1.9　循環(huán)結(jié)構(gòu)

在程序設(shè)計中，有時需要反復(fù)執(zhí)行一段相同的代碼，直到滿足一定的條件為止，或者某個條件不再滿足為止。與其他任何計算機語言一樣，Java也提供了循環(huán)結(jié)構(gòu)。

循環(huán)結(jié)構(gòu)一般包含如下四部分內(nèi)容。

（1）初始化部分：用來設(shè)置循環(huán)控制的初始條件，如設(shè)置計數(shù)器初值等。

（2）循環(huán)體部分：反復(fù)執(zhí)行的一段代碼，可以是一條語句，也可以是復(fù)合語句。

（3）迭代部分：用來修改循環(huán)控制條件。一般在本次循環(huán)結(jié)束，下次循環(huán)開始前執(zhí)行。循環(huán)結(jié)構(gòu)的這一部分不能缺少。如果循環(huán)控制條件不改變就會造成死循環(huán)，除非使用break這樣的語句跳出循環(huán)。

（4）判斷部分：一般是一個關(guān)系表達式或邏輯表達式，其值用來判斷是否滿足循環(huán)終止條件。每執(zhí)行一次循環(huán)都要對該表達式求值。

下面介紹Java循環(huán)語句while、do…while和for語句。

1.9.1　while循環(huán)

無法得知一個循環(huán)會被重復(fù)執(zhí)行多少次時，可以選擇while循環(huán)。while循環(huán)又稱“當(dāng)型循環(huán)”。while語句的格式如下：

注意：（1）首先初始化控制條件。

（2）當(dāng)循環(huán)條件表達式的值為true時，循環(huán)執(zhí)行循環(huán)體。若某次判斷循環(huán)條件表達式的值為false時，則結(jié)束循環(huán)的執(zhí)行。

（3）while循環(huán)首先計算循環(huán)條件，當(dāng)條件滿足時，才去執(zhí)行循環(huán)體中的語句或代碼塊；如果首次計算循環(huán)條件就不滿足，則循環(huán)體中的語句或代碼塊一次都不會執(zhí)行。

（4）while循環(huán)通常用于循環(huán)次數(shù)不確定的情況，但也可以用于循環(huán)次數(shù)確定的情況。

while循環(huán)流程圖如圖1-28所示。

1.9.2　do…while循環(huán)

do…while語句用來實現(xiàn)“直到型循環(huán)”，采用格式如下：

說明：do…while循環(huán)先執(zhí)行一次循環(huán)體，然后才對循環(huán)條件進行判斷。如果為true，則再次執(zhí)行循環(huán)體，直到循環(huán)條件為false，結(jié)束循環(huán)，繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)程序。

根據(jù)這樣的執(zhí)行方式，可以發(fā)現(xiàn)無論循環(huán)條件是true還是false，循環(huán)體至少被執(zhí)行一次。另外，如果循環(huán)條件表達式的值開始就為false，那么即使循環(huán)體中不包含對循環(huán)條件的修改，也不會造成死循環(huán)。do…while循環(huán)流程圖如圖1-29所示。

1.9.3　for循環(huán)

當(dāng)事先知道了循環(huán)會被重復(fù)執(zhí)行多少次時，可以選擇Java提供的步長型循環(huán)結(jié)構(gòu)for循環(huán)。for循環(huán)語句的格式如下。

說明：（1）for循環(huán)執(zhí)行時，首先執(zhí)行初始化操作，然后判斷循環(huán)條件是否滿足。如果滿足，則執(zhí)行循環(huán)體中的語句，最后執(zhí)行循環(huán)變量修改部分。完成一次循環(huán)后，重新判斷終止條件。

（2）可以在for循環(huán)的初始化部分聲明一個變量，它的作用域為整個for循環(huán)。

（3）for循環(huán)通常用于循環(huán)次數(shù)確定的情況，但也可以根據(jù)循環(huán)結(jié)束條件完成循環(huán)次數(shù)不確定的情況。

