Java 中的循环结构：while、do-while 和 for 循环

简介

在 Java 编程中，循环结构是非常重要的控制结构，它允许我们重复执行一段代码，直到满足特定条件为止。Java 提供了三种主要的循环结构：while 循环、do-while 循环和 for 循环。本文将详细介绍这三种循环结构的基础概念、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些循环结构。

目录

1. 基础概念
   • while 循环
   • do-while 循环
   • for 循环
2. 使用方法
   • while 循环的使用
   • do-while 循环的使用
   • for 循环的使用
3. 常见实践
   • 遍历数组
   • 计算累加和
   • 实现菜单循环
4. 最佳实践
   • 避免无限循环
   • 选择合适的循环结构
   • 提高代码可读性
5. 小结
6. 参考资料

基础概念

while 循环

while 循环是一种先判断条件再执行循环体的循环结构。当条件为 true 时，循环体将被执行；当条件为 false 时，循环终止。其基本语法如下：

while (condition) {
    // 循环体
}

do-while 循环

do-while 循环是一种先执行循环体再判断条件的循环结构。无论条件是否为 true，循环体至少会被执行一次。当条件为 true 时，循环将继续执行；当条件为 false 时，循环终止。其基本语法如下：

do {
    // 循环体
} while (condition);

for 循环

for 循环是一种常用的循环结构，它通常用于已知循环次数的情况。for 循环包含三个部分：初始化语句、循环条件和迭代语句。其基本语法如下：

for (initialization; condition; iteration) {
    // 循环体
}

使用方法

while 循环的使用

下面是一个使用 while 循环计算 1 到 10 的累加和的示例：

public class WhileLoopExample {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 1;
        int sum = 0;
        while (i <= 10) {
            sum += i;
            i++;
        }
        System.out.println("1 到 10 的累加和为: " + sum);
    }
}

do-while 循环的使用

下面是一个使用 do-while 循环输出 1 到 5 的示例：

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

for 循环的使用

下面是一个使用 for 循环输出 1 到 10 的偶数的示例：

public class ForLoopExample {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 2; i <= 10; i += 2) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

常见实践

遍历数组

使用 for 循环可以方便地遍历数组：

public class ArrayTraversalExample {
    public static void main(String[] args) {
        int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
        for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
            System.out.println(numbers[i]);
        }
    }
}

计算累加和

使用 while 循环计算 1 到 100 的累加和：

public class SumCalculationExample {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 1;
        int sum = 0;
        while (i <= 100) {
            sum += i;
            i++;
        }
        System.out.println("1 到 100 的累加和为: " + sum);
    }
}

实现菜单循环

使用 do-while 循环实现一个简单的菜单循环：

import java.util.Scanner;

public class MenuLoopExample {
    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("请输入你的选择: ");
            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("退出程序");
                    break;
                default:
                    System.out.println("无效的选择，请重新输入");
            }
        } while (choice != 3);
        scanner.close();
    }
}

最佳实践

避免无限循环

在使用循环时，要确保循环条件最终会变为 false，避免出现无限循环。例如：

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

选择合适的循环结构

根据具体的需求选择合适的循环结构。如果循环次数已知，通常使用 for 循环；如果需要先执行一次循环体再判断条件，使用 do-while 循环；如果不确定循环次数，使用 while 循环。

提高代码可读性

在编写循环代码时，要注意变量命名的清晰性和代码的注释，提高代码的可读性。例如：

// 计算 1 到 10 的累加和
int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
    sum += i;
}
System.out.println("1 到 10 的累加和为: " + sum);

小结

本文详细介绍了 Java 中的三种循环结构：while 循环、do-while 循环和 for 循环。while 循环先判断条件再执行循环体，do-while 循环先执行循环体再判断条件，for 循环通常用于已知循环次数的情况。在实际编程中，要根据具体需求选择合适的循环结构，并遵循最佳实践，避免出现无限循环，提高代码的可读性和可维护性。

参考资料

• 《Effective Java》