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- 2023.08.04 -

循环结构是Java中非常重要的程序控制流程，它可以让我们重复执行某些操作，实现复杂的算法和数据处理任务。今天这篇文章将介绍Java基础中的循环结构。

一、什么是循环结构？

循环结构是计算机程序设计中的一种常见的控制流程结构，用于重复执行某段代码块，直到满足退出条件为止。循环由循环条件和循环体组成。

循环条件是一个逻辑表达式，在每次循环开始时判断其是否满足退出条件，如果满足则跳出循环，否则继续执行循环体。循环体是一段需要重复执行的代码块，通常包括多条语句。

循环结构可以通过计数器、标志变量、布尔表达式等方式来实现不同的循环控制方式。在编程中，使用循环结构可以简化代码逻辑，提高代码复用性和可读性，同时也可以实现很多复杂的算法和数据处理任务。

Java中的循环结构有以下几种：

for循环：用于循环执行已知次数的代码块，通常使用计数器来控制循环次数。while循环：用于执行不定次数的循环，条件表达式在循环开始时进行判断，如果为true则执行循环体，否则跳过循环。do-while循环：与while循环类似，不同之处在于它会先执行一次循环体再进行判断条件是否满足，至少会执行一次循环体。增强for循环（foreach循环）：用于遍历集合或数组中的元素，可以省略初始化、判断和更新三个部分，语法简洁。break和continue语句：break用于跳出循环，continue用于跳过本次循环。这两个语句通常与循环结构配合使用。嵌套循环：将一个循环结构放在另一个循环结构内部，可以实现多层循环嵌套，通常应该尽量避免使用过多层嵌套循环，以提高程序效率。

下面分别来讲解一下各种循环结构的详细知识点及使用方法：

二、for循环

for循环主要用于循环次数已知的情况下。

语法格式：

for(初始表达式1; 条件表达式2; 步进表达式4){//循环体3}//执行顺序：1234->234->234->234->...

说明：

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。

执行流程如下：

执行顺序：①②③④>②③④>②③④…②不满足为止。

①负责完成循环变量初始化；

②负责判断是否满足循环条件，不满足则跳出循环；

③具体执行的语句；

④循环后，循环条件所涉及变量的变化情况。

案例：

1、在控制台输出1-5和5-1的数据。

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

2、求1~100之间的数据和，并把求和结果在控制台输出。

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0int sum = 0;//从1开始到100结束的数据，使用循环结构完成/*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;。。。*/for(int i=1; i<=100; 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;}System.out.println(sum);}

3、在控制台输出所有的“水仙花数”。

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 ge = i%10;int shi = i/10%10;int bai = 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(ge*ge*ge + shi*shi*shi + bai*bai*bai == i) {//输出满足条件的数字就是水仙花数System.out.println(i);}}}

三、while循环

while循环主要用于循环次数未知的情况下。

语法格式：

//初始表达式1while(条件表达式2){//表达式3}//执行顺序：123->23->23->23->...

执行流程如下：

执行顺序：①②③④>②③④>②③④…②不满足为止。

①负责完成循环变量初始化。

②负责判断是否满足循环条件，不满足则跳出循环。

③具体执行的语句。

④循环后，循环变量的变化情况。

案例：

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?

public static void main(String[] args) {//定义一个计数器，初始值为0int 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");}

四、do...while循环

do...while循环也是while循环，所以它也用于循环次数未知的情况下，但它与while循环的区别是，它会优先执行一次循环体的内容。

语法格式：

//初始表达式1do {//循环体2}while(条件表达式3);//执行顺序：12->32->32->32->...

