Java学习笔记03—循环结构

最新推荐文章于 2022-11-04 16:36:24 发布

原创最新推荐文章于 2022-11-04 16:36:24 发布 · 167 阅读

0 ·

CC 4.0 BY-SA版权

Java开发学习笔记专栏收录该内容

13 篇文章

订阅专栏

本文详细介绍for、while及do...while循环的应用场景与区别，并通过多个实例加深理解，同时讲解Random类生成随机数的方法。

循环

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。

1. for循环

1. 1 for循环结构（掌握）

for循环格式

for (初始化语句;条件判断语句;条件控制语句) {
	循环体语句;
}

格式解释

初始化语句：用于表示循环开启时的起始状态，简单说就是循环开始的时候什么样
条件判断语句：用于表示循环反复执行的条件，简单说就是判断循环是否能一直执行下去
循环体语句：用于表示循环反复执行的内容，简单说就是循环反复执行的事情
条件控制语句：用于表示循环执行中每次变化的内容，简单说就是控制循环是否能执行下去

执行流程

执行初始化语句
执行条件判断语句，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
执行循环体语句
执行条件控制语句
回到2继续

1.2 for循环练习-输出数据（应用）

需求：在控制台输出1-5和5-1的数据

示例代码

public class ForTest01 {
	public static void main(String[] args) {
		//需求：输出数据1-5
		for(int i=1; i<=5; i++) {
			System.out.println(i);
		}
		System.out.println("--------");
		//需求：输出数据5-1
		for(int i=5; i>=1; i--) {
			System.out.println(i);
		}
	}
}

1.3 for循环练习-求和（应用）

需求：求1-5之间的数据和，并把求和结果在控制台输出

示例代码

public class ForTest02 {
public static void main(String[] args) {
	//求和的最终结果必须保存起来，需要定义一个变量，用于保存求和的结果，初始值为0
	int sum = 0;
	//从1开始到5结束的数据，使用循环结构完成
	for(int i=1; i<=5; i++) {
		//将反复进行的事情写入循环结构内部
		// 此处反复进行的事情是将数据 i 加到用于保存最终求和的变量 sum 中
		sum += i;
		/*
		sum += i; sum = sum + i;
		第一次：sum = sum + i = 0 + 1 = 1;
		第二次：sum = sum + i = 1 + 2 = 3;
		第三次：sum = sum + i = 3 + 3 = 6;
		第四次：sum = sum + i = 6 + 4 = 10;
		第五次：sum = sum + i = 10 + 5 = 15;
		*/
	}
	//当循环执行完毕时，将最终数据打印出来
	System.out.println("1-5之间的数据和是：" + sum);
	}
}

本题要点

今后遇到的需求中，如果带有求和二字，请立即联想到求和变量
求和变量的定义位置，必须在循环外部，如果在循环内部则计算出的数据将是错误的

1.4 for循环练习-求偶数和（应用）

需求：求1-100之间的偶数和，并把求和结果在控制台输出 }

示例代码

public class ForTest03 {
	public static void main(String[] args) {
		//求和的最终结果必须保存起来，需要定义一个变量，用于保存求和的结果，初始值为0
		int sum = 0;
		//对1-100的数据求和与1-5的数据求和几乎完全一样，仅仅是结束条件不同
		for(int i=1; i<=100; i++) {
			//对1-100的偶数求和，需要对求和操作添加限制条件，判断是否是偶数
			if(i%2 == 0) {
				sum += i;
			}
		}
		//当循环执行完毕时，将最终数据打印出来
		System.out.println("1-100之间的偶数和是：" + sum);
	}
}

1.5 for循环练习-水仙花（应用）

需求：在控制台输出所有的“水仙花数”
解释：什么是水仙花数？
水仙花数，指的是一个三位数，个位、十位、百位的数字立方和等于原数。
例如： $153 = 1^3+5^3+3^3$

