Java 中 do-while 循环的深入解析

简介

在 Java 编程中，循环结构是非常重要的控制结构之一，它允许我们重复执行一段代码。do-while 循环是 Java 提供的三种循环结构（for、while、do-while）中的一种。与 for 循环和 while 循环不同，do-while 循环会先执行一次循环体，然后再检查循环条件，这使得 do-while 循环至少会执行一次循环体，在某些特定场景下有着独特的应用价值。本文将详细介绍 do-while 循环的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践。

目录

1. do-while 循环的基础概念
2. do-while 循环的使用方法
3. do-while 循环的常见实践
4. do-while 循环的最佳实践
5. 小结
6. 参考资料

1. do-while 循环的基础概念

do-while 循环是一种后测试循环，它的基本语法结构如下：

do {
    // 循环体，这里是需要重复执行的代码
} while (条件表达式);

do-while 循环的执行流程如下： 1. 首先执行 do 后面大括号内的循环体代码。 2. 执行完循环体后，计算 while 后面括号内的条件表达式。 3. 如果条件表达式的值为 true，则返回 do 语句，继续执行循环体；如果条件表达式的值为 false，则退出循环，继续执行循环后面的代码。

2. do-while 循环的使用方法

下面是一个简单的 do-while 循环示例，用于输出从 1 到 5 的整数：

public class DoWhileExample {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 1;
        do {
            System.out.println(i);
            i++;
        } while (i <= 5);
    }
}

代码解释：

• 首先定义一个整型变量 i 并初始化为 1。
• 进入 do-while 循环，先执行循环体，即输出 i 的值，并将 i 的值加 1。
• 执行完循环体后，检查条件表达式 i <= 5。如果 i 的值小于等于 5，则继续执行循环体；否则，退出循环。

3. do-while 循环的常见实践

3.1 用户输入验证

在需要用户输入特定范围的值时，do-while 循环可以很好地实现输入验证功能。例如，要求用户输入一个 1 到 10 之间的整数：

import java.util.Scanner;

public class InputValidation {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int number;
        do {
            System.out.print("请输入一个 1 到 10 之间的整数：");
            number = scanner.nextInt();
            if (number < 1 || number > 10) {
                System.out.println("输入无效，请重新输入。");
            }
        } while (number < 1 || number > 10);
        System.out.println("你输入的有效数字是：" + number);
        scanner.close();
    }
}

代码解释：

• 使用 Scanner 类从控制台读取用户输入。
• 在 do-while 循环中，先提示用户输入一个 1 到 10 之间的整数，然后读取用户输入的值。
• 检查输入的值是否在 1 到 10 之间，如果不在，则输出错误信息，继续循环；如果在，则退出循环并输出有效数字。

3.2 菜单系统

do-while 循环可以用于实现简单的菜单系统，让用户可以多次选择操作：

import java.util.Scanner;

public class MenuSystem {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int choice;
        do {
            System.out.println("1. 选项 1");
            System.out.println("2. 选项 2");
            System.out.println("3. 退出");
            System.out.print("请选择操作：");
            choice = scanner.nextInt();
            switch (choice) {
                case 1:
                    System.out.println("你选择了选项 1");
                    break;
                case 2:
                    System.out.println("你选择了选项 2");
                    break;
                case 3:
                    System.out.println("退出系统");
                    break;
                default:
                    System.out.println("无效的选择，请重新输入。");
            }
        } while (choice != 3);
        scanner.close();
    }
}

代码解释：

• 显示菜单选项，让用户选择操作。
• 根据用户的选择执行相应的操作，使用 switch 语句进行选择判断。
• 如果用户选择 3，则退出循环；否则，继续显示菜单让用户选择。

4. do-while 循环的最佳实践

4.1 确保条件表达式的正确性

条件表达式决定了循环是否继续执行，因此要确保条件表达式的逻辑正确。例如，在上述输入验证的例子中，条件表达式 number < 1 || number > 10 确保了只有当输入的值不在 1 到 10 之间时才会继续循环。

4.2 避免无限循环

在使用 do-while 循环时，要确保循环条件在某个时刻会变为 false，否则会导致无限循环。例如：

public class InfiniteLoopExample {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 1;
        do {
            System.out.println(i);
            // 缺少 i 的更新语句，会导致无限循环
        } while (i <= 5);
    }
}

在这个例子中，由于缺少 i 的更新语句，i 的值始终为 1，条件表达式 i <= 5 始终为 true，会导致无限循环。

4.3 保持循环体的简洁性

循环体中的代码应该尽量简洁，避免包含过多的逻辑。如果循环体中的逻辑复杂，可以将其封装成方法，在循环体中调用方法。

5. 小结

do-while 循环是 Java 中一种非常有用的循环结构，它的特点是至少会执行一次循环体。在需要先执行一次操作，然后再根据条件判断是否继续执行的场景下，do-while 循环是一个很好的选择，如用户输入验证、菜单系统等。在使用 do-while 循环时，要确保条件表达式的正确性，避免无限循环，并保持循环体的简洁性。

6. 参考资料

• 《Effective Java》
• 《Java 核心技术》