Java while和do while循环详解

循环是程序中的重要流程结构之一。循环语句能够使程序代码重复执行,适用于需要重复一段代码直到满足特定条件为止的情况。

所有流行的编程语言中都有循环语句。Java 中采用的循环语句与C语言中的循环语句相似,主要有 while、do-while 和 for。另外 Java 5 之后推出了 for-each 循环语句,for-each 循环是 for 循环的变形,它是专门为集合遍历而设计的。for-each 并不是一个关键字。

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。当反复执行这个循环体时,需要在合适的时候把循环条件改为假,从而结束循环,否则循环将一直执行下去,形成死循环。

循环语句可能包含如下 4 个部分。
  • 初始化语句(init statement): 一条或多条语句,这些语句用于完成一些初始化工作,初始化语句在循环开始之前执行。
  • 循环条件(test_expression):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(body_statement):这个部分是循环的主体,如果循环条件允许,这个代码块将被重复执行。如果这个代码块只有一行语句,则这个代码块的花括号是可以省略的。
  • 迭代语句(iteration_statement):这个部分在一次循环体执行结束后,对循环条件求值之前执行,通常用于控制循环条件中的变量,使得循环在合适的时候结束。

上面 4 个部分只是一般性的分类,并不是每个循环中都非常清晰地分出了这 4 个部分。

由于篇幅有限,本文主要介绍 while 和 do-while。关于 for 循环,大家可以参考《Java for语句详解》一节。

while 语句

while 语句是 Java 最基本的循环语句,是一种先判断的循环结构,可以在一定条件下重复执行一段代码。该语句需要判断一个测试条件,如果该条件为真,则执行循环语句(循环语句可以是一条或多条),否则跳出循环。

while 循环语句的语法结构如下:
while(条件表达式) {
    语句块;
}
其中语句块中的代码可以是一条或者多条语句,而条件表达式是一个有效的 boolean 表达式,它决定了是否执行循环体。当条件表达式的值为 true 时,就执行大括号中的语句块。

执行完毕,再次检查表达式是否为 true,如果还为 true,则再次执行大括号中的代码,否则就跳出循环,执行 while 循环之后的代码。图 1 表示了 while 循环语句的执行流程。



图 1  while 循环语句执行流程图

例 1

使用 while 语句计算 10 的阶乘,其具体代码如下所示。
public static void main(String[] args) {
    int i = 1;
    int n = 1;
    while(i <= 10) {
        n=n*i;
        i++;
    }
    System.out.println("10的阶乘结果为:"+n);
}
在上述代码中,定义了两个变量 i 和 n,循环每执行一次 i 值就加 1,判断 i 的值是否小于等于 10,并利用 n=n*i 语句来实现阶乘。当 i 的值大于 10 之后,循环便不再执行并退出循环。

运行程序,执行的结果如下所示:
10 的阶乘结果为:3628800

do-while 语句

如你刚才所见,如果 while 循环一开始条件表达式就是假的,那么循环体就根本不被执行。然而,有时需要在开始时条件表达式即使是假的情况下,while 循环至少也要执行一次。换句话说,有时你需要在一次循环结束后再测试中止表达式,而不是在循环开始时。

幸运的是,Java就提供了这样的循环:do-while循环。do-while 循环语句也是 Java 中运用广泛的循环语句,它由循环条件和循环体组成,但它与 while 语句略有不同。do-while 循环语句的特点是先执行循环体,然后判断循环条件是否成立。

do-while 语句的语法格式如下:
do {
    语句块;
}while(条件表达式);
以上语句的执行过程是,首先执行一次循环操作,然后再判断 while 后面的条件表达式是否为 true,如果循环条件满足,循环继续执行,否则退出循环。while 语句后必须以分号表示循环结束,其运行流程如图 2 所示。



图 2  do-while 循环语句的执行流程

例 2

编写一个程序,计算 10 的阶乘。使用 do-while 循环的实现代码如下所示。
public static void main(String[] args) {
    int number = 1,result = 1;
    do {
        result*=number;
        number++;
    }while(number <= 10);
    System.out.print("10阶乘结果是:"+result);
}
程序运行后输出结果如下:
10 阶乘结果是:3628800

例 3

在一个图书系统的推荐图书列表中保存了 50 条信息,现在需要让它每行显示 10 条,分 5 行进行显示。下面使用 do-while 循环语句来实现这个效果,其具体代码如下所示。
public static void main(String[] args) {
    int bookIndex = 1;
    do {
        System.out.print(bookIndex+"\t");
        if(bookIndex%10 == 0) {
            System.out.println();
        }
        bookIndex++;
    }while(bookIndex<51);
}
在上述代码中, 声明一个变量 bookIndex 用来保存图书的索引,该变量赋值为 1 表示从第一本开始。在 do-while 循环体内,首先输出了 bookIndex 的值,然后判断 bookIndex 是否能被 10 整除,如果可以则说明当前行已经输出 10 条,用 System.out.println() 语句输出了一个换行符。之后使 bookIndex 加 1,相当于更新当前的索引。最后在 while 表达式中判断是否超出循环的范围,即 50 条以内。

运行程序,执行的结果如下所示。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

while和do-while的比较

while 循环和 do-while 循环的相同处是:都是循环结构,使用 while(循环条件) 表示循环条件,使用大括号将循环操作括起来。

while 循环和 do-while 循环的不同处如下:
  • 语法不同:与 while 循环相比,do-while 循环将 while 关键字和循环条件放在后面,而且前面多了 do 关键字,后面多了一个分号。
  • 执行次序不同:while 循环先判断,再执行。do-while 循环先执行,再判断。
  • 一开始循环条件就不满足的情况下,while 循环一次都不会执行,do-while 循环则不管什么情况下都至少执行一次。

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