（4）在初始化部分和循環(huán)變量修改部分可以使用逗號語句來進行多個操作。例如：

for（i=0，j=10；i<j；i++，j--）

（5）初始化、條件表達式和循環(huán)變量修改部分都可以為空語句，但分號不能省略。例如：

這樣與for（i=1；i<=5；i++）語句是相同的效果。

（6）for循環(huán)與while循環(huán)是可以相互轉(zhuǎn)換的。例如：

for循環(huán)流程如圖1-30所示。

1.9.4　編程實例

【程序1-7】編寫程序，使用while循環(huán)來計算1+2+3+…+100的值。

【分析】while循環(huán)通常用于循環(huán)次數(shù)不確定的時候，在這種情況下，循環(huán)體中通常有更改循環(huán)條件的語句或break語句。此外，while循環(huán)也可用于循環(huán)次數(shù)已知的情況下。相當(dāng)于for循環(huán)，while中必須要有讓循環(huán)變量值更改的語句。

本例中是計算累加和，因此存放結(jié)果的變量，其初始值是0。如果是存放累乘的結(jié)果，則初始值應(yīng)該是1，因為1和任何數(shù)相乘都不會更改結(jié)果，而0則不行。

使用while計算累加，如圖1-31所示。

【程序1-8】編寫程序，計算1+1/3+1/5+1/7+…+1/（2×n+1）的值。要求使用while循環(huán)，且必須計算到1/（2×n+1）小于0.00001時為止。當(dāng)循環(huán)結(jié)束時，顯示上述表達式中n的值，以及表達式的計算結(jié)果。

【分析】根據(jù)題目的要求及題目要完成的計算，應(yīng)該選擇do…while循環(huán)。

使用do…while循環(huán)如圖1-32所示。

【程序1-9】編寫程序，將ASCII碼位于32～126之間的95個字符顯示在屏幕上。為了美觀，要求小于100的碼值前填充一個0，每打印8個字符后換行。

【分析】本題主要包含for循環(huán)、三目運算符、類型強制轉(zhuǎn)換、取余操作這4個知識點。編寫程序時，難度就在于如何控制換行。要在一行打印多項數(shù)據(jù)時，應(yīng)該使用System.out.print而不是System.out.println。當(dāng)需要產(chǎn)生換行時，可以用語句System.out.print（"\n"）；或者System.out.println（）；。本例要控制換行，可以另外定義一個計數(shù)器變量。但最好的方式就是使用循環(huán)變量來控制換行。因為for循環(huán)是從32循環(huán)到126，只需在循環(huán)變量減去31后能被8整除時，產(chǎn)生一個換行，就能實現(xiàn)題目的要求。此外，對整數(shù)類型，可以強制其類型為字符類型。語法為“char ch=（char）int型變量；”。

打印ASCII編碼如圖1-33所示。

【程序1-10】通過枚舉求畢業(yè)生人數(shù)和已就業(yè)學(xué)生的人數(shù)。已知某大學(xué)軟件學(xué)院本年度畢業(yè)生的人數(shù)為三百人左右，且學(xué)生就業(yè)率為83.23％。通過for循環(huán)，來求出最可能的學(xué)生人數(shù)及已就業(yè)人數(shù)。假定總?cè)藬?shù)三百人左右的描述，是指人數(shù)上下波動在20以內(nèi)。

【分析】本例主要使用for循環(huán)，核心語句是for（int i=iNum-iOff+1；i<=iNum+iOff；i++）。實現(xiàn)的思路是對每一個可能的人數(shù)進行列舉，根據(jù)已知的就業(yè)率求出就業(yè)學(xué)生人數(shù)，此時要進行四舍五入。再根據(jù)求出的取整后的就業(yè)學(xué)生人數(shù)，除以總?cè)藬?shù)，得到一個計算出來的就業(yè)率。計算此就業(yè)率和已知值之間的差，和已知值之間相差最小的就是所求的結(jié)果。

注意帶小數(shù)點的數(shù)字，必須以f或者F結(jié)尾，否則會被當(dāng)成雙精度型。

存放某次枚舉時計算得到的就業(yè)率與真實就業(yè)率之間差值的變量fMinDiff，必須賦一個初值。這里先賦了一個在上下文環(huán)境中的最大值1.0。很顯然，在進行第一次比較后，此原始值就會被舍棄。但是，必須賦予一個恰當(dāng)?shù)某踔怠?/p>

【思考】如果賦0.1或是0的初值可以嗎？

通過for循環(huán)進行枚舉如圖1-34所示。

【程序1-11】編寫程序，使用for循環(huán)的嵌套，打印出九九乘法表。

【分析】注意for循環(huán)嵌套時，外層循環(huán)變量i的取值范圍為1～9，而內(nèi)層循環(huán)變量j的取值范圍為1～i。此外，打印時要在恰當(dāng)?shù)牡胤疆a(chǎn)生換行。

打印乘法表如圖1-35所示。