Java的循环语句

迈不过友情╰ 2022-08-27 00:27 240阅读 0赞

# Java的循环语句 #

Java 的循环语句有for，while 和 do-while 。这些语句创造了我们通常所称的循环（loops）。你可能知道，一个循环重复执行同一套指令直到一个结束条件出现。你将看到，Java 有适合任何编程所需要的循环结构。

## 1、 while 语句 ##

while 语句是Java 最基本的循环语句。当它的控制表达式是真时，while 语句重复执行一个语句或语句块。它的通用格式如下：  
while(condition) \{  
// body of loop  
\}  
条件condition 可以是任何布尔表达式。只要条件表达式为真，循环体就被执行。当条件condition 为假时，程序控制就传递到循环后面紧跟的语句行。如果只有单个语句需要重复，大括号是不必要的。  
下面的while 循环从10开始进行减计数，打印出10行“tick”。

// Demonstrate the while loop.
    class While {
    public static void main(String args[]) {
    int n = 10; 
    while(n > 0) {
    System.out.println("tick " + n);
    n--; 
    }
    }
    }

当你运行这个程序，它将“tick”10次：  
tick 10  
tick 9  
tick 8  
tick 7  
tick 6  
tick 5  
tick 4  
tick 3  
tick 2  
tick 1  
因为while 语句在循环一开始就计算条件表达式，若开始时条件为假，则循环体一次也不会执行。例如，下面的程序中，对println( ) 的调用从未被执行过：

int a = 10, b = 20;
    while(a > b)
    System.out.println("This will not be displayed");

while 循环（或Java 的其他任何循环）的循环体可以为空。这是因为一个空语句（null statement) （仅由一个分号组成的语句）在Java 的语法上是合法的。例如，下面的程序：

// The target of a loop can be empty.
    class NoBody {
    public static void main(String args[]) {
    int i, j;
    i = 100; 
    j = 200; 
    // find midpoint between i and j
    while(++i < --j) ; // no body in this loop 
    System.out.println("Midpoint is " + i);
    }
    }

该程序找出变量i和变量j的中间点。它产生的输出如下：  
Midpoint is 150  
该程序中的while 循环是这样执行的。值i自增，而值j自减，然后比较这两个值。如果新的值i仍比新的值j小，则进行循环。如果i等于或大于j，则循环停止。在退出循环前，i 将保存原始i和j的中间值（当然，这个程序只有在开始时i比j小的情况下才执行）。正如你看到的，这里不需要循环体。所有的行为都出现在条件表达式自身内部。在专业化的Java 代码中，一些可以由控制表达式本身处理的短循环通常都没有循环体。

## 2、 do-while 循环 ##

如你刚才所见，如果while 循环一开始条件表达式就是假的，那么循环体就根本不被执行。然而，有时需要在开始时条件表达式即使是假的情况下，while 循环至少也要执行一次。换句话说，有时你需要在一次循环结束后再测试中止表达式，而不是在循环开始时。幸运的是，Java 就提供了这样的循环：do-while 循环。do-while 循环总是执行它的循环体至少一次，因为它的条件表达式在循环的结尾。它的通用格式如下：

do {
    // body of loop
    } while (condition);

do-while 循环总是先执行循环体，然后再计算条件表达式。如果表达式为真，则循环继续。否则，循环结束。对所有的Java 循环都一样，条件condition 必须是一个布尔表达式。下面是一个重写的“tick”程序，用来演示do-while 循环。它的输出与先前程序的输出相同。

// Demonstrate the do-while loop.
    class DoWhile {
    public static void main(String args[]) {
    int n = 10; 
    do {
    System.out.println("tick " + n);
    n--; 
    } while(n > 0);
    }
    }

该程序中的循环虽然在技术上是正确的，但可以像如下这样编写更为高效：

do {
    System.out.println("tick " + n); 
    } while(--n > 0);

在本例中，表达式“-- n > 0 ”将n值的递减与测试n是否为0组合在一个表达式中。它的执行过程是这样的。首先，执行-- n 语句，将变量n递减，然后返回n的新值。这个值再与0比较，如果比0大，则循环继续。否则结束。  
do-while 循环在你编制菜单选择时尤为有用，因为通常都想让菜单循环体至少执行一次。下面的程序是一个实现Java 选择和重复语句的很简单的帮助系统：

