《Java從入門到失業》第三章：基礎語法及基本程式結構（3.8）：流程控制（迴圈語句、while語句、for語句）

Java大失叔發表於2020-09-08

3.8.2迴圈語句

3.8.2.1while語句

最近這些年買彩票只能去投注站買，早些年，筆者經常是在網上買。在網上買有個功能：追號。就是假如你想一直買同一組號碼，直到中大獎為止。你可以設定一個條件，比如中了頭獎就不繼續買了，如果沒有中頭獎，下一期繼續買同樣的號碼。對於這樣的功能，在程式中可以採用while迴圈來實現：

程式碼如下：

while(n<5000000) {  
    System.out.println("下一期繼續買同一組號碼");  
}

但是事實上，我們先要買第一期，然後才能判斷是否中頭獎，迴圈才能繼續：

程式碼如下：

do {  
    System.out.println("買一組號碼");  
} while (n < 5000000);

下面我們再用一個示例來解決我們兒子最近學奧數的一個數學問題，計算1+2+3+…+100；

int sum = 0;// 最終結果，初始為0  
int add = 1;// 加數，初始為1  
while (add <= 100) {  
    sum = sum + add;  
    add++;// 加完後，自增1  
}  
System.out.println(sum);//最終結果是5050

通過上面例項我們知道，當while的條件為真，則執行迴圈語句。如果這個條件一直為真的話，程式就會進入一個死迴圈了。因此在實際程式編寫的時候，一定要保證這個條件隨著程式的執行，會在某一個時刻變為假，避免程式進入死迴圈。比如上面這個例子變數add會自增，所以一定大於100。

3.8.2.2for語句

對於上面這個數學問題，我們可以看出來，它的迴圈次數是固定的，對於這種迴圈問題，Java還有一種更加簡潔的語句來實現，就是for迴圈。程式碼可以寫成這樣：

int sum = 0;// 最終結果，初始為0  
for (int add = 1; add <= 100; add++) {  
    sum += add;  
}  
System.out.println(sum);// 最終結果是5050

我們可以看到，程式碼的第2行，把加數add的初始化、迴圈條件和add的自增都放到一行了，顯得更加簡潔。它的通用結構如下：

for(表示式1 ; 表示式2 ; 表示式3)

表示式1：一般用來初始化迴圈迭代計數器
表示式2：必須是一個結果為boolean的表示式，一般用作迴圈條件
表示式3：一般用來迭代迴圈計數器

其實對於for迴圈中括號內，是分成3個部分，每個部分之間用分號（;）隔開。Java允許這3個部分放置任何表示式，並且都是可以省略不寫的。示意圖如下：

另外，對於在表示式1中宣告的變數，它的作用域是整個for迴圈的迴圈體。對於在迴圈語句中定義的變數，作用域只能在迴圈體{}內。

有的時候，在一個for迴圈中，會有多個計數器，例如前面追號買彩票的例子，可以設定追號10期，但是有的時候你的賬戶餘額不足了，彩票站不會給你墊錢追號的，程式碼可以寫成這樣：

for (int balance = 10, count = 1; balance >= 2 && count <= 10; count++, balance -= 2) {  
    System.out.println("餘額還剩" + balance + "元，購買第" + count + "期彩票");  
}

balance：賬戶餘額；count：追號期數

執行結果：

餘額還剩10元，購買第1期彩票  
餘額還剩8元，購買第2期彩票  
餘額還剩6元，購買第3期彩票  
餘額還剩4元，購買第4期彩票  
餘額還剩2元，購買第5期彩票

我們可以看到：

表示式1可以同時定義多個同型別的變數（balance和count）
表示式2迴圈條件是餘額大於等於2（夠一張彩票錢）並且追號期數小於等於10（我們設定的期數）
表示式3可以同時對balance和count進行更新

雖然Java的語法規則對for迴圈的表示式1、表示式2、表示式3的限制非常少，但是筆者不建議編寫晦澀難懂的語句，儘量保證程式碼的可讀性。

3.8.2.3break

在上面這個例子中，程式碼其實寫的就有點晦澀，不易閱讀。對於餘額不足的情況，其實可以認為是中止迴圈的一個條件。我們可以用break來中止迴圈，程式碼可以改寫：

int balance = 10;  
for (int count = 1; count <= 10; count++) {  
    System.out.println("餘額還剩" + balance + "元，購買第" + count + "期彩票");  
    balance -= 2;  
    // 當餘額不足2元的時候，中止迴圈  
    if (balance < 2) {  
        break;  
    }  
}

在while中同樣可以使用break，我們將上面程式碼改寫成while版本：

int balance = 10;  
int count = 1;  
while (count <= 10) {  
    System.out.println("餘額還剩" + balance + "元，購買第" + count + "期彩票");  
    count++;  
    balance -= 2;  
    // 當餘額不足2元的時候，中止迴圈  
    if (balance < 2) {  
        break;  
    }  
}

這2段程式碼的執行結果都是：

餘額還剩10元，購買第1期彩票  
餘額還剩8元，購買第2期彩票  
餘額還剩6元，購買第3期彩票  
餘額還剩4元，購買第4期彩票  
餘額還剩2元，購買第5期彩票

break關鍵字，只能中止當前迴圈，當有多個迴圈巢狀使用的時候，有時候想要直接中止最外層迴圈，對於這種需求，在C++中是使用goto關鍵字來實現的。我們在學習關鍵字的時候，發現Java將goto作為保留字了，但是卻沒有使用它，而是用了另外一種方法來實現。叫做帶標籤的break語句。

