环,并不会影响到外层循环。请阅读如下代码:
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) { // 条件语句
System.out.println("当j等于3时,终止循环!");
break;
}
// 打印j的值
System.out.println(j);
}
}
}
}
运行结果:
1
1
2
当j等于3时,终止循环!
2
1
2
当j等于3时,终止循环!
3
1
2
当j等于3时,终止循环!
4
1
2
当j等于3时,终止循环!
5
1
2
当j等于3时,终止循环!
上面的代码有两个for
循环嵌套,break
语句位于内层循环,所以当表达式j == 3
成立时,会跳出内层循环,进而继续执行外层循环。
5.2 continue
continue
关键字可以跳过当次循环,继续执行下一次循环,我们来看一个实例:
public class ContinueKeywords {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 1; i <= 5; i ++) {
if(i == 3) {
System.out.println("当i等于3时,跳过~");
continue;
}
System.out.println(i);
}
}
}
运行结果:
1
2
当i等于3时,跳过~
4
5
在多层嵌套的循环中,continue
语句只能跳过它自己所在位置的循环。
6. 小结
本节中,我们依次介绍了Java
中的四种循环结构:while
循环、do while
循环、for
循环以及for each
循环。并且介绍了break
和continue
关键字在循环中的使用。
其中,while
循环的循环体可能一次都不执行,而do while
循环的循环体至少执行一次。
for
循环通过计数器实现复杂循环。for each
循环可以直接遍历数组的每个元素。
在使用循环结构编写业务代码时,为了避免死循环,一定要确保循环条件能够被影响。
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