JavaSE第04篇：Java基础语法之循环结构
本篇将会详细讲解Java基础语法中的循环结构、Random对象，并带有不同的练习，尤其是循环，在软件开发中，几乎无处不在。
第一章：循环结构
1.1-为什么要学习循环结构（了解）
比如现有需求：在命令窗口，输出100行"Hello World"。
若继续按照我们以往的方式完成需求，则可能会是类似以下这样的代码：
public class Test01 {
public static void main(String[]args){
System.out.println("Hello World");
System.out.println("Hello World");
System.out.println("Hello World");
System.out.println("Hello World");
System.out.println("Hello World");
System.out.println("Hello World");
// ...
}
}
以上代码虽然也可实现需求的功能，但是我们细品，会发现以下问题：
- 简单的需求，代码重复且臃肿。
- 若变更输出内容，不易修改和维护。
而在实际工作开发中，我们不仅只是要完成功能，还要考虑到代码的质量（比如：代码可以更简洁一些）。
此时，对于以上的问题，归根到底，就是代码连续重复了。
如何解决连续重复且让代码变更加简单呢？那就是使用Java语法中提供的循环语句。
1.2-Java中的循环语句分类（了解）
循环语句可以在满足 循环条件 的情况下，反复执行某一段代码，这段被重复执行的代码被称为 循环体语句 ，
当反复 执行这个循环体时，需要在合适的时候把循环判断条件修改为false，从而结束循环，否则循环将一直
执行下去，形 成死循环。
java中有三种循环结构，分别是：
for while do while
下面，我们逐一来学习。
1.3-for循环 （重点）
语法格式
for (初始化语句;条件判断语句;条件控制语句) {
循环体语句;
}
初始化语句： 用于表示循环开启时的起始状态，简单说就是循环开始的时候什么样。
条件判断语句：用于表示循环反复执行的条件，简单说就是判断循环是否能一直执行下去。
循环体语句： 用于表示循环反复执行的内容，简单说就是循环反复执行的事情。
条件控制语句：用于表示循环执行中每次变化的内容，简单说就是控制循环是否能执行下去。
执行流程
① 执行初始化语句
② 执行条件判断语句，看其结果是true还是false
- 如果是false，循环结束
- 如果是true，继续执行
③ 执行循环体语句
④ 执行条件控制语句
⑤ 回到②继续
示例1：控制台输出100行"Hello World"
public class Test01 {
public static void main(String[]args){
/*
int i = 1 初始化语句
i<=100 条件判断语句
{ System.out.println("Hello World"); } 循环体语句
i++ 条件控制语句
*/
for(int i = 1; i<=100; i++){
System.out.println("Hello World");
}
}
}
示例2：在控制台输出1-5和5-1的数据
public class Test02 {
public static void main(String[]args){
// 定义循环,循环输出1-5之间所有的整数，顺序输出
for(int i = 1; i<=5; i++){
System.out.println(i);
}
// 定义循环,循环输出1-5之间所有的整数，倒序输出
for(int i = 5; i>=1; i--){
System.out.println(i);
}
}
}
示例3：求1-5之间的数据和，并把求和结果在控制台输出
public class Test03 {
public static void main(String[]args){
// 定义变量sum，表示总和，初始化为0
int sum = 0;
// 循环遍历1-5之间所有的数字，并累计达到变量sum，包括1和5
for(int i = 1; i<=5; i++){
sum = sum + i;
}
// 输出结果:15
System.out.println(sum);
}
}
今后遇到的需求中，如果带有求和二字，请立即联想到求和变量
求和变量的定义位置，必须在循环外部，如果在循环内部则计算出的数据将是错误的
示例4：求1-100之间的偶数和，并把求和结果在控制台输出
public class Test04 {
public static void main(String[] args) {
// 求和的最终结果必须保存起来，需要定义一个变量，用于保存求和的结果，初始值为0
int sum = 0;
// 对1-100的数据求和与1-5的数据求和几乎完全一样，仅仅是结束条件不同
for(int i=1; i<=100; i++) {
//对1-100的偶数求和，需要对求和操作添加限制条件，判断是否是偶数
if(i%2 == 0) {
sum += i;
}
}
//当循环执行完毕时，将最终数据打印出来 结果：2250
System.out.println("1-100之间的偶数和是：" + sum);
}
}
示例5：在控制台输出所有的“水仙花数”
解释：什么是水仙花数？
3*3*3 + 5*5*5 + 1*1*1 = 153
实现思路：
