Java编程——循环语句(while语句、do-while语句和for语句)

时间:2021-03-31 01:41:22

 循环语句

    循环语句在程序设计中用来描述有规则重复的流程。在实际的程序中,存在很多需要重复执行的流程,为了简化这些重复的执行流程,在程序设计语言中新增了该类语句。

    在学习循环语句时,最重要的就是发现流程的规律,然后再用程序设计语言将该规律描述出来,从来实现程序要求的流程。

    循环语句是流程控制中最复杂,也是最有用、最难掌握的语句,在最初接触时,首先要熟悉基本的语法,然后需要能够快速观察出流程的规律,这个观察能力需要依靠大量的阅读和编写程序进行培养,这就是基本的逻辑思维,然后将该规律描述出来即可。所以在学习循环语句时,学习语法只是基本的内容,更多的是培养自己观察规律的能力,这个才是真正学习循环语句时的难点,也是重点。

    本节主要讲述循环语句的三种语法格式:while语句、do-while语句和for语句。

 

1、 while语句

    while关键字的中文意思是“当……的时候”,也就是当条件成立时循环执行对应的代码。while语句是循环语句中基本的结构,语法格式比较简单。

    while语句语法格式:

    while(循环条件)

    循环体;

    为了结构清楚,并且使循环体部分可以书写多行代码,一般把循环体处理成代码块,则语法格式变为:

    while(循环条件){

    循环体;

    }

    语法说明:和if语句类似,如果不是用代码块的结构,则只有while后面的第一个语句是循环体语句。在该语法中,要求循环条件的类型为boolean类型,指循环成立的条件,循环体部分则是需要重复执行的代码。

    执行流程:在执行while语句时,首先判断循环条件,如果循环条件为false,则直接执行while语句后续的代码,如果循环条件为true,则执行循环体代码,然后再判断循环条件,一直到循环条件不成立为止。

    下面结合具体的示例来演示一下while语句的基本使用。首先我们来实现一个无限循环,也称死循环,具体代码如下:

    while(true){

    System.out.println(‘a’);

    }

    下面讲解一下该while语句的执行顺序,首先判断while语句的循环条件,条件成立,则执行循环体的代码,输出字符a,然后再判别循环条件,条件成立,继续执行循环体代码,输出a,再判断循环条件……,依次类推,因为循环条件一直成立,所以该程序的功能是一直输出a,永不停止。

    说明:在控制台下执行死循环的程序,可以按Ctrl+C结束循环,在Eclipse中运行死循环的程序,可以选择执行窗口中的红色按钮“Terminate”结束程序。

    下面是使用while语句输出0-9这10个数字,程序实现的原理是使用一个变量代表0-9之间的数字,每次输出该变量的值,每次对该变量的值加1.变量的值从0开始,只要小于数字10就执行该循环。具体的示例代码如下:

    int i = 0;

    while(i < 10){

    System.out.println(i); //输出变量的值

    i++; //变量的值增加1

    }

    其执行流程为:

    1、 执行int I = 0;

    2、 判断i<10是否成立,如果不成立则结束,否则执行下一步

    3、 输出变量i的值

    4、 i的值增加1

    5、 跳转到步骤2继续执行

    需要注意的是,首先while语句中的条件是循环成立的条件,也就是该条件成立则继续循环,所以在书写时注意。另外,内部代码的书写有顺序,同样是上面的代码,如果调整内部代码的顺序,如下所示:

    int i = 0;

    while(i < 10){

    i++; //变量的值增加1

    System.out.println(i); //输出变量的值

    }

    则程序的执行结果将变为输出数字1-10.所以在循环语句中,代码之间的顺序也影响整个程序的逻辑。

    下面是用循环实现一个简单的数学逻辑,求1-10这10个数字的和。程序的原理是这样:声明一个变量i,从1变化到10,在声明一个变量sum,每次和i的值相加以后赋值给自身,下次再使用sum是变化以后的i相加,循环结束以后,得到的结果就是数字1-10之间所有数字的和。

    示例代码如下:

    int i = 1;      //循环变量

    int sum = 0; //数字和

    while(i <= 10){

    sum += i;   //和当前的i值相加

    i++;       //变量i增加1

    }

    这样,第一次循环是把和1相加的结果赋值给sum,然后再使用sum的值和2相加再赋值给sum,依次类推,则得到1-10之间所有变量的和。

    在使用循环语句时,发现规律需要的时间比编写和调试代码需要的时间多得多,所以要善于发现规律,善于思考。

 

 

2 、do-while语句

    do-while语句由关键字do和while组成,是循环语句中最典型的“先循环再判断”的流程控制结构,这个和其它2个循环语句都不相同。

    do-while语句的语法格式为:

    do{

    循环体;

    }while(循环条件);

