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Java 中的 do-while 循环：全面解析与实践指南

简介

在 Java 编程中，循环结构是控制程序流程的重要组成部分，它允许我们重复执行一段代码，直到满足特定条件为止。do-while 循环是 Java 提供的三种主要循环结构之一，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。这种特性使得 do-while 循环在某些场景下非常有用。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，帮助读者深入理解并高效使用这一重要的循环结构。

目录

  1. 基础概念
  2. 使用方法
  3. 常见实践
  4. 最佳实践
  5. 小结
  6. 参考资料

基础概念

do-while 循环是一种后测试循环，这意味着循环体中的代码至少会执行一次，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，则退出循环。do-while 循环的基本语法如下：

do {
    // 循环体，这里是要重复执行的代码
} while (condition);
  • do：关键字，标志着 do-while 循环的开始。
  • {}：花括号内包含的是循环体，即要重复执行的代码块。
  • while：关键字，用于检查循环条件。
  • condition：一个布尔表达式，用于决定是否继续执行循环体。如果该表达式的值为 true，则继续执行循环体；如果为 false，则退出循环。

使用方法

下面是一个简单的 Java 示例，展示了如何使用 do-while 循环输出从 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

  1. 首先，我们声明并初始化一个整型变量 i，将其值设为 1。
  2. 进入 do-while 循环，执行循环体中的代码：打印 i 的值，并将 i 的值加 1。
  3. 执行完循环体后，检查 while 后面的条件 i <= 5。如果条件为 true，则继续执行循环体；如果条件为 false，则退出循环。
  4. 由于 i 的初始值为 1，满足 i <= 5 的条件，所以循环体将继续执行，直到 i 的值变为 6，此时条件 i <= 5 为 false，循环结束。

常见实践

1. 用户输入验证

do-while 循环常用于验证用户输入，确保用户输入的值符合特定要求。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();
    }
}

代码解释

  • 首先，我们创建了一个 Scanner 对象，用于读取用户输入。
  • 声明一个整型变量 number，用于存储用户输入的值。
  • 进入 do-while 循环，提示用户输入一个大于 0 的整数，并读取用户输入的值。
  • 执行完循环体后，检查条件 number <= 0。如果条件为 true，说明用户输入的值不符合要求，继续执行循环体，再次提示用户输入；如果条件为 false，说明用户输入的值大于 0，满足要求，退出循环。
  • 最后，打印用户输入的有效整数，并关闭 Scanner 对象。

2. 菜单选择

do-while 循环也常用于创建菜单系统，允许用户反复选择菜单项，直到选择退出选项为止。以下是一个简单的菜单选择示例：

import java.util.Scanner;

public class MenuExample {
    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");
                    break;
                default:
                    System.out.println("无效的选项，请重新选择");
            }
        } while (choice != 3);
        scanner.close();
    }
}

代码解释

  • 首先，创建一个 Scanner 对象，用于读取用户输入。
  • 声明一个整型变量 choice，用于存储用户选择的菜单项。
  • 进入 do-while 循环，显示菜单选项，提示用户选择一个选项，并读取用户输入的值。
  • 使用 switch 语句根据用户选择的选项执行相应的操作。如果用户选择的选项无效，打印错误信息。
  • 执行完循环体后，检查条件 choice != 3。如果条件为 true，说明用户没有选择退出选项，继续执行循环体，再次显示菜单；如果条件为 false，说明用户选择了退出选项，退出循环。
  • 最后，关闭 Scanner 对象。

最佳实践

1. 避免无限循环

在使用 do-while 循环时，一定要确保循环条件最终会变为 false，否则会导致无限循环，使程序陷入死循环状态。例如：

// 错误示例，会导致无限循环
do {
    System.out.println("这是一个无限循环");
} while (true);

为了避免无限循环，应该在循环体中修改循环条件所依赖的变量，确保循环能够正常结束。

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，可以将其封装成方法，提高代码的可读性和可维护性。例如：

public class CleanDoWhile {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 1;
        do {
            printNumber(i);
            i++;
        } while (i <= 5);
    }

    public static void printNumber(int num) {
        System.out.println(num);
    }
}

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，有助于其他开发者理解代码的意图。例如：

// 输出从 1 到 5 的整数
int i = 1;
do {
    System.out.println(i);
    i++;
} while (i <= 5);

小结

do-while 循环是 Java 中一种重要的循环结构，其特点是先执行一次循环体，再检查循环条件。这种特性使得 do-while 循环在用户输入验证、菜单选择等场景下非常有用。在使用 do-while 循环时，要注意避免无限循环，保持循环体简洁，并合理使用注释，以提高代码的质量和可维护性。

参考资料

  • 《Effective Java》（第三版），作者：Joshua Bloch
  • 《Java 核心技术》（卷 I），作者：Cay S. Horstmann