执行流程如下：

执行顺序：①③④>②③④>②③④…②不满足为止。

①负责完成循环变量初始化。

②负责判断是否满足循环条件，不满足则跳出循环。

③具体执行的语句

④循环后，循环变量的变化情况

案例：

在控制台输出10次Hello Word。

public static void main(String[] args) {int x=1;do {System.out.println("hello world");x++;}while(x<=10);}

关于三种循环语言的总结：

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

for循环用在循环次数已知的情况下，可以控制遍历次数；while和do...while循环还可以用在循环次数未知的情况下。

三种循环的区别总结

建议使用的顺序：for，while，do-while；循环次数确定的话，建议使用for，循环次数不确定建议使用while；do-while循环来讲的话,至少执行一次。

五、增强for循环

增强for循环（也称为foreach循环）是Java 5中新增的一种语法结构，用于遍历数组和集合中的元素。它能够以一种简单、直观的方式进行遍历，并且能够避免普通for循环中可能会出现的越界错误。

语法格式：

for(数据类型 变量名 : 数组名/集合名) {// 循环体代码 }

其中，数据类型表示数组或集合中元素的类型，变量名表示当前遍历到的元素的变量名，数组名或集合名表示要遍历的数组或集合对象。在循环体内部，我们可以通过变量名来访问当前遍历到的元素，执行相应的操作。

案例：

对于一个整型数组nums，可以使用增强for循环来计算数组中所有元素的和。int sum = 0;for (int num : nums) {sum += num;}

需要注意的是，增强for循环主要用于遍历数组和集合等可迭代对象中的元素，不适用于其他场景。此外，在循环过程中不建议修改数组或集合的元素数量，否则可能会导致循环出错。

六、循环退出

在Java中，有两种跳出循环的方式，分别是break和continue。

Break：break表示跳出当前所在循环。Continue：跳出本次循环。

七、循环扩展

死循环

死循环：也就是循环中的条件永远为true，死循环的是永不结束的循环。例如：while(true){}。

在后期的开发中，会出现使用死循环的场景，例如：我们需要读取用户输入的输入，但是用户输入多少数据我们并不清楚，也只能使用死循环，当用户不想输入数据了，就可以结束循环了，如何去结束一个死循环呢，就需要使用到跳出语句了。

死循环（无限循环）的三种格式：

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

变异循环

在前面介绍for循环时，介绍的是标准语法的for循环：

for(初始化表达式①; 布尔表达式②; 步进表达式④){循环体③}

除此之外，for循环还有一些变异语法：

初始化表达式①for(; 布尔表达式②; ){循环体③步进表达式④}

也就是说，可以把for循环的初始化表达式可以放在for循环语句之前，作为一个全局变量；步进表达式④可以放在for循环语句大括号内{}。

for(int i=0, j =1; i<100 && i >= 0; ){System.out.println(i++);}int i=0, j =1for(;i<100;){System.out.println(i++);}

八、嵌套循环

所谓嵌套循环，是指一个循环的循环体是另一个循环。比如for循环里面还有一个for循环，就是嵌套循环。总共的循环次数=外循环次数*内循环次数。

嵌套循环格式：

for(初始化表达式①; 循环条件②; 步进表达式⑦) {for(初始化表达式③; 循环条件④; 步进表达式⑥) {执行语句⑤;}}

嵌套循环执行流程：

外循环一次，内循环多次（一圈）。

例如：日历中 年与月的关系，时钟中 分与秒的关系。如 2020年至2023年，一共3年，每年12个月。其中，年份看成外循环，月份看成内循环。

案例：

1. 使用嵌套循环，打印2021年至2023年月份，格式：xxxx年x月。

public static void main(String[] args) {//打印2020年至2023年月份//年份是外循环，3年；月份是内循环，12月for (int i = 2020; i <= 2023; i++) {for (int j = 1; j <= 12; j++) {//不换行打印星号System.out.print(i + "年" + j + "月 ");}//内循环打印12个月后，需要一次换行System.out.println();}}

2. 打印一个九九乘法表。

public static void main(String[] args) {//外层循环控制行for (int i = 1; i <= 9; i++) {// 内层循环控制列for (int j = 1; j <= i; j++) {//不换行\t表示制表符System.out.print(i + "*" + j + "="+i*j+"\t");}// 需要一次换行System.out.println();}}

除了常见的for循环、while循环、do-while循环外，增强for循环也是一种非常方便的遍历数组和集合元素的方式。在实际编程中，我们应该根据具体需求选择不同的循环结构，并且注意循环条件、循环变量等的正确使用，以确保程序的正确性和高效性。

我们下期再见！

END

文案编辑|云端学长

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