- 获取所有的三位数，准备进行筛选，最小的三位数为100，最大的三位数为999，使用for循环获取
- 获取每一个三位数的个位，十位，百位，做if语句判断是否是水仙花数
public class Test04 {
public static void main(String[] args) {
// 输出所有的水仙花数必然要使用到循环，遍历所有的三位数，三位数从100开始，到999结束
for(int i=100; i<1000; i++) {
//在计算之前获取三位数中每个位上的值
int ge = i%10;
int shi = i/10%10;
int bai = i/10/10%10;
//判定条件是将三位数中的每个数值取出来，计算立方和后与原始数字比较是否相等
if(ge*ge*ge + shi*shi*shi + bai*bai*bai == i) {
//输出满足条件的数字就是水仙花数
System.out.println(i);
}
}
}
}
示例6：统计“水仙花数”一共有多少个，并在控制台输出个数
public class Test04 {
public static void main(String[] args) {
//定义变量count，用于保存“水仙花数”的数量，初始值为0
int count = 0;
// 输出所有的水仙花数必然要使用到循环，遍历所有的三位数，三位数从100开始，到999结束
for(int i=100; i<1000; i++) {
// 在计算之前获取三位数中每个位上的值
int ge = i%10;
int shi = i/10%10;
int bai = i/10/10%10;
// 在判定水仙花数的过程中，满足条件不再输出，更改为修改count的值，使count+1
if(ge*ge*ge + shi*shi*shi + bai*bai*bai == i) {
count++;
}
}
//打印输出最终结果
System.out.println("水仙花共有：" + count + "个");
}
}
今后如果需求带有统计xxx，请先想到计数器变量
计数器变量定义的位置，必须在循环外部
1.4-while循环（重点）
语法格式
初始化语句;
while (条件判断语句) {
循环体语句;
条件控制语句;
}
执行流程
① 执行初始化语句
② 执行条件判断语句，看其结果是true还是false
- 如果是false，循环结束
- 如果是true，继续执行
③ 执行循环体语句
④ 执行条件控制语句
⑤ 回到②继续
示例1：控制台输出100行"Hello World"
public class Test05 {
public static void main(String[] args) {
int i = 1;
while(i<=100){
System.out.println("Hello World");
i++;
}
}
}
示例2：珠穆拉玛峰
需求：世界最高山峰是珠穆朗玛峰(8844.43米=8844430毫米)，假如我有一张足够大的纸，它的厚度是0.1毫米。请问，我折叠多少次，可以折成珠穆朗玛峰的高度?
public class Test06 {
public static void main(String[] args) {
//定义一个计数器，初始值为0
int count = 0;
//定义纸张厚度
double paper = 0.1;
//定义珠穆朗玛峰的高度
int zf = 8844430;
//因为要反复折叠，所以要使用循环，但是不知道折叠多少次，这种情况下更适合使用while循环
//折叠的过程中当纸张厚度大于珠峰就停止了，因此继续执行的要求是纸张厚度小于珠峰高度
while(paper <= zf) {
//循环的执行过程中每次纸张折叠，纸张的厚度要加倍
paper *= 2;
//在循环中执行累加，对应折叠了多少次
count++;
}
//打印计数器的值
System.out.println("需要折叠：" + count + "次");
}
}
1.5-do while循环（重点）
语法格式：
初始化语句;
do {
循环体语句;
条件控制语句;
}while(条件判断语句);
执行流程：
① 执行初始化语句
② 执行循环体语句
③ 执行条件控制语句
④ 执行条件判断语句，看其结果是true还是false
- 如果是false，循环结束
- 如果是true，继续执行
⑤ 回到②继续
示例：控制台输出100行"Hello World"
public class Test07 {
public static void main(String[] args) {
int j = 1;
do {
System.out.println("Hello World");
j++;
}while(j<=100);
}
}
1.6-三种循环的区别（了解）
-
三种循环的区别
- for循环和while循环先判断条件是否成立，然后决定是否执行循环体（先判断后执行）
- do...while循环先执行一次循环体，然后判断条件是否成立，是否继续执行循环体（先执行后判断）
-
for循环和while的区别
- 条件控制语句所控制的自增变量，因为归属for循环的语法结构中，在for循环结束后，就不能再次被访问到了
1.7-死循环（了解）
死循环，就是循环永远不会终止。这里可以推荐一部电影《恐怖游轮》，很是刺激。
死循环（无限循环）的三种格式
- for(;;){}
- while(true){}
- do {} while(true);
