Циклы в Java: for, while, do-while. Циклы Java: While и Do-While

12.08.17 1.9K

Цикл Java While Do – это инструкция, позволяющая запускать один и тот же фрагмент кода несколько раз. Этот цикл можно использовать для повторения действий при соответствии условий.

Цикл While

Цикл while является самым простым для построения на языке Java . Он состоит из ключа while , условия loop , а также тела цикла:

while (condition) { // loop body }

Каждый отдельный запуск тела цикла расценивается как итерация. Перед каждой итерацией производится оценка условий цикла. Его тело исполняется, только если условия цикла по результатам оценки равно true .

Итерации цикла что-то меняют, и в определенный момент оценка условий возвращает false , после чего цикл завершается. Цикл, условие которого никогда не возвращает false , исполняется бесконечное количество раз. Такие циклы называются бесконечными.

Пример

int num = 0; while (num < 10) { System.out.println(num); num++; }

Этот пример выводит числа от 0 до 9 . Давайте пошагово пройдёмся по коду. Сначала мы инициализируем переменную num со значением равным 0 . Это будет счётчик цикла. Когда программа доходит до while , производится оценка выполнения условий цикла. В нашем случае 0 < 10 возвращает значение true и исполняется тело цикла. Внутри цикла выводится переменная num , а затем увеличивается на 1 . На этом завершается первая итерация.

После первого «прогона » условие цикла While Java оценивается во второй раз. 1 < 10 по-прежнему возвращает true , после чего запускается следующая итерация цикла. Один и тот же процесс повторяется несколько раз.

Завершающая итерация начинается, когда значение num равняется 9 . Счётчик цикла выводится в последний раз, и значение увеличивается до 10 . На этот раз новая итерация не может быть запущена, так как условие цикла выдаёт значение false . Так как 10 не меньше 10 .

Таким образом, цикл запускается до тех пор, пока условием цикла выполняется. Вооружившись этим знанием, можно создавать более сложные и функциональные циклы. Давайте проведёт итерацию с массивом:

String names = {"Doc", "Dopey", "Bashful", "Grumpy", "Sneezy", "Sleepy", "Happy"}; int index = 0; while (index < names.length) { System.out.println(names); index++; }

Концепция этого примера схожа с предыдущим. Мы инициализируем счётчик цикла и запускаем итерацию по массиву до тех пор, пока выводятся все элементы. В результате, итерация по массивам – довольно распространённый случай, и в Java для этого есть более подходящая конструкция – цикл For .

Цикл do-while

Цикл Java while do похож на while , но имеет существенное отличие: в отличие от while , здесь условие проверяется по окончании каждой итерации. Это значит, что цикл do-while всегда исполняется хотя бы один раз:

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

Пример

do-while сначала исполняет тело цикла, а затем оценивает его условия. В зависимости от полученного результата цикл останавливается или запускается следующая итерация. Давайте рассмотрим простую игру «угадай имя »:

Scanner scanner = new Scanner(System.in); String guess; do { System.out.print("Угадай имя: "); guess = scanner.nextLine(); } while (!"Daffy Duck".equals(guess)); System.out.println("Поздравляю! Ты угадал моё имя!");

В этом while Java примере используется Scanner для парсинга ввода из system.ini . Это стандартный канал ввода, который в большинстве случаев взаимодействует с клавиатурой. Проще говоря, мы просто читаем текст, который вводит игрок.

В игре необходимо спросить пользователя хотя бы раз, и делать это до тех пор, пока игрок вводит правильные ответы. Цикл do-while идеально подходит для таких случаев. В теле цикла мы получаем пользовательское значение, а затем проводится проверка правильности ответа. Цикл должен запускаться до тех пор, пока вводимое пользователем значение не становится равным Daffy Duck . Если правильный ответ получен, цикл останавливается, и мы поздравляем игрока с победой.

В завершение

Циклы while true Java позволяют использовать фрагменты кода несколько раз. Сегодня мы познакомились с циклами Java while и do-while . Они похожи тем, что проверяют условия и исполняют тело цикла, если по результатам оценки условия получено значение true . Но при этом у них есть существенное отличие: условие цикла while проверяется до итерации, а условие цикла do-while – по окончании каждой итерации. Это значит, что цикл do-while всегда исполняется как минимум один раз.

Данная публикация представляет собой перевод статьи «Java’s While and Do-While Loops in Five Minutes » , подготовленной дружной командой проекта

Надо обработать много однотипных данных? Надо вычислить ряд? Надо перемножить матрицы? Все это и намного больше поможет сделать цикл! 🙂 Все вычислительные системы изначально задумывались для того чтобы облегчить обработку данных. А обработку большого количества данных невозможно даже представить без циклов.

Вообще циклы в программировании принято разделять на три группы. Первая группа — это циклы со счетчиком. В них тело цикла выполняется некоторое количество раз, изначально заданное программистом. Такой цикл, обязательно выполнится заданное количество раз. Вторая группа — это циклы с предусловием. В них тело цикла выполняется только после проверки какого-то условия и будет выполняться до тех пор, пока это условие верно. Такие циклы могут не выполниться ни разу (если условие изначально ложно). И третья группа циклов — циклы с постусловием. В них сначала выполняется тело цикла, затем проверяется условие. Такой цикл выполнится как минимум один раз.