思路

获取所有的三位数，准备进行筛选，最小的三位数为100，最大的三位数为999，使用for循环获取
获取每一个三位数的个位，十位，百位，做if语句判断是否是水仙花数

示例代码

public class ForTest04 {
	public static void main(String[] args) {
		//输出所有的水仙花数必然要使用到循环，遍历所有的三位数，三位数从100开始，到999结束
		for(int i=100; i<1000; i++) {
			//在计算之前获取三位数中每个位上的值
			int o = i%10;
			int t = i/10%10;
			int h = i/10/10%10;
			//判定条件是将三位数中的每个数值取出来，计算立方和后与原始数字比较是否相等
			if(o*o*o + t*t*t + h*h*h == i) {
				//输出满足条件的数字就是水仙花数
				System.out.println(i);
			}
		}
	}
}

2.6 for循环练习-统计水仙花数个数（应用）

需求：统计“水仙花数”一共有多少个，并在控制台输出个数

示例代码

public class ForTest05 {
	public static void main(String[] args) {
		//定义变量count，用于保存“水仙花数”的数量，初始值为0
		int count = 0;
		//输出所有的水仙花数必然要使用到循环，遍历所有的三位数，三位数从100开始，到999结束
		for(int i=100; i<1000; i++) {
			//在计算之前获取三位数中每个位上的值
			int o = i%10;
			int t = i/10%10;
			int h = i/10/10%10;
			//在判定水仙花数的过程中，满足条件不再输出，更改为修改count的值，使count+1
			if(o*o*o + t*t*t + h*h*h == i) {
				count++;
			}
		}
		//打印输出最终结果
		System.out.println("水仙花共有：" + count + "个");
		}
	}

本题要点

今后如果需求带有统计xxx，请先想到计数器变量
计数器变量定义的位置，必须在循环外部

2. while循环

2.1 while结构（掌握）

while循环完整格式

初始化语句;
while (条件判断语句) {
	循环体语句;
	条件控制语句;
}

while循环执行流程

执行初始化语句
执行条件判断语句，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
执行循环体语句
执行条件控制语句
回到2继续

示例代码

public class WhileDemo {
	public static void main(String[] args) {
		//需求：在控制台输出5次"HelloWorld"
		//for循环实现
		for(int i=1; i<=5; i++) {
			System.out.println("HelloWorld");
		}
		System.out.println("--------");
		//while循环实现
		int j = 1;
		while(j<=5) {
			System.out.println("HelloWorld");
			j++;
		}
	}
}

2.2 while循环练习-珠穆朗玛峰（应用）

需求：世界最高山峰是珠穆朗玛峰(8844.43米=8844430毫米)，假如我有一张足够大的纸，它的厚度是0.1毫米。请问，我折叠多少次，可以折成珠穆朗玛峰的高度?

示例代码

public class WhileTest {
	public static void main(String[] args) {
		//定义一个计数器，初始值为0
		int count = 0;
		//定义纸张厚度
		double paper = 0.1;
		//定义珠穆朗玛峰的高度
		int zf = 8844430;
		//因为要反复折叠，所以要使用循环，但是不知道折叠多少次，这种情况下更适合使用while循环
		//折叠的过程中当纸张厚度大于珠峰就停止了，因此继续执行的要求是纸张厚度小于珠峰高度
		while(paper <= zf) {
		//循环的执行过程中每次纸张折叠，纸张的厚度要加倍
			paper *= 2;
			//在循环中执行累加，对应折叠了多少次
			count++;
		}
		//打印计数器的值
		System.out.println("需要折叠：" + count + "次");
	}
}

3. do…while循环

3.1 do…while循环结构（掌握）

完整格式

初始化语句;
do {
	循环体语句;
	条件控制语句;
}while(条件判断语句);

执行流程

执行初始化语句
执行循环体语句
执行条件控制语句
执行条件判断语句，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
回到2继续