// Using a do-while to process a menu selection
    class Menu {
    public static void main(String args[])
    throws java.io.IOException {
    char choice; 
    do {
    System.out.println("Help on:");
    System.out.println(" 1. if");
    System.out.println(" 2. switch");
    System.out.println(" 3. while");
    System.out.println(" 4. do-while");
    System.out.println(" 5. for\n");
    System.out.println("Choose one:");
    choice = (char) System.in.read();
    } while( choice < '1' || choice > '5');
    System.out.println("\n");
    switch(choice) {
    case '1': 
    System.out.println("The if:\n");
    System.out.println("if(condition) statement;");
    System.out.println("else statement;");
    break;
    case '2': 
    System.out.println("The switch:\n");
    System.out.println("switch(expression) {");
    System.out.println(" case constant:");
    System.out.println(" statement sequence");
    System.out.println(" break;");
    System.out.println(" // ...");
    System.out.println("}");
    break;
    case '3': 
    System.out.println("The while:\n");
    System.out.println("while(condition) statement;");
    break; 
    case '4': 
    System.out.println("The do-while:\n");
    System.out.println("do {"); 
    System.out.println(" statement;");
    System.out.println("} while (condition);");
    break; 
    case '5': 
    System.out.println("The for:\n");
    System.out.print("for(init; condition; iteration)");
    System.out.println(" statement;");
    break; 
    }
    }
    }

下面是这个程序执行的一个样本输出：  
Help on:  
1. if  
2. switch  
3. while  
4. do-while  
5. for  
Choose one:  
4  
The do-while:  
do \{  
statement;  
\} while (condition);  
在程序中，do-while 循环用来验证用户是否输入了有效的选择。如果没有，则要求用户重新输入。因为菜单至少要显示一次，do-while 循环是完成此任务的合适语句。  
关于此例的其他几点：注意从键盘输入字符通过调用System.in.read( ) 来读入。这是一个Java 的控制台输入函数。尽管Java 的终端 I/O （输入/输出)方法将在第12章中详细讨论，在这里使用System.in.read ( ) 来读入用户的选择。它从标准的输入读取字符（返回整数，因此将返回值choice 定义为字符型）。默认地，标准输入是按行进入缓冲区的，因此在你输入的任何字符被送到你的程序以前，必须按回车键。  
Java 的终端输入功能相当有限且不好使用。进一步说，大多数现实的Java 程序和Applets （小应用程序）都具有图形界面并且是基于窗口的。因此，这本书使用终端的输入并不多。然而，它在本例中是有用的。另外一点:因为使用System.in.read ( ) ，程序必须指定throws java.io.IOException 子句。这行代码对于处理输入错误是必要的。这是Java 的异常处理的一部分，将在第10章讨论。

## 3、 for 循环 ##

在第2章曾使用过一个for循环的简单格式。你将看到，for循环是一个功能强大且形式灵活的结构。下面是for 循环的通用格式：

for(initialization; condition; iteration) {
    // body
    }

如只有一条语句需要重复，大括号就没有必要。  
for循环的执行过程如下。第一步，当循环启动时，先执行其初始化部分。通常，这是设置循环控制变量值的一个表达式，作为控制循环的计数器。重要的是你要理解初始化表达式仅被执行一次。下一步，计算条件condition 的值。条件condition 必须是布尔表达式。它通常将循环控制变量与目标值相比较。如果这个表达式为真，则执行循环体；如果为假，则循环终止。再下一步执行循环体的反复部分。这部分通常是增加或减少循环控制变量的一个表达式。接下来重复循环，首先计算条件表达式的值，然后执行循环体，接着执行反复表达式。这个过程不断重复直到控制表达式变为假。  
下面是使用for 循环的“tick”程序：

// Demonstrate the for loop.
    class ForTick {
    public static void main(String args[]) {
    int n; 
    for(n=10; n>0; n--)
    System.out.println("tick " + n);
    }
    }

在for 循环中声明循环控制变量  
控制for循环的变量经常只是用于该循环，而不用在程序的其他地方。在这种情况下，可以在循环的初始化部分中声明变量。例如，下面重写了前面的程序，使变量 n 在for循环中被声明为整型：

// Declare a loop control variable inside the for.
    class ForTick {
    public static void main(String args[]) { 
    // here, n is declared inside of the for loop
    for(int n=10; n>0; n--)
    System.out.println("tick " + n);
    }
    }

当你在for 循环内声明变量时，必须记住重要的一点:该变量的作用域在for语句执行后就结束了（因此，该变量的作用域就局限于for 循环内）。在for循环外，变量就不存在了。如果你在程序的其他地方需要使用循环控制变量，你就不能在for循环中声明它。  
由于循环控制变量不会在程序的其他地方使用，大多数程序员都在for循环中来声明它。例如，以下为测试素数的一个简单程序。注意由于其他地方不需要i，所以循环控制变量i在for循环中声明。