Начнем, пожалуй, с цикла со счетчиком. В Java — это цикл for; В общем виде его можно записать так:

For (Начальное условие; конечное условие; изменение) { тело цикла; }

Таким образом, если мы хотим выполнить какое-то действие 10 раз то мы должны записать следующее:

For (int i = 0; i<10; i++) { System.out.println(i); }

такая программа последовательно выведет на экран числа от нуля до девяти. Если чуть подробнее, то мы просто создаем новую переменную i и присваиваем ей начальное значение 0 (int i = 0;). Затем указываем, что цикл должен выполняться до тех пор, пока i < 10 и указываем каким образом должно изменяться i после каждой итерации цикла (i++).

Тех, кто программировал на паскале порадует такая возможность:

Int k = 15; for (float i = 0; i

В этом примере значение переменной i будет увеличиваться на 1,5 при каждой итерации. Можете проверить:).

Следующий цикл на очереди — while . Это цикл с предусловием и в общей форме его можно записать вот так:

While(логическое выражение) { действия }

Ну и если взять рабочий пример, то выглядеть он будет примерно так:

While (a<10) { System.Out.Print(a); a++; }

Итак, понятно, что этот цикл имеет смысл использовать если вы точно не знаете сколько именно итераций необходимо для достижения цели, однако точно знаете условие при котором Ваша цель будет достигнута. Такая конструкция может не выполниться ни разу (ведь это цикл с предусловием)! Сколько раз выполнятся действия в цикле зависит от значения которое изначально было в переменной a .

И третий вид циклов — это циклы с постусловием. Он очень похож на while … do только если в while … do условие проверяется перед выполнением цтела цикла, то здесь условие проверяется уже после того как выполнится тело цикла. А это значит, что цикл выполнится как минимум один раз до того как проверится условие.

В этом уроке мы узнаем, как повторно выполнять части нашего кода контролируемым образом, глядя на различные типы циклов в Java . Подробнее познакомимся с циклами: while , do- while , for . Постараемся определить в каких случаях, какой из циклов наиболее пригоден для использования.

Затем мы кратко рассмотрим тему случайных чисел (random numbers ). Посмотрим на Java -класс Random и как он нам может помочь в нашей игре.

Цикл как следует из названия – это способ выполнения одной и той же части кода необходимое количество раз (при этом результат выполнения кода в цикле необязательно будет повторяться). Количество повторений выполнения цикла может быть, как определенно заранее, так и быть неизвестным самому программисту. Мы рассмотрим основные типы циклов, которыми нам предлагает воспользоваться язык Java. А после внедрим некоторые из них в нашу игру тем самым усовершенствовав её.

Цикл While

Цикл while имеет самый простой синтаксис. Вспомните if -инструкцию, которую мы изучали чуть ранее. В условное выражение оператора if (то, что заключено в скобочки после слова if ) можно поместить практически любую комбинацию операторов и переменных. Если выражение будет истинным (true ), то код, заключенный в тело блока if будет выполнен. Аналогичным образом в цикле while мы помещаем выражение, которое может вычисляться в true или false , как показано в этом коде:

Int x = 10; while(x > 0){ x--; //x уменьшается на один каждый проход цикла }

Что здесь происходит? Первым делом за пределами цикла while мы объявили переменную x типа int и присвоили этой переменной значение “10”. Далее начинается цикл while , в условии которого написано “ x > 0” – это означает, что код, написанный в теле цикла while будет выполняться до тех пор, пока переменная x больше 0 и условие не достигнет значения false . Следовательно, код выполнится 10 раз(x=10,x>0 ; x=9,x>0 ; x=8,x>0 ; x=7,x>0 ; x=6,x>0 ; x=5,x>0 ; x=4,x>0 ; x=3,x>0 ; x=2,x>0 ; x=1,x>0). В первый проход цикла x = 10 , во второй уже 9 , в третий 8 и т.д. И когда x будет равен 0 , то условие захода в цикл не выполнится, и программа продолжится со следующей строки после окончания цикла.

Также, как и в операторе if , возможна такая ситуация, при которой цикл не будет выполнен ни разу. Взгляните на следующий пример:

Int x = 10; while(x > 10){ //какой-нибудь код //но он никогда не выполнится, пока x больше 10 }

Кроме того, нет ограничений на сложность выражения условия или объем кода, который может быть записан в теле цикла:

Int playerLives = 3; int alienShips = 10; while(playerLives >0 && alienShips >0){ //Весь игровой код здесь //... //... // и т.д. } //программа продолжится здесь, когда или playerLives или alienShips = 0

Этот цикл будет выполняться до тех пор, пока либо переменная playerLives , либо alienShips не станут равны или меньше нуля. Как только одно из этих условий наступит, выражение в условии примет значение false и программа продолжится со следующей строки после завершения цикла.

