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

 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。