【Java基础】循环

1. 循环的四个要素

• 循环体：指要循环执行的语句
• 循环条件：指能使得循环继续进行下去的条件，必须为 boolean类型
• 初始条件：指循环开始前的变量初始化，一般为循环控制变量的初始化
• 迭代条件：指一次循环结束后对循环控制变量进行更改的语句

通常情况下，循环结束都是因为循环条件语句返回了false

2. 三大循环语句

2.1 for循环

for(初始条件 ; 循环条件 ; 迭代条件){
    循环体;
}

for循环各个要素执行的顺序如下：

初始条件 -> 循环条件 -> 循环体 -> 迭代条件 -> 循环条件 -> 循环体 ......

2.2 while循环

初始条件
while(循环条件){
    循环体;
    迭代条件;
}

while循环各个要素执行顺序如下（与for循环相同）：

初始条件 -> 循环条件 -> 循环体 -> 迭代条件 -> 循环条件 -> 循环体 ......

注意：编写while循环时一定要注意不要漏掉迭代条件

for与while的总结：

1. 实际开发过程中，一般会总for和while中进行选择以实现循环结构。
2. for循环和while循环可以相互转换，具体使用哪个取决于实际开发环境：遍历数组和字符串一般使用for循环，若初始条件较多较复杂，则优先选用while。
3. for循环与while循环的区别是初始条件的作用范围不同。
4. 写程序过程中一定要避免产生死循环。

2.3 do-while循环

初始条件
do{
    循环体;
    迭代条件;
}while(循环条件);

do-while循环各个要素执行顺序如下（先执行一遍循环体再进行循环条件判断）：

初始条件 -> 循环体 -> 迭代条件 -> 循环条件 -> 循环体 ......

说明：

1. do-while 循环至少会执行一次循环体
2. 开发中较少使用do-while结构

3. “无限”循环结构——while(true) 与 for(;;)

注意：理论上应当避免这种写法，但是在某些特殊场景使用这些很方便，比如对循环次数不确定的情况，大多用在系统底层或者嵌入式开发中。使用这一结构时一定要在循环体中添加一定条件下的退出循环操作：

• 方式一：将循环条件置位false
• 方式二：执行break

4. 循环嵌套

4.1 概念：将一个循环A声明在另一个循环结构B的循环体中

• 内层循环：循环结构A
• 外层循环：循环结构B

4.2 说明：

1. 内层循环结构遍历一遍，相当于外层循环体执行了一次
2. 假设外层循环需要执行m次，内层循环需要执行n次，此时内层循环的循环体一共执行了m*n次
3. 外层循环控制行数，内层循环控制列数

4.3 典型例子：

4.3.1. 打印乘法表

/*
 * 打印9 9乘法表
 * */
public class NineNineTable {
    public static void main(String[] args) {
        int num = 99;
        for (int i = 1; i <= num; i++) {
            for (int j = 1; j <= i; j++) {
                System.out.print(j+"*"+i+"="+(i*j)+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

4.3.2. 输出100以内的质数

/*
* 质数输出
* */
public class PrimeNumberTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        boolean isPrime;
        for (int i = 2; i <= 100000; i++) {
            isPrime = true;
            for (int j = 2; j <= Math.sqrt(i); j++) {// 优化点二：仅遍历到当前数的二分之一次方即可
                if (i % j == 0) {
                    isPrime = false;
                    break;//优化点一，可以减少没意义的遍历，只对非质数有效
                }
            }
            if (isPrime) {
                System.out.println(i );
            }
        }
    }
}

5. break与continue

还有一种带标签的break和continue，其使用较少，对代码的可读性有一定影响。

6. 补充：如何衡量一个代码的优劣

1. 正确性：代码运行后要得到正确的结果。
2. 可读性：代码一定要逻辑清晰，易被他人和日后的自己读懂，对bug的修改和工作的交接有很重要的作用。
3. 健壮性：对于异常输入要有对应的处理。
4. 高效率与低存储：运行速度要尽可能快，运行内存要尽可能低，即时空复杂度概念。