Стоит отметить, что как только программа входит в тело цикла, он будет выполнен, даже если условие цикла станет false , где-нибудь в теле цикла, т.к. условие проверяется только при входе:

Int x = 1; while(x > 0){ x--; //x теперь равен 0 и условие в следующий раз примет значение false //Но эта строка выполнится //И эта //И даже эта }

В примере выше тело цикла выполнится один раз. Помимо этого, можно установить такое условие, что цикл будет выполняться вечно – это называется бесконечный цикл. Вот пример:

Int x = 0; while(true){ x++; //Я буду становиться очень большим! }

Выход их цикла. Ключевое слово break

А вдруг нам действительно понадобится воспользоваться бесконечным циклом, но так чтобы мы могли решить в какой момент из него выйти. Для этой цели в Java существует ключевое слово break . Мы можем использовать break , когда нам нужно будет «выйти» из цикла:

Int x = 0; while(true){ x++; //Я буду становиться очень большим! break; //Нет, не будешь! //код здесь не будет достигнут }

Наверняка вы уже догадались о том, что возможно сочетать различные инструменты принятия решений, такие как if, else, switch внутри нашего цикла while и других циклах, которые рассмотрим чуть ниже. К примеру:

Int x = 0; int tooBig = 10; while(true){ x++; //Я буду становиться очень большим! if(x == tooBig){ break; //Нет, не будешь. } //код здесь будет доступен до тех пор пока x не станет равен 10 }

Можно исписать еще множество различных вариаций, но для нас важнее практическое применение этих знаний, так что не будем сейчас сильно углубляться. Посмотрим на еще одну концепцию, которой можно оперировать в цикле.

Ключевое слово continue

continue действует почти так же, как и break . Ключевое слово continue выкинет вас из тела цикла, но затем проверит выражение условия, а не продолжит с места после закрывающейся фигурной скобки цикла, как это случилось бы в случае с break . В следующем примере показано использование continue :

Int x = 0; int tooBig = 10; int tooBigToPrint = 5; while(true){ x++; //Я буду становиться очень большим! if(x == tooBig){ break; } //Нет, не будешь. //код здесь будет доступен только пока x не станет равен 10 if(x >= tooBigToPrint){ //больше не будет выводиться на экран, но цикл будет продолжаться continue; } //код здесь будет доступен пока x не станет равен 5 //код для вывода x на экран }

Пояснение: объявляем и инициализируем переменные. Заходим в цикл — прибавляем к значению переменной x единицу (теперь x = 1). Проверка «1 равно 10?» — false — первый оператор if не выполняется. Следующая проверка «1 больше или равен 5?» — false — второй оператор if не выполняется. Выводим x на экран.

Рассмотрим вариант, когда x будет принимать значение 5 при входе в цикл. Заходим в цикл — прибавляем к значению переменной x единицу (теперь x = 6). Проверка «6 равно 10?» — false — первый оператор if не выполняется. Следующая проверка «6 больше или равен 5?» — true — заходим в тело if — continue , выходим из цикла и проверяем условие входа в цикл.

Теперь вариант, когда x будет принимать значение 9 при входе в цикл. Заходим в цикл — прибавляем к значению переменной x единицу (теперь x = 10). Проверка «10 равно 10?» — true — заходим в тело if — break , выходим из цикла и код продолжится за закрывающейся фигурной скобкой цикла while .

Цикл do-while

Почти тоже самое, что и предыдущий цикл за исключением одной особенности – проверка выполнения условного выражения будет происходить после тела цикла. Это означает, что цикл do- while всегда будет выполняться хотя бы один раз. Взгляните на пример:

Int x = 0; do { x++; } while(x < 10); //x теперь = 10

Ключевые слова break, continue

Цикл for

Цикл for имеет более сложный синтаксис, чем while и do- while , поскольку для его инициализации требуется немного больше манипуляций. Давайте сначала взглянем на него и потом разберём по частям:

For(int i = 0; i < 10; i++){ //Что-то, что должно произойти 10 раз будет записано здесь }

Как это видит компилятор? Вот так:

For(объявление и инициализация; условие; изменить после каждого прохождения цикла){ // тело цикла }

• Объявление и инициализация – мы создали новую переменную типа int с именем i и присвоили ей значение 0 ;
• Условие – подобно другим рассмотренным ранее циклам, тут мы проверяем условие вхождения в цикл. Если значение вычисляется как true , то входим в тело цикла;
• Изменить после каждого прохождения цикла – в примере выше i ++ означает то, что после очередного прохода цикла мы к значению переменной i добавляем единицу (1). Более того, мы можем в изменении переменной написать и i — , чтобы отнимать единицу, например:

for(int i = 10; i > 0; i--){ //обратный отсчет } //ключ на старт, i = 0

Ключевые слова break, continue также можно использовать в данном цикле.

Цикл for берёт на себя управление инициализацией, проверкой условия и изменением переменной. Испробуем на практике в нашем приложении данный цикл сразу же после того, как ознакомимся со случайными числами и методами.