    语法说明:在do-while语句中,循环体部分是重复执行的代码部分,循环条件指循环成立的条件,要求循环条件是boolean类型,值为true时循环执行,否则循环结束,最后整个语句以分号结束。

    执行流程:当执行到do-while语句时,首先执行循环体,然后再判断循环条件,如果循环条件不成立,则循环结束,如果循环条件成立,则继续执行循环体,循环体执行完成以后再判断循环条件,依次类推。

    实现和while语句实现的类似的示例,则死循环的示例代码为:

    do{

    System.out.println(‘a’);

    }while(true);实现输出0-9这10个数字的循环为:

    int i = 0;

    do{

    System.out.println(i);   //输出变量的值

    i++;                 //变量增加1

    }while(i < 10);

    实现求1-10这10个数字的和的代码为:

    int i = 1;

    int sum = 0;

    do{

    sum += i; //求和

    i++;      //变量增加1

    }while(i < 10);

    System.out.println(sum);   //输出和

    同理,实现求5的阶乘的代码类似,在数学上5的阶乘指1×2×3×4×5,数学上规定0的阶乘等于1,在实际计算时,阶乘的值增加的非常快,所以需要注意结果不能溢出。其具体代码为:

    int i = 1;

    int result = 1;

    do{

    result *= i;

    i++;

    }while(i <= 5);

    System.out.println(result);

    在实际的程序中,do-while的优势在于实现那些先循环再判断的逻辑,这个可以在一定程度上减少代码的重复,但是总体来说,do-while语句使用的频率没有其他的循环语句高

 

3 、for语句

    for关键字的意思是“当…的时候”,是实际开发中比较常用的循环语句,其语法格式相对于前面的循环语句来说稍显复杂,但是在熟悉以后,将会发现其语法安排的比较条理,把循环控制和循环体很清晰的分开。

    for语句的语法格式为:

    for(初始化语句;循环条件;迭代语句){

    循环体;

    }

    语法说明:

    1、 和其它流程控制语句一样,语句中的大括号不是语法必须的,但是为了结构清楚以及在循环体部分可以书写多行代码,一般使用大括号。

    2、 初始化语句作用是在循环开始以前执行,一般书写变量初始化的代码,例如循环变量的声明、赋值等。该语句可以为空。

    3、 循环条件是循环成立的条件,要求必须为boolean类型,如果该条件为空,则默认为true,即条件成立。

    4、 迭代语句是指循环变量变化的语句,一般书写i++、i—这样的结构,当然,该语句也可以为空5、 循环体指循环重复执行的功能代码。

    执行流程:

    1、 执行初始化语句

    2、 判断循环条件,如果循环条件为false,则结束循环,否则执行下一步

    3、 执行循环体

    4、 执行迭代语句

    5、 跳转到步骤2重复执行需要注意的是:for语句中的各个语句都可以为空,初始化语句在for语句执行时执行且只执行一次。

    依据for语句的语法格式,则最简单的for语句是如下格式:for(;;);由于循环条件为空时,默认为true,则循环条件恒成立,该循环的循环体即最后的一个分号,这样的语句称作空语句,则该循环是一个死循环,循环体是空语句。

    在实际书写代码时,一般把循环控制部分都写在for语句的小括号内部,而循环体只书写和逻辑相关的代码,这种结构使逻辑显得很清晰。

    使用for语句输出的0-9之间数字的代码如下:

    for(int i = 0;i < 10;i++){

    System.out.println(i);

    }

    则该语句的执行流程为:

    1、 执行int i = 0;

    2、 判断i<10,如果条件不成立则结束,否则继续执行下一步

    3、 执行System.out.println(i);

    4、 执行i++

    5、 跳转到步骤2继续执行类似的示例代码,实现求1-100之间数字的和,代码如下:

    int sum = 0;

    for(int i = 1;

    i <= 100;i++){

    sum +=i;

    }

    System.out.println(sum);

    这些是一些基本的for语句的使用,在通常情况下,for语句和while语句之间可以实现很简单的转换,例如下面是一个使用for语句书写的while格式的代码:

    int i = 0;for(;i < 10;){

    System.out.println(i);

    i++;

    }关于for语句的深入使用请参看后续的综合示例部分的讲解。

 

 

小结

    这里介绍了基本的循环控制语句的语法格式,在程序设计时,必须理解每种语句的语法格式和对应的特点,才能在实际使用时依据自己的逻辑进行灵活运用。

    和前面的条件语句一样,在实际使用时,循环控制语句之间也可以进行相互的嵌套来解决复杂的逻辑,在语法上对于嵌套的层次没有限制。

    while语句和for语句在循环语句中属于“先判断再循环”的结构,而do-while语句属于“先循环再判断”的结构,所以从语法角度来看,do-while语句的循环体至少会执行一次,在实际使用时while语句和for语句之间可以进行很方便的替换。