Java-03循环语句

tip:[start]学习编程语言语法是次要的，思维是主要的。如何把头脑中的想法变成简洁的代码，至关重要。——闫学灿tip:[end]

• 学习循环语句只需要抓住一点：代码执行顺序！

while循环

• 可以简单理解为循环版的if语句。if语句是判断一次，如果条件成立，则执行后面的语句；while是每次判断，如果成立，则执行循环体中的语句，否则停止。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 0;
        while (i < 10) {
            System.out.println(i);
            i ++ ;
        }
    }
}

• 练习：求1~100中所有数的立方和。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 1, sum = 0;
        while (i <= 100) {
            sum += i * i * i;
            i ++ ;
        }
        System.out.println(sum);
    }
}

• 练习：求斐波那契数列的第n项。
  • f(1) = 1
  • f(2) = 1
  • f(3) = 2
  • ...
  • f(n) = f(n-1) + f(n-2)

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int n = sc.nextInt();

        int a = 1, b = 1, i = 1; // f(1), f(2)
        while (i < n) { // 会存储f(n), f(n+1)
            int c = a + b; //f(3)
            a = b; // f(2)
            b = c; // f(3)
            i ++ ; // 准备计算f(4)
        }

        System.out.println(a);
    }
}

• 死循环：循环永久执行，无法结束。我们要避免写出死循环。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int x = 1;
        while (x == 1)
            System.out.println("!");
    }
}

do while循环

• do while循环不常用。

• do while语句与while语句非常相似。唯一的区别是，do while语句限制循环体后检查条件。不管条件的值如何，我们都要至少执行一次循环。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int x = 1;
        while (x < 1) {
            System.out.println("x!");
        }

        int y = 1;
        do {
            System.out.println("y!");
        } while (y < 1);
    }
}

for循环

• 基本思想：把控制循环次数的变量从循环体中剥离。

• init-statement可以是声明语句、表达式、空语句，一般用来初始化循环变量；

• condition是条件表达式，和while中的条件表达式作用一样；可以为空，空语句表示true；

• expression一般负责修改循环变量，可以为空。

for (init-statement; condition; expression) {
    statement
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i ++ ) {  // 循环体中只有一条语句时，可以不加大括号
            System.out.println(i);
        }
    }
}

• 练习：求1~100中所有数的立方和。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;
        for (int i = 1; i <= 100; i ++ )
            sum += i * i * i;
        System.out.println(sum);
    }
}

• 练习：求斐波那契数列的第n项。
  • f(1) = 1
  • f(2) = 1
  • f(3) = 2
  • ...
  • f(n) = f(n-1) + f(n-2)

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int n = sc.nextInt();

        int a = 1, b = 1;
        for (int i = 1; i < n; i ++ ) {
            int c = a + b;
            a = b;
            b = c;
        }

        System.out.println(a);
    }
}

• init-statement可以定义多个变量，expression也可以修改多个变量。
• 例如求 1 * 10 + 2 * 9 + 3 * 8 + 4 * 7 + 5 * 6：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;
        for (int i = 1, j = 10; i < j; i ++, j -- ) {
            sum += i * j;
        }

        System.out.println(sum);
    }
}

跳转语句

break

• 可以提前从循环中退出，一般与if语句搭配。

• 例题：判断一个大于1的数是否是质数：

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int n = sc.nextInt();

        boolean isPrime = true;
        for (int i = 2; i < n; i ++ )
            if (n % i == 0) {
                isPrime = false;
                break;
            }

        if (isPrime)
            System.out.println("yes");
        else
            System.out.println("no");
    }
}

continue

• 可以直接跳到当前循环体的结尾。作用与if语句类似。

• 例题：求1~100中所有偶数的和。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;

        for (int i = 1; i <= 100; i ++ ) {
            if (i % 2 == 1) continue;
            sum += i;
        }

        System.out.println(sum);
    }
}

多层循环

• 将1~100打印到一个10 * 10的矩阵中：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0, k = 1; i < 10; i ++ ) {
            for (int j = 0; j < 10; j ++, k ++ ) {
                System.out.printf("%d ", k);
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

• 练习：打印1~100中的所有质数

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 2; i <= 100; i ++ ) {
            boolean isPrime = true;
            for (int j = 2; j < i; j ++ ) {
                if (i % j == 0) {
                    isPrime = false;
                    break;
                }
            }
            if (isPrime)
                System.out.println(i);
        }
    }
}