深入解析 Java 中的 do/while 循环

简介

在 Java 编程中，循环结构是控制程序流程的重要手段之一。do/while 循环作为其中一种循环结构，具有独特的执行特性。它允许程序员重复执行一段代码块，直到满足特定的条件。与其他循环结构（如 for 循环和 while 循环）相比，do/while 循环的最大特点是无论条件是否成立，循环体至少会执行一次。这一特性在某些特定场景下非常有用，本文将详细介绍 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。

基础概念

do/while 循环是一种后测试循环，这意味着在执行循环体之后才会检查循环条件。它确保了循环体中的代码至少会被执行一次，然后根据条件判断是否继续执行后续的循环。这种循环结构适用于需要先执行某些操作，然后再根据操作结果决定是否继续执行的场景。

使用方法

语法结构

在 Java 中，do/while 循环的语法结构如下：

do {
    // 循环体代码
} while (condition);

其中，do 关键字后面紧跟的花括号 {} 内包含的是循环体代码，这是需要重复执行的代码块。while 关键字后面的 condition 是循环条件，它是一个布尔表达式。当 condition 为 true 时，循环体会继续执行；当 condition 为 false 时，循环结束，程序将继续执行 do/while 循环之后的代码。

执行流程

首先，执行 do 后面花括号内的循环体代码。
然后，检查 while 关键字后面的条件表达式 condition。
如果 condition 为 true，则回到步骤 1，继续执行循环体代码；如果 condition 为 false，则循环结束，程序继续执行 do/while 循环之后的代码。

以下是一个简单的示例，展示了 do/while 循环的基本用法：

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

在这个示例中，i 初始值为 1。循环体首先执行，输出 当前 i 的值为: 1，然后 i 自增为 2。接着检查 while 条件 i <= 5，由于 2 <= 5 为 true，所以循环体继续执行，依次输出 当前 i 的值为: 2、当前 i 的值为: 3、当前 i 的值为: 4、当前 i 的值为: 5。当 i 自增为 6 时，while 条件 i <= 5 为 false，循环结束。

常见实践

输入验证

在处理用户输入时，do/while 循环常用于验证输入的有效性。例如，当要求用户输入一个特定范围内的数字时，可以使用 do/while 循环确保用户输入的是符合要求的值。

import java.util.Scanner;

public class InputValidationExample {
    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 之间的数字: ");
            while (!scanner.hasNextInt()) {
                System.out.println("输入无效，请输入一个整数。");
                scanner.nextLine();
            }
            number = scanner.nextInt();
        } while (number < 1 || number > 10);
        System.out.println("你输入的有效数字是: " + number);
        scanner.close();
    }
}

在这个示例中，do/while 循环会不断提示用户输入数字，直到输入的数字在 1 到 10 之间。内部的 while 循环用于处理用户输入非整数的情况，确保输入的是有效的整数。

菜单驱动程序

在创建菜单驱动的程序时，do/while 循环可以用来不断显示菜单并处理用户的选择，直到用户选择退出选项。

import java.util.Scanner;

public class MenuDrivenExample {
    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();
    }
}

在这个程序中，do/while 循环会持续显示菜单并处理用户的选择。用户输入选择后，通过 switch 语句执行相应的操作。当用户选择 3 时，while 条件 choice != 3 为 false，循环结束，程序退出。

最佳实践

避免无限循环

在使用 do/while 循环时，务必确保循环条件最终会变为 false，否则会导致无限循环。无限循环会使程序陷入死循环，占用系统资源并导致程序无法正常结束。为了避免无限循环，在设计循环条件和循环体逻辑时要仔细考虑，确保在一定条件下循环能够终止。

合理选择循环条件

循环条件应该简洁明了，能够准确地反映循环终止的条件。避免使用过于复杂或容易引起歧义的条件表达式。同时，要注意条件表达式中的变量变化情况，确保随着循环的执行，条件能够按照预期改变。

简化循环体

循环体中的代码应该尽量简洁高效。避免在循环体中包含过多复杂的逻辑或不必要的操作。如果循环体中包含一些与循环核心逻辑无关的代码，可以考虑将其提取到单独的方法中，以提高代码的可读性和可维护性。

小结

do/while 循环是 Java 编程中一个强大且灵活的控制结构，它适用于需要先执行代码块，然后再根据条件判断是否继续执行的场景。通过合理运用 do/while 循环，可以实现输入验证、菜单驱动程序等多种功能。在使用 do/while 循环时，遵循最佳实践能够避免常见的错误，提高代码的质量和可靠性。希望本文的介绍能够帮助读者深入理解并高效使用 do/while 循环在 Java 编程中解决实际问题。

参考资料

《Effective Java》 - Joshua Bloch