Java的循环语句
2014-04-21 21:01
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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
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