Java 中的 do-while 循环：全面解析与实践

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 循环作为其中一种循环结构，具有独特的执行特性。它允许我们重复执行一段代码块，直到满足特定的条件。相比于其他循环结构（如 for 循环和 while 循环），do-while 循环保证了循环体至少会被执行一次，这在某些特定场景下非常有用。本文将深入探讨 do-while 循环在 Java 中的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践，帮助读者更好地掌握这一强大的编程工具。

基础概念

什么是 do-while 循环

do-while 循环是一种后测试循环，这意味着它在执行循环体之后才检查循环条件。与 while 循环不同，while 循环是先测试循环条件，如果条件不满足，循环体可能根本不会被执行；而 do-while 循环无论条件如何，都会先执行一次循环体，然后再根据条件决定是否继续执行下一次循环。

执行流程

首先执行 do 关键字后面的循环体代码块。
执行完循环体后，检查 while 关键字后面的条件表达式。
如果条件表达式的值为 true，则再次执行循环体，然后重复步骤 2。
如果条件表达式的值为 false，则终止循环，程序继续执行循环后面的代码。

使用方法

语法结构

do {
    // 循环体代码块
} while (条件表达式);

在上述语法中，do 关键字标识了循环体的开始，花括号 {} 内的代码是需要重复执行的部分。while 关键字后面的圆括号内是条件表达式，用于决定是否继续循环。注意，条件表达式后面的分号 ; 是语法的一部分，不能省略。

简单示例

下面是一个简单的 do-while 循环示例，用于打印 1 到 5 的数字：

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

在这个示例中，变量 num 初始化为 1。首先执行 do 块中的代码，打印 num 的值并将其递增。然后检查 while 条件 num <= 5，由于此时 num 为 2，条件为 true，所以继续执行下一次循环。这个过程会一直持续，直到 num 变为 6，此时条件 num <= 5 为 false，循环终止。

常见实践

用户输入验证

在处理用户输入时，我们常常需要确保输入的数据符合特定的格式或范围。do-while 循环可以用于反复提示用户输入，直到输入正确为止。

import java.util.Scanner;

public class InputValidationExample {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int age;
        do {
            System.out.print("请输入你的年龄（必须是 0 到 120 之间的整数）：");
            while (!scanner.hasNextInt()) {
                System.out.println("输入无效，请输入一个整数。");
                scanner.nextLine();
            }
            age = scanner.nextInt();
        } while (age < 0 || age > 120);
        System.out.println("你输入的年龄是：" + age);
        scanner.close();
    }
}

在这个示例中，我们使用 do-while 循环来验证用户输入的年龄。首先进入 do 块，提示用户输入年龄。然后检查输入是否为整数，如果不是，则提示用户重新输入。如果输入是整数，再检查是否在 0 到 120 之间。如果不在这个范围内，继续循环提示用户输入，直到输入正确为止。

菜单驱动程序

菜单驱动程序通常需要根据用户的选择执行不同的操作，并且可以不断地显示菜单，直到用户选择退出。do-while 循环非常适合这种场景。

import java.util.Scanner;

public class MenuDrivenProgram {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int choice;
        do {
            System.out.println("菜单：");
            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：");
            while (!scanner.hasNextInt()) {
                System.out.println("输入无效，请输入一个整数。");
                scanner.nextLine();
            }
            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();
    }
}

在这个示例中，do-while 循环不断显示菜单并获取用户的选择。根据用户的选择，执行相应的操作。如果用户选择 3（退出），则条件 choice != 3 为 false，循环终止，程序结束。

最佳实践

避免无限循环

在使用 do-while 循环时，确保循环条件最终会变为 false，以避免无限循环。无限循环会导致程序无法正常结束，占用系统资源。例如，在前面的示例中，如果忘记在循环体中更新控制循环的变量（如 num++），就可能导致无限循环。

简化循环条件

尽量使循环条件简洁明了，避免使用过于复杂的表达式。复杂的条件可能会增加代码的理解难度，并且容易出错。如果条件过于复杂，可以考虑将其分解为多个简单的条件，或者使用辅助变量来简化逻辑。

小结

do-while 循环是 Java 编程中一个强大的控制结构，它保证了循环体至少会被执行一次。通过本文的介绍，我们了解了 do-while 循环的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践。在实际编程中，合理运用 do-while 循环可以使代码更加简洁、高效，尤其是在需要先执行操作再进行条件判断的场景下。希望读者通过学习和实践，能够熟练掌握并灵活运用 do-while 循环解决各种编程问题。