Java语法基础（四）----循环结构语句

一、循环结构：

循环语句可以在满足循环条件的情况下，反复执行某一段代码，这段被重复执行的代码被称为循环体语句，当反复执行这个循环体时，需要在合适的时候把循环判断条件修改为false，从而结束循环，否则循环将一直执行下去，形成死循环。

循环语句的组成：

• 初始化语句：一条或者多条语句，这些语句完成一些初始化操作。
• 判断条件语句：这是一个boolean 表达式，这个表达式能决定是否执行循环体。
• 循环体语句：这个部分是循环体语句，也就是我们要多次做的事情。
• 控制条件语句：这个部分在一次循环体结束后，下一次循环判断条件执行前执行。通过用于控制循环条件中的变量，使得循环在合适的时候结束。

eg：在控制台输出10次"HelloWorld"时，

• 初始化语句：定义初始化为第一次。
• 判断条件语句：次数不能超过10次。
• 循环体语句：输出”HelloWorld”语句。
• 控制条件语句：次数变化为下一次。

二、循环结构(for循环语句)

for循环语句格式：

for(初始化语句;判断条件语句;控制条件语句) {
         循环体语句;
    }

执行流程：

A:执行初始化语句

B:执行判断条件语句，看其结果是true还是false：如果是false，循环结束；如果是true，继续执行。

C:执行循环体语句

D:执行控制条件语句

E:回到B继续

流程图：

注意事项：

（1）判断条件语句的结果是一个boolean类型

（2）循环体语句如果是一条语句，大括号可以省略；如果是多条语句，大括号不能省略。建议永远不要省略。

（3）一般来说：有左大括号就没有分号，有分号就没有左大括号

代码举例：

1、求出1-100之间偶数和：

/*
    需求：
        A:求1-100之和。
        B:求出1-100之间偶数和
*/
class ForTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        //求1-100之和。
        int sum1 = 0;
        
        for(int x=1; x<=100; x++) {
            sum1 +=x;
        }
        
        System.out.println("1-100之和是："+sum1);
        System.out.println("------------------");
        
        //求出1-100之间偶数和
        //方式1
        int sum2 = 0;
        
        for(int x=1; x<=100; x++) {
            if(x%2 == 0) {
                sum2 += x;
            }
        }
        
        System.out.println("1-100偶数之和是："+sum2);
        System.out.println("------------------");
        
        //方式2
        int sum3 = 0;
        
        for(int x=0; x<=100; x+=2) {
                sum3 += x;
        }
        
        System.out.println("1-100偶数之和是："+sum3);
        System.out.println("------------------");
    }
}

2、求5的阶乘：

/*
    需求：求5的阶乘。
    
    什么是阶乘呢?
        n! = n*(n-1)! 规则
        n! = n*(n-1)*(n-2)*...*3*2*1
        
    求和思想。
    求阶乘思想。
*/
class ForTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        //定义最终结果变量
        int jc = 1;
        
        //这里的x其实可以直接从2开始
        //for(int x=1; x<=5; x++) 
        
        for(int x=2; x<=5; x++) {
            jc *=x;
        }
        
        System.out.println("1-5的阶乘是："+jc);
    }
}

3、在控制台输出所有的“水仙花数”：

/*

    需求：在控制台输出所有的”水仙花数”
    
    分析：
        我们都不知道什么叫"水仙花数"，你让我怎么做呢?
        
        所谓的水仙花数是指一个三位数，其各位数字的立方和等于该数本身。
        举例：153就是一个水仙花数。
        153 = 1*1*1 + 5*5*5 + 3*3*3 = 1 + 125 + 27 = 153

        A:三位数其实是告诉了我们范围。
        B:通过for循环我们就可以实现获取每一个三位数
          但是麻烦是如何获取这个三位数的个,十,百位上的数据
          
          我们如何获取一个数据的个,十,百呢?
            假设有个一个数据:153
            ge:    153%10 = 3
            shi: 153/10%10 = 5
            bai：153/10/10%10 = 1
            qian：x/10/10/10%10
            wan:  x/10/10/10/10%10
            ...

        C:让ge*ge*ge+shi*shi*shi+bai*bai*bai和该数据比较
          如果相同，就把该数据在控制台输出。
*/
class ForTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        //三位数其实是告诉了我们范围。
        for(int x=100; x<1000; x++) {
            int ge = x%10;
            int shi = x/10%10;
            int bai = x/10/10%10;
            
            //让ge*ge*ge+shi*shi*shi+bai*bai*bai和该数据比较
            if(x == (ge*ge*ge+shi*shi*shi+bai*bai*bai)) {
                //如果相同，就把该数据在控制台输出。
                System.out.println(x);
            }
        }
    }
} 

三、循环结构(while循环语句)

while循环语句格式：

   while(判断条件语句) {
         循环体语句;
   }

   //扩展格式
   初始化语句;
   while(判断条件语句) {
         循环体语句;
         控制条件语句;
    }

流程图：

for循环和while循环的区别：

for循环语句和while循环语句可以等价转换，但还是有些小区别的。

（1）使用区别：

控制条件语句所控制的那个变量，在for循环结束后，就不能再被访问到了，而while循环结束还可以继续使用，如果你想继续使用，就用while，否则推荐使用for。原因是for循环结束，该变量就从内存中消失，能够提高内存的使用效率。

（2）场景区别：

• for循环适合针对一个范围判断进行操作
• while循环适合判断次数不明确操作

代码举例：

我国最高山峰是珠穆朗玛峰：8848m，我现在有一张足够大的纸张，厚度为：0.01m。请问，我折叠多少次，就可以保证厚度不低于珠穆朗玛峰的高度?