首先我們得想一個多層巢狀的例子，正當我冥思苦想的時候，突然發我兒子床頭的一張乘法口訣表：

假如我們用程式列印這張表，可以用到2層巢狀的迴圈語句。第一層迴圈列印每一行的所有算式，然後我們把列印每一行的功能也用一個迴圈來實現即第二層迴圈。程式碼如下：

// row是行號，一共需要列印9行  
for (int row = 1; row <= 9; row++) {  
    // column是列號，對於第row行，一共需要列印row列  
    for (int column = 1; column <= row; column++) {  
        System.out.print(column + "×" + row + "=" + column * row + " ");  
    }  
    System.out.println();// 列印完一行，需要換行  
}

執行結果如下：

1×1=1   
1×2=2 2×2=4   
1×3=3 2×3=6 3×3=9   
1×4=4 2×4=8 3×4=12 4×4=16   
1×5=5 2×5=10 3×5=15 4×5=20 5×5=25   
1×6=6 2×6=12 3×6=18 4×6=24 5×6=30 6×6=36   
1×7=7 2×7=14 3×7=21 4×7=28 5×7=35 6×7=42 7×7=49   
1×8=8 2×8=16 3×8=24 4×8=32 5×8=40 6×8=48 7×8=56 8×8=64   
1×9=9 2×9=18 3×9=27 4×9=36 5×9=45 6×9=54 7×9=63 8×9=72 9×9=81

Perfect！完美的列印出來了。假如我們想在列印到第8行第5列的時候，不想列印了，程式碼改成下面這樣：

// row是行號，一共需要列印9行  
for (int row = 1; row <= 9; row++) {  
    // column是列號，對於第row行，一共需要列印row列  
    for (int column = 1; column <= row; column++) {  
        System.out.print(column + "×" + row + "=" + column * row + " ");  
        if (row == 8 && column == 5) {  
            break;  
        }  
    }  
　　System.out.println();// 列印完一行，需要換行  
}

但是這樣的結果如下：

1×1=1   
1×2=2 2×2=4   
1×3=3 2×3=6 3×3=9   
1×4=4 2×4=8 3×4=12 4×4=16   
1×5=5 2×5=10 3×5=15 4×5=20 5×5=25   
1×6=6 2×6=12 3×6=18 4×6=24 5×6=30 6×6=36   
1×7=7 2×7=14 3×7=21 4×7=28 5×7=35 6×7=42 7×7=49   
1×8=8 2×8=16 3×8=24 4×8=32 5×8=40   
1×9=9 2×9=18 3×9=27 4×9=36 5×9=45 6×9=54 7×9=63 8×9=72 9×9=81

雖然第8行第5列之後的沒有列印，但是第9行又列印出來了。我們再改成帶標籤的break。

 1 print_row: // 這是一個標籤  
 2 for (int row = 1; row <= 9; row++) {  
 3     // column是列號，對於第row行，一共需要列印row列  
 4     for (int column = 1; column <= row; column++) {  
 5         System.out.print(column + "×" + row + "=" + column * row + " ");  
 6         if (row == 8 && column == 5) {  
 7             break print_row;// 中止標籤print_row  
 8         }  
 9     }  
10     System.out.println();// 列印完一行，需要換行  
11 }

執行結果：

1×1=1   
1×2=2 2×2=4   
1×3=3 2×3=6 3×3=9   
1×4=4 2×4=8 3×4=12 4×4=16   
1×5=5 2×5=10 3×5=15 4×5=20 5×5=25   
1×6=6 2×6=12 3×6=18 4×6=24 5×6=30 6×6=36   
1×7=7 2×7=14 3×7=21 4×7=28 5×7=35 6×7=42 7×7=49   
1×8=8 2×8=16 3×8=24 4×8=32 5×8=40

這一次結果正確。我們在第1行新增一個標籤“print_row”，然後在第7行中止該標籤。這樣做相當於跳轉到標籤“print_row”標記的程式碼塊的末尾即第11行。需要注意的是，標籤後面需要緊跟一個冒號（:）。

3.8.2.4continue

在上面列印乘法口訣表的例子，假如我們不想列印第4行和第4列，想想有啥辦法嗎？我們可以想到，當列印到第4行的時候，直接換一行去列印第5行。當列印到第4列的時候，也跳過，然後去列印第5列。對於這種需求，我們可以用到continue語句。continue的作用就是跳過當前迴圈體中剩餘的部分，回到當前迴圈的首部。程式碼如下：

 1 for (int row = 1; row <= 9; row++) {  
 2     /*第4行，列印換行，然後繼續列印下一行*/  
 3     if (row == 4) {  
 4         System.out.println();  
 5         continue;  
 6     }  
 7     for (int column = 1; column <= row; column++) {  
 8         /*第4列，打6個空格，然後繼續列印下一列*/  
 9         if (column == 4) {  
10             System.out.print("      ");  
11             continue;  
12         }  
13         System.out.print(column + "×" + row + "=" + column * row + " ");  
14     }  
15     System.out.println();  
16 }