1.8-跳转控制语句（重点）
break和continue
-
跳转控制语句（break）
- 跳出循环，结束循环
-
跳转控制语句（continue）
- 跳过本次循环，继续下次循环
- 注意： continue只能在循环中进行使用！
示例
/* break 关键字 */
// 如：连续吃5个包子，吃到第3个，吃饱了，后面第包子就不吃了
for(int i = 1; i <=5; i++){
if(i==3){
System.out.println("吃饱了");
break;
}
System.out.println("吃第" + i + "个包子");
}
/* continue关键字 */
// 如：连续吃5个包子，吃到第3个时掉地上了，则第3个包子就不吃了，继续吃后面的包子
for (int i = 1; i <=5 ; i++) {
if(i==3){
System.out.println("第" + i+ "包子掉地上了");
continue;
}
System.out.println("吃第" + i + "个包子");
}
1.9-循环嵌套（理解）
在循环中，继续定义循环，就是循环嵌套。
需求：在控制台输出一天24小中，每一个小时对应的每一分钟。
如： 0时0分 0时1分 ... 23时0分 23时1分
代码示例
public static void main(String[] args) {
//外循环控制小时的范围，内循环控制分钟的范围
for (int hour = 0; hour < 24; hour++) {
for (int minute = 0; minute < 60; minute++) {
System.out.println(hour + "时" + minute + "分");
}
System.out.println("--------");
}
}
请反复理解这句话（整个内循环，就是外循环的一个循环体，内部循环体没有执行完毕，外循环是不会继续向下执行的）。
外循环执行一次，内循环执行一圈。
第二章：Random
2.1-Random是什么（了解）
Random类似Scanner，也是Java提供好的API，内部提供了产生随机数的功能。
关于API，我们后续会详解讲解，现在可以简单把API理解为Java已经写好的代码，我们可以直接按照步骤使用。
2.2-Random使用步骤（重点）
步骤
步骤1：导入包
import java.util.Random;
步骤2：创建对象
Random r = new Random();
步骤3：产生随机数
int num = r.nextInt(10);
解释： 10代表的是一个范围，如果括号写10，产生的随机数就是0-9，括号写20，参数的随机数则是0-19
代码
// 导包
import java.util.Random;
public class RandomDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建对象
Random r = new Random();
// 用循环获取10个随机数
for(int i=0; i<10; i++) {
// 获取随机数
int number = r.nextInt(10);
System.out.println("number:" + number);
}
// 需求：获取一个1-100之间的随机数
int x = r.nextInt(100) + 1;
System.out.println(x);
}
}
2.3-案例-猜数字（练习）
需求：
程序自动生成一个1-100之间的数字，使用程序实现猜出这个数字是多少？
当猜错的时候根据不同情况给出相应的提示
- A. 如果猜的数字比真实数字大，提示你猜的数据大了
- B. 如果猜的数字比真实数字小，提示你猜的数据小了
- C. 如果猜的数字与真实数字相等，提示恭喜你猜中了
代码
import java.util.Random;
import java.util.Scanner;
public class RandomTest {
public static void main(String[] args) {
//要完成猜数字的游戏，首先需要有一个要猜的数字，使用随机数生成该数字，范围1到100
Random r = new Random();
int number = r.nextInt(100) + 1;
while(true) {
//使用程序实现猜数字，每次均要输入猜测的数字值，需要使用键盘录入实现
Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入你要猜的数字：");
int guessNumber = sc.nextInt();
// 比较输入的数字和系统产生的数据，需要使用分支语句。
// 这里使用if..else..if..格式，根据不同情况进行猜测结果显示
if(guessNumber > number) {
System.out.println("你猜的数字" + guessNumber + "大了");
} else if(guessNumber < number) {
System.out.println("你猜的数字" + guessNumber + "小了");
} else {
System.out.println("恭喜你猜中了");
break;
}
}
}
}
正文到此结束
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