/*
    我国最高山峰是珠穆朗玛峰：8848m，我现在有一张足够大的纸张，厚度为：0.01m。
    请问，我折叠多少次，就可以保证厚度不低于珠穆朗玛峰的高度?

    分析：
        A:定义一个统计变量，默认值是0
        B:最高山峰是珠穆朗玛峰：8848m这是最终的厚度
          我现在有一张足够大的纸张，厚度为：0.01m这是初始厚度
        C:我折叠多少次，就可以保证厚度不低于珠穆朗玛峰的高度?
          折叠一次有什么变化呢?就是厚度是以前的2倍。
        D:只要每次变化的厚度没有超过珠穆朗玛峰的高度，就折叠，统计变量++
        E:输出统计变量。
*/

class WhileTest01 {
    public static void main(String[] args) {
        //定义一个统计变量，默认值是0
        int count = 0;
        
        //最高山峰是珠穆朗玛峰：8848m这是最终的厚度
        //我现在有一张足够大的纸张，厚度为：0.01m这是初始厚度
        //为了简单，我把0.01变成1，同理8848就变成了884800
        int end = 884800;
        int start = 1;
        
        while(start<end) {
            //只要每次变化的厚度没有超过珠穆朗玛峰的高度，就折叠，统计变量++
            count++;
            
            //折叠一次有什么变化呢?就是厚度是以前的2倍。
            start *= 2;
            
            System.out.println("第"+count+"次厚度是"+start);
        }
        
        //输出统计变量。
        System.out.println("要叠"+count+"次");
    }
}

四、循环结构(do…while循环语句)

基本格式：

   do {
         循环体语句;
   }while((判断条件语句);

扩展格式：

   初始化语句;
   do {
         循环体语句;
         控制条件语句;
    } while((判断条件语句);

流程图：

 

五、循环结构的区别及注意事项：

三种循环语句其实都可以完成一样的功能，也就是说可以等价转换，但还是有小区别的:

• do…while循环至少会执行一次循环体。
• for循环和while循环只有在条件成立的时候才会去执行循环体

1、注意事项：

写程序优先考虑for循环，再考虑while循环，最后考虑do…while循环。

如下代码是死循环：

• while(true){}
• for(;;){}

2、循环的嵌套使用：就是循环语句的循环体本身是一个循环语句

（1）题目一：请输出一个4行5列的星星(*)图案：

提示：外循环控制行数，内循环控制列数

/*
    需求：请输出下列的形状
        *
        **
        ***
        ****
        *****

        提示：外循环控制行数，内循环控制列数
*/
class ForForTest01 {
    public static void main(String[] args) {
        //通过简单的观察，我们看到这是一个行是5，列数是变化的形状
        //我们先打印出一个5行5列的形状
        for(int x=0; x<5; x++) {
            for(int y=0; y<5; y++) {
                System.out.print("*");
            }
            System.out.println();
        }
        
        System.out.println("--------------");
        
        //我们实现了一个5行5列的形状
        //但是这不是我们想要的
        //我们要的是列数变化的
        //列数是如何变化的呢?
        //第一行：1列    y=0,y<=0,y++
        //第二行：2列    y=0,y<=1,y++
        //第三行：3列    y=0,y<=2,y++
        //第四行：4列    y=0,y<=3,y++
        //第五行：5列    y=0,y<=4,y++
        //在看外循环x的变化，恰好就是x=0,1,2,3,4
        //所以这个最终版的程序就是如下
        for(int x=0; x<5; x++) {
            for(int y=0; y<=x; y++) {
                System.out.print("*");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

（2）题目二：在控制台输出九九乘法表：

/*
    需求：在控制台输出九九乘法表。
    
    首先我们写出九九乘法表：
        1*1=1
        1*2=2    2*2=4
        1*3=3    2*3=6    3*3=9
        1*4=4    2*4=8    3*4=12    4*4=16
        ...
        1*9=9    2*9=18    3*9=27    ...
        