// Test for primes.
    class FindPrime {
    public static void main(String args[]) {
    int num;
    boolean isPrime = true; 
    num = 14; 
    for(int i=2; i <= num/2; i++) {
    if((num % i) == 0) {
    isPrime = false; 
    break;
    }
    }
    if(isPrime) System.out.println("Prime");
    else System.out.println("Not Prime");
    }
    }

使用逗号  
你可能经常需要在初始化和for循环的反复部分包括超过一个变量的声明。例如，考虑下面程序的循环部分：

class Sample {
    public static void main(String args[]) {
    int a, b;
    b = 4; 
    for(a=1; a<b; a++) {
    System.out.println("a = " + a);
    System.out.println("b = " + b);
    b--; 
    }
    }
    }

如你所看到的，循环被两个相互作用的变量控制。由于循环被两个变量控制，如果两个变量都能被定义在for 循环中，而变量b不需要通过人工处理将是很有用的。幸好，Java 提供了一个完成此任务的方法。为了允许两个或两个以上的变量控制循环，Java 允许你在for 循环的初始化部分和反复部分声明多个变量，每个变量之间用逗号分开。  
使用逗号，前面的for循环将更高效，改写后的程序如下：

// Using the comma.
    class Comma {
    public static void main(String args[]) {
    int a, b; 
    for(a=1, b=4; a<b; a++, b--) {System.out.println("a = " + a);System.out.println("b = " + b);
    }
    }
    }

在本例中，初始化部分把两个变量a和 b都定义了。在循环的反复部分，用两个逗号分开的语句在每次循环重复时都执行。程序输出如下：  
a = 1  
b = 4  
a = 2  
b = 3  
注意：如果你对C/C++ 熟悉，你就会知道逗号是一个运算符，能在任何有效的表达  
式中使用。然而，在Java 中不是这样。在 Java 中，逗号仅仅是一个分隔符，只  
适用于for循环。

## 4、 for 循环的一些变化 ##

for循环支持一些变化，这增加了它的功能和灵活性。for循环这样灵活是因为它的3部分（初始化部分，条件测试部分和反复部分）并不仅用于它们所限定的那些目的。事实上，for 循环的3部分能被用于你需要的任何目的。让我们看一些例子。  
最普通的变化之一包含在条件表达式中。具体地说，条件表达式可以不需要用循环变量和目标值的比较来测试循环条件。事实上，控制for 循环的条件可以是任何布尔表达式。例如，考虑下列程序片段：

boolean done = false;
    for(int i=1; !done; i++) {
    // ...
    if(interrupted()) done = true;
    }

在本例中，for循环将一直运行，直到布尔型变量done 被设置为真。for循环的条件部分不测试值i。  
下面是for循环的另外一个有趣的变化。在Java 中可以使for循环的初始化、条件或者反复部分中的任何或者全部都为空，如下面的程序：

// Parts of the for loop can be empty.
    class ForVar {
    public static void main(String args[]) {
    int i;
    boolean done = false;
    i = 0;
    for( ; !done; ) {
    System.out.println("i is " + i);
    if(i == 10) done = true;
    i++;}}
    }

本例中，初始化部分和反复部分被移到了for 循环以外。这样，for循环的初始化部分和反复部分是空的。当这个简单的例子中，for循环中没有值，确实，这种风格被认为是相当差的，有时这种风格也是有用的。例如，如果初始条件由程序中其他部分的复杂表达式来定义，或者循环控制变量的改变由发生在循环体内的行为决定，而且这种改变是一种非顺序的方式，这种情况下，可以使for 循环的这些部分为空。  
下面是for 循环变化的又一种方式。如果for循环的三个部分全为空，你就可以创建一个无限循环（从来不停止的循环）。例如：  
for( ; ; ) \{  
// ...  
\}  
这个循环将始终运行，因为没有使它终止的条件。尽管有一些程序，例如操作系统命令处理器，需要无限循环，但大多数“无限循环”实际上是具有特殊终止要求的循环。在不久你将看到如何不用正常的条件表达式来终止这种类型的循环。  
5、 循环嵌套  
和其他编程语言一样，Java 允许循环嵌套。也就是，一个循环在另一个循环之内。例如，下面的程序就是循环嵌套：

// Loops may be nested.
    class Nested {
    public static void main(String args[]) {
    int i, j; 
    for(i=0; i<10; i++) {
    for(j=i; j<10; j++)
    System.out.print(".");
    System.out.println();
    }
    }
    }

该程序产生的输出如下所示：  
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转载自：http://dev.21tx.com/2005/03/24/12536.shtml