示例代码

public class DoWhileDemo {
	public static void main(String[] args) {
		//需求：在控制台输出5次"HelloWorld"
		//for循环实现
		for(int i=1; i<=5; i++) {
			System.out.println("HelloWorld");
		}
		System.out.println("--------");
		//do...while循环实现
		int j = 1;
		do {
			System.out.println("HelloWorld");
			j++;
		}while(j<=5);
	}
}

4. 循环细节

4.1 三种循环的区别（理解）

三种循环的区别

for循环和while循环先判断条件是否成立，然后决定是否执行循环体（先判断后执行）
do…while循环先执行一次循环体，然后判断条件是否成立，是否继续执行循环体（先执行后判断）

for循环和while的区别

条件控制语句所控制的自增变量，因为归属for循环的语法结构中，在for循环结束后，就不能再次被访问到了
条件控制语句所控制的自增变量，对于while循环来说不归属其语法结构中，在while循环结束后，该变量还可以继续使用

死循环（无限循环）的三种格式

for( ; ; ) {}
while(true){}
do {} while(true);

4.2 跳转控制语句（掌握）

跳转控制语句（break）

跳出循环，结束循环

跳转控制语句（continue）

跳过本次循环，继续下次循环

注意： continue只能在循环中进行使用！

4.3 循环嵌套（理解）

循环嵌套概述：在循环中，继续定义循环

示例代码

public static void main(String[] args) {
//外循环控制小时的范围，内循环控制分钟的范围
	for (int hour = 0; hour < 24; hour++) {
		for (int minute = 0; minute < 60; minute++) {
			System.out.println(hour + "时" + minute + "分");
		}
		System.out.println("--------");
	}
}

注意：请反复理解这句话（整个内循环，就是外循环的一个循环体，内部循环体没有执行完毕，外循环是不会继续向下执行的）

结论

外循环执行一次，内循环执行一圈

5. Random

5.1 Random产生随机数（掌握）

概述
Random类似Scanner，也是Java提供好的API，内部提供了产生随机数的功能。

API可以简单理解为Java已经写好的代码

使用步骤

导入包
import java.util.Random;
创建对象
Random r = new Random();
产生随机数
int num = r.nextInt(10);
解释： 10代表的是一个范围，如果括号写10，产生的随机数就是0-9，括号写20，参数的随机数则是0-19

示例代码

import java.util.Random;
public class RandomDemo {
	public static void main(String[] args) {
		//创建对象
		Random r = new Random();
		//用循环获取10个随机数
		for(int i=0; i<10; i++) {
			//获取随机数
			int number = r.nextInt(10);
			System.out.println("number:" + number);
		}
		//需求：获取一个1-100之间的随机数
		int x = r.nextInt(100) + 1;
		System.out.println(x);
	}
}

5.2 Random练习-猜数字（应用）

需求：程序自动生成一个1-100之间的数字，使用程序实现猜出这个数字是多少？

当猜错的时候根据不同情况给出相应的提示：

如果猜的数字比真实数字大，提示你猜的数据大了
如果猜的数字比真实数字小，提示你猜的数据小了
如果猜的数字与真实数字相等，提示恭喜你猜中了

示例代码

import java.util.Random;
import java.util.Scanner;
public class RandomTest {
	public static void main(String[] args) {
		//要完成猜数字的游戏，首先需要有一个要猜的数字，使用随机数生成该数字，范围1到100
		Random r = new Random();
		int number = r.nextInt(100) + 1;
		while(true) {
			//使用程序实现猜数字，每次均要输入猜测的数字值，需要使用键盘录入实现
			Scanner sc = new Scanner(System.in);
			System.out.println("请输入你要猜的数字：");
			int guessNumber = sc.nextInt();
			//比较输入的数字和系统产生的数据，需要使用分支语句。
			//这里使用if..else..if..格式，根据不同情况进行猜测结果显示
			if(guessNumber > number) {
				System.out.println("你猜的数字" + guessNumber + "大了");
			} else if(guessNumber < number) {
				System.out.println("你猜的数字" + guessNumber + "小了");
			} else {
				System.out.println("恭喜你猜中了");
				break;
			}
		}
	}
}