    我们先把这个九九乘法表看出是这样的一个形状：
        *
        **
        ***
        ****
        *****
        ******
        *******
        ********
        *********
        
    注意：
        'x' x表示任意，这种做法叫转移字符。
        
        '	'    一个制表符的位置（tabtab键）
        '
'    回车
        '
'    换行
*/
class ForForTest02 {
    public static void main(String[] args) {
        for(int x=0; x<9; x++) {
            for(int y=0; y<=x; y++) {
                System.out.print("*");
            }
            System.out.println();
        }
        System.out.println("--------------");
        //为了使用数据，我们从1开始
        for(int x=1; x<=9; x++) {
            for(int y=1; y<=x; y++) {
                System.out.print(y+"*"+x+"="+y*x+"	");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

运行效果：

六、跳转控制语句：

前面我们已经说过了，Java中的goto是保留字，目前不能使用。虽然没有goto语句可以增强程序的安全性，但是也带来很多不便，比如说，我想在某个循环知道到某一步的时候就结束，现在就做不了这件事情。为了弥补这个缺陷，Java就提供了break，continue和return来实现控制语句的跳转和中断。

• break 中断
  
• continue 继续
  
• return 返回

1、跳转控制语句(break)：

break的使用场景：

• 在选择结构switch语句中
• 在循环语句中（循环语句中加入了if判断的情况）

注：离开使用场景的存在是没有意义的

break的作用：

A:跳出单层循环

B:跳出多层循环

         要想实现这个效果，就必须知道一个东西。带标签的语句。标签名要符合Java的命名规则

         格式：

               标签名: 语句

代码举例：

/*
    控制跳转语句：
        break:中断
        continue:继续
        return:返回
    
    break:中断的意思
    使用场景：
        A:switch语句中
        B:循环语句中。
            (循环语句中加入了if判断的情况)
        注意：离开上面的两个场景，无意义。
        
    如何使用呢?
        A:跳出单层循环
        B:跳出多层循环
            要想实现这个效果，就必须知道一个东西。带标签的语句。
            格式：
                标签名: 语句
*/
class BreakDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //在 switch 或 loop 外部中断
        //break;
        
        //跳出单层循环
        for(int x=0; x<10; x++) {
            if(x == 3) {
                break;
            }
            System.out.println("HelloWorld");
        }
        
        System.out.println("over");
        System.out.println("-------------");
        
        //跳出多层循环
        wc:for(int x=0; x<3; x++) {
            nc:for(int y=0; y<4; y++) {
                if(y == 2) {
                    //break nc;
                    break wc;
                }
                System.out.print("*");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

第38行，我们给外面的循环加了一个标签叫wc，然后在第42行跳转出这个标签。

运行效果：

注：实际开发中，几乎用不到跳转多层循环这个功能。

2、跳转控制语句(continue)：

continue的使用场景：

• 在循环语句中
• 离开使用场景的存在是没有意义的

continue和break的区别：

• break  跳出单层循环
• continue  跳出一次循环，进入下一次的执行。

效果如下：

面试题：

    for(int x=1; x<=10; x++) {
        if(x%3==0) {
            //在此处填写代码

        }
        System.out.println("Java学习");
    }

在上面代码的第4行填入一行代码，满足一下条件：

• 我想在控制台输出2次:"Java学习"            break;
• 我想在控制台输出7次:"Java学习"            continue;
• 我想在控制台输出13次:"Java学习"            System.out.println("Java学习");

 

3、跳转控制语句(return)

return关键字不是为了跳转出循环体，更常用的功能是结束一个方法，也就是退出一个方法，跳转到上层调用的方法。

说白了：return的作用不是结束循环，而是结束方法。

效果如下：

循环语句结合break的练习：

面试题：小芳的妈妈每天给她2.5元钱，她都会存起来，但是，每当这一天是存钱的第5天或者5的倍数的话，她都会花去6元钱，请问，经过多少天，小芳才可以存到100元钱。

代码实现：

/*
    需求：小芳的妈妈每天给她2.5元钱，她都会存起来，但是，
          每当这一天是存钱的第5天或者5的倍数的话，她都会花去6元钱，
          请问，经过多少天，小芳才可以存到100元钱。

    分析：
        A:小芳的妈妈每天给她2.5元钱
            double dayMoney = 2.5;
        B:她都会存起来
            double daySum = 0;
        C:从第一天开始存储
            int dayCount = 1;
        D:经过多少天，小芳才可以存到100元钱。
            double result = 100;
        E:这一天是存钱的第5天或者5的倍数的话，她都会花去6元钱，
            说明要判断dayCount的值，如果对5整除就减去6元钱。
                daySum -= 6;
          由此还隐含了一个问题，就是如果不是5的倍数天的话，钱要累加
                daySum += dayMoney;
        F:因为不知道是多少天，所以我用死循环，一旦超过100元我就退出循环。
*/
class WhileDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //每天要存储的钱是2.5元
        double dayMoney = 2.5;
        
        //存钱的初始化值是0
        double daySum = 0;
        
        //从第一天开始存储
        int dayCount = 1;
        
        //最终存储不小于100就不存储了
        int result = 100;
        
        //因为不知道是多少天，所以我用死循环，
        while(true) {
            //累加钱
            daySum += dayMoney;
            
            //一旦超过100元我就退出循环。
            if(daySum >= result) {
                System.out.println("共花了"+dayCount+"天存储了100元");
                break;
            }
            
            if(dayCount%5 == 0) {
                //花去6元钱
                daySum -= 6;
                System.out.println("第"+dayCount+"天花了6元钱");
            }
            
            //天数变化
            dayCount++;
        }
    }
}

 


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