Java 中的 Do While 循环深入解析

简介

在 Java 编程中，循环结构是控制程序流程的重要工具之一。do while 循环作为其中一种特殊的循环结构，与 for 循环和 while 循环有所不同。它至少会执行一次循环体，然后再根据条件判断是否继续执行。本文将详细介绍 Java 中 do while 循环的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践，帮助读者更好地理解和运用这一循环结构。

1. 基础概念

1.1 定义

do while 循环是一种后测试循环，这意味着它会先执行循环体中的代码，然后再检查循环条件。如果条件为 true，则继续执行循环体；如果条件为 false，则终止循环。

1.2 语法

do {
    // 循环体代码
} while (条件表达式);

在上述语法中，循环体代码会先被执行一次，然后对条件表达式进行求值。如果条件表达式的值为 true，则再次执行循环体；如果为 false，则跳出循环。

2. 使用方法

2.1 简单示例

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);
    }
}

在这个示例中，首先将变量 i 初始化为 1。然后进入 do while 循环，循环体中输出 i 的值，并将 i 加 1。接着检查条件 i <= 5，如果条件为 true，则继续执行循环体；如果条件为 false，则终止循环。

2.2 输入验证

do while 循环常用于输入验证，确保用户输入的值符合特定条件。以下是一个示例，要求用户输入一个大于 0 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("请输入一个大于 0 的整数: ");
            number = scanner.nextInt();
        } while (number <= 0);
        System.out.println("你输入的有效整数是: " + number);
        scanner.close();
    }
}

在这个示例中，首先创建一个 Scanner 对象用于读取用户输入。然后使用 do while 循环，先提示用户输入一个大于 0 的整数，读取用户输入的值。接着检查该值是否大于 0，如果不大于 0，则继续提示用户输入，直到用户输入一个有效的整数为止。

3. 常见实践

3.1 菜单系统

do while 循环常用于实现菜单系统，让用户可以多次选择菜单选项，直到选择退出。以下是一个简单的菜单系统示例：

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("请选择一个选项: ");
            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("退出菜单系统");
                    break;
                default:
                    System.out.println("无效的选择，请重新输入");
            }
        } while (choice != 3);
        scanner.close();
    }
}

在这个示例中，使用 do while 循环显示菜单选项，并提示用户选择一个选项。根据用户的选择，使用 switch 语句执行相应的操作。如果用户选择 3，则退出循环；否则，继续显示菜单并等待用户选择。

3.2 游戏循环

在游戏开发中，do while 循环常用于实现游戏主循环，确保游戏至少运行一次，并在满足特定条件时继续运行。以下是一个简单的猜数字游戏示例：

import java.util.Random;
import java.util.Scanner;

public class GuessNumberGame {
    public static void main(String[] args) {
        Random random = new Random();
        int secretNumber = random.nextInt(100) + 1;
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int guess;
        int attempts = 0;
        do {
            System.out.print("猜一个 1 到 100 之间的数字: ");
            guess = scanner.nextInt();
            attempts++;
            if (guess < secretNumber) {
                System.out.println("猜的数字太小了，再试一次");
            } else if (guess > secretNumber) {
                System.out.println("猜的数字太大了，再试一次");
            } else {
                System.out.println("恭喜你，猜对了！你用了 " + attempts + " 次尝试。");
            }
        } while (guess != secretNumber);
        scanner.close();
    }
}

在这个示例中，首先生成一个 1 到 100 之间的随机数作为秘密数字。然后使用 do while 循环，提示用户猜一个数字，并根据用户的猜测给出相应的提示。如果用户猜对了，则输出恭喜信息并终止循环；否则，继续提示用户猜测。

4. 最佳实践

4.1 确保循环条件最终会变为 `false`

为了避免无限循环，必须确保循环条件最终会变为 false。例如，在使用计数器时，要确保计数器的值会不断变化，最终使循环条件不满足。

4.2 保持循环体简洁

循环体中的代码应该尽量简洁，避免包含过多的逻辑。如果循环体中的代码过于复杂，可以将其拆分成多个方法，提高代码的可读性和可维护性。

4.3 合理使用注释

在 do while 循环中，使用注释来解释循环的目的和条件，特别是当循环条件比较复杂时，注释可以帮助其他开发者更好地理解代码。

5. 小结

do while 循环是 Java 中一种重要的循环结构，它至少会执行一次循环体，然后再根据条件判断是否继续执行。本文介绍了 do while 循环的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践。通过输入验证、菜单系统和游戏循环等示例，展示了 do while 循环的实际应用。在使用 do while 循环时，要确保循环条件最终会变为 false，保持循环体简洁，并合理使用注释。

6. 参考资料

《Effective Java》
Oracle Java 官方文档
《Java 核心技术》