3.3 循环语句

在实际应用中，往往会遇到一行或几行代码需要执行多次的情况，这就是代码的循环。几乎所有的程序都包含循环，循环是重复执行的指令，重复次数由条件决定，这个条件称为循环条件，反复执行的程序段称为循环体。

一个正常的循环程序，具有四个基本要素，分别是循环变量初始化、循环条件、循环体和改变循环变量的值。大多数编程语言中循环语句的结构形式如图3-12所示。

Java语言为用户提供了多种循环语句，有while循环语句、do…while循环语句、for循环语句、嵌套循环语句等。具体介绍如表3-2所示。

3.3.1 while循环语句

while循环语句根据循环条件的返回值来判断执行零次或多次循环体。当逻辑条件成立时，重复执行循环体，直到条件不成立时终止，while循环语句的语法格式如下：

在这里，语句块可以是一个单独的语句，也可以是几个语句组成的代码块。表达式可以是任意的表达式，表达式的值非零时为true，当条件为true时执行循环；当条件为false时，退出循环，程序流将继续执行紧接着循环的下一条语句。

while循环语句的执行流程如图3-13所示。

当遇到while循环语句时，首先计算表达式的返回值，当表达式的返回值为true时，执行一次循环体中的语句块，循环体中的语句块执行完毕时，将重新查看是否符合条件，若表达式的值还返回true将再次执行相同的代码，否则跳出循环。while循环的特点：先判断条件，后执行语句。

【例3.5】编写程序，实现100以内自然数的求和，即1+2+3+…+100，最后输出计算结果（源代码\ch03\3.5.txt）。

运行结果如图3-14所示。

3.3.2 do…while循环语句

在Java语言中，do…while循环语句是在循环语句的尾部检查它的条件。do…while循环语句与while循环语句类似，但是也有区别。do…while循环语句和while循环语句的最主要区别：

（1）do…while循环语句是先执行循环体后判断循环条件，while循环语句是先判断循环条件后执行循环体。

（2）do…while循环语句的最小执行次数为1次，while循环语句的最小执行次数为0次。

do…while循环语句的语法格式如下：

这里的条件表达式出现在循环语句的尾部，所以循环语句中的语句块会在条件被测试之前至少执行一次。如果条件为真，控制流会跳转回上面的do，然后重新执行循环语句中的语句块，这个过程会不断重复，直到给定条件变为假为止。do…while循环语句的执行流程如图3-15所示。

程序遇到关键字do，执行花括号内的语句块，语句块执行完毕，执行while关键字后的布尔表达式，如果表达式的返回值为true，则向上执行语句块，否则结束循环语句，执行while关键字后的程序代码。

使用do…while循环语句应注意以下几点：

（1）do…while循环语句是先执行“循环体语句”，后判断循环终止条件，与while语句不同。二者的区别在于：当while后面的表达式开始的值为0（假）时，while循环语句的循环体一次也不执行，而do…while循环语句的循环体至少要执行一次。

（2）在书写格式上，循环体部分要用{}括起来，即使只有一条语句也如此；do…while循环语句最后以分号结束。

（3）通常情况下，do…while循环语句是从后面控制表达式退出循环。但它也可以构成无限循环，此时要利用break语句或return语句直接从循环体内跳出循环。

【例3.6】编写程序，实现100以内自然数的求和，即1+2+3+…+100，最后输出计算结果（源代码\ch03\3.6.txt）。

运行结果如图3-16所示。

3.3.3 for循环语句

for循环语句和while循环语句、do…while循环语句一样，可以循环重复执行一个语句块，直到指定的循环条件返回值为假。for循环语句的语法格式为：

参数介绍如下：

（1）表达式1为赋值语句，如果有多个赋值语句可以用逗号隔开，形成逗号表达式，循环四要素中的循环变量初始化。

（2）表达式2返回一个布尔值，用于检测循环条件是否成立，循环四要素中的循环条件。

（3）表达式3为赋值表达式，用来更新循环控制变量，以保证循环能正常终止，循环四要素中的改变循环变量的值。

for循环语句的执行流程如下：

（1）表达式1会首先被执行，且只会执行一次。这一步允许用户声明并初始化任何循环控制变量。用户也可以不在这里写任何语句，只要有一个分号出现即可。

（2）判断表达式2。如果为真，则执行循环语句块；如果为假，则不执行循环语句块，且控制流会跳转到紧接着for循环语句的下一条语句。

（3）在执行完for循环语句块后，控制流会跳回表达式3。该表达式允许用户更新循环控制变量。该表达式可以留空，只要在条件后有一个分号出现即可。

（4）条件再次被判断。如果为真，则执行循环，这个过程会不断重复（循环语句块，然后增加步值，再重新判断条件）。在条件变为假时，for循环语句终止。

for循环语句的执行流程如图3-17所示。

☆大牛提醒☆

Java语言不允许省略for循环语句中的3个表达式，否则for循环语句将出现死循环现象。

【例3.7】编写程序，实现100以内自然数的求和，即1+2+3+…+100，最后输出计算结果（源代码\ch03\3.7.txt）。

运行结果如图3-18所示。

3.3.4 foreach语句

foreach语句是for循环语句的特殊简化版本，但是foreach语句并不能完全取代for循环语句，也就是说，并不是所有的foreach语句都可以改写为for循环语句版本。foreach不是一个关键字，只是我们习惯上将这种特殊的for循环语句格式称为foreach语句。

foreach语句在遍历数组等方面为程序员提供了很大的方便，其语法格式如下：

参数说明：

（1）循环变量不用进行初始化，且类型与遍历对象中的数据类型一致。

（2）遍历对象是指一组数据的集合，可以从第一个元素开始一个一个进行访问。

（3）遍历对象可以是数组或者类的实例对象。

【例3.8】编写程序，使用foreach语句遍历输出一个简单的数组（源代码\ch03\3.8.txt）。

运行结果如图3-19所示。

3.3.5 循环语句的嵌套

在一个循环语句内又包含另一个循环语句，称为循环嵌套。如果内嵌的循环语句中还包含有循环语句，这种称为多层循环。while循环语句、do…while循环语句和for循环语句之间可以相互嵌套。

1．嵌套for循环语句

Java语言中，嵌套for循环语句的语法格式如下：

嵌套for循环语句的流程如图3-20所示。

【例3.9】编写程序，在窗口输出数字金字塔（源代码\ch03\3.9.txt）。

运行结果如图3-21所示。

2．嵌套while循环语句

Java语言中，嵌套while循环语句的语法格式如下：

嵌套while循环语句的流程如图3-22所示。

【例3.10】编写程序，在窗口输出九九乘法表（源代码\ch03\3.10.txt）。

运行结果如图3-23所示。

3．嵌套do…while循环语句

Java语言中，嵌套do…while循环语句的语法格式如下：

嵌套do…while循环语句的流程如图3-24所示。

【例3.11】编写程序，在窗口输出九九乘法表（源代码\ch03\3.11.txt）。

运行结果如图3-25所示。

3.3.6 无限循环

如果条件永远不为假，则循环将变成无限循环。for循环语句在传统意义上可用于实现无限循环。由于构成循环的三个表达式中任何一个都不是必需的，用户可以将某些条件表达式留空来构成一个无限循环。例如下面这段代码：

当条件表达式不存在时，它被假设为真。用户也可以设置一个初始值和增量表达式，但是一般情况下，Java程序员偏向于使用for(;;)结构来表示一个无限循环，运行结果如图3-26所示。

☆大牛提醒☆

可以使用“break”语句终止一个无限循环。