Бесконечный for (Java) цикл. Циклы for и while в Java
В Java, как и практически в любом языке программирования, имеются инструменты для обеспечения многократного повторения определенного фрагмента кода, или, как их принято называть, циклов. Циклы в Java представлены такими операторами, как for и while, а также их разновидностями. Как правило, циклы используются для прохода по одномерным и многомерным массивам и итерируемым структурам данных (в т.ч. коллекциям) с целью нахождения определенных элементов и дальнейших операций с ними. Однако это не единственный способ применения такого инструмента, как цикл Java. Примеры использования будут приводиться по мере их рассмотрения.
Java: описание и примеры
Основополагающим оператором цикла в Java является while. Фрагмент кода, заключенный в его теле, будет повторяться до тех пор, пока условие выражения, заключенного в скобки после него, будет удовлетворять логическому значению истинности. Общая форма оператора while имеет следующий вид:
while(условие) {
//тело цикла
Как только значение логического условия перестанет быть истинным, заключенный в тело цикла код перестанет выполняться и управление передастся идущей сразу после него строке.
Если в теле цикла заключен всего один оператор, то фигурные скобки можно не ставить, однако считается хорошим тоном, если они стоят всегда. На рисунке выше представлена блок-схема работы данного оператора.
Для наглядности давайте разберем пример, представленный на рисунке ниже:
Объявленная переменная count изначально имеет значение 1. Далее мы видим логическое выражение, заключенное в скобки после названия оператора. Оно будет истинным, т.е. возвращать значение true, до тех пор, пока значение переменной count будет меньше или равно 10. В теле цикла с каждым проходом (итерацией) значение переменной увеличивается на 1 и выводится на консольный экран. Обратите внимание на то, что когда значение переменной достигло 11, цикл прекратил работу.
Если бы значение переменной count изначально равнялось 11, то условие цикла было бы ложным, и программа даже не зашла бы в его тело.
Стоит отметить, что синтаксис Java позволяет использовать оператор while без тела. Приведем пример. Допустим, у нас есть две переменные i = 100 и j = 200, перед нами стоит задача программно вычислить их среднее арифметическое - для этого можно использовать «пустотелый» while:
while(++i < --j);
В результате значение любой из двух переменных будет равно среднему их изначальных значений. Как видите, цикл прекрасно отработал без тела и выполнил все необходимые действия в условном выражении.
Цикл do-while
В предыдущих примерах если условное выражение изначально возвращало значение false, то выполнение программы проигнорировало бы тело цикла и пошло дальше. Однако часто возникают ситуации, в которых выполнение кода, содержащегося в теле цикла, обязательно хотя бы единожды независимо от истинности условного выражения. Иными словами бывает так, что проверять истинность условного выражения требуется не в начале, а в конце цикла. Такую функциональность может обеспечить разновидность цикла while под названием do-while. Он имеет следующую форму:
do {
//тело цикла
} while(условие);
Как мы видим, сначала на выполнение идет тело цикла, и лишь потом проверяется истинность условия - и так каждую итерацию.
Код, приведенный выше, отработает примерно так же, как в случае с обычным while. Однако если бы мы присвоили переменной count значение 11, тело цикла все равно выполнилось бы один раз, перед тем как оператор смог проверить истинность выражения.
Описание и примеры for - Java цикл
Представляет собой универсальную и эффективную языковую форму в Java. До пятой версии Java SDK была только одна традиционная форма оператора for, а после появилась новая - for each. В данном разделе мы ознакомимся с традиционной формой оператора. for Java цикл имеет следующий вид:
Перед тем как управление передастся коду в теле цикла, сначала выполняется инициализация переменной i, выступающей в качестве счетчика. Далее проверяется условное выражение, в котором счетчик сравнивается с определенным значением, и если оно возвращает true, тело цикла выполняется. Затем значение счетчика изменяется на заранее заданный шаг и опять проверяется условное выражение, и так до тех пор, пока условие не станет ложным. Блок-схема ниже иллюстрирует все этапы работы цикла.
Для лучшего понимания приведем пример того, как работает for Java цикл:
Мы видим, что в качестве счетчика используется переменная loopVal. После каждой итерации цикла ее значение будет прирастать на 1, и это будет происходить до тех пор, пока оно не достигнет 11. Обратите внимание, что управляющую переменную можно объявлять и за пределами оператора for, но если вы не собираетесь использовать эту переменную нигде кроме как в цикле, рекомендуется объявлять ее непосредственно в операторе. Имейте в виду, что объявленная в самом операторе переменная имеет область видимости в пределах этого самого цикла.
Бывают ситуации, когда требуется объявить несколько управляющих циклом переменных. For Java цикл позволяет указывать две и более переменные через запятую, причем делать это как при их инициализации, так и при итерации. Такой оператор будет иметь следующий вид:
for(int i = 1, int j = 10; i < j; ++i, --j) {}
При каждой итерации значение переменной i будет увеличиваться на 1, а значение переменной j уменьшаться на 1. Итерации будут выполняться до тех пор, пока i не станет больше или равно j.
Особенности применения оператора for
Цикл for представляет собой довольно гибкую конструкцию, поскольку все три его части (инициализацию, условие и инкремент/декремент) можно использовать не по прямому назначению. К примеру, вместо условного выражения с управляющей переменной можно подставить любую логическую переменную.
boolean exit = false;
for (int i = 0; !exit; ++i) {
На примере выше мы можем наблюдать, как работа цикла абсолютно не зависит от управляющей переменной i и количество итераций зависит исключительно от того, в какой момент переменная exit примет значение true. Более того управляющую переменную можно и вовсе убрать из цикла и это никак не отразится на его работе: for(; !exit;) {}. Хотя это и не самый разумный способ программирования, иногда это может быть полезным. Главное - предусмотреть ситуацию, в которой переменная примет нужное для выхода из цикла значение, чтобы не превратить его в бесконечный.
For Java цикл может быть объявлен и таким способом: for(; ;) {}. Это типичный пример бесконечного цикла с особыми условиями прерывания. О том, каким же образом прерывать такого рода циклы, мы поговорим немного позже.
Цикл в стиле for each
Цикл foreach Java всегда применяется для последовательного перебора элементов массива или какой-либо и выполнения над ними определенных повторяющихся операций. Пример данной формы оператора for представлен ниже:
В качестве итерационной переменной объявляется name, а объявленный ранее массив строк names выступает вторым аргументом оператора. Переменная name будет поочередно принимать значения каждого элемента массива, пока все его элементы не будут извлечены. Следует отметить, что тип переменной должен быть совместимым с типом элементов, которые хранятся в массиве. Также переменная name доступна исключительно для чтения и попытка ее изменения не приведет к изменению самого элемента в массиве.
Операторы прерывания цикла
Существует три оператора прерывания цикла: break, return и continue. Первые два способны полностью прервать работу цикла, а continue прерывает лишь работу текущей итерации. Если вы используете в своем коде умышленно бесконечный цикл Java, данные операторы обязательно должны в нем присутствовать. Рассмотрим простой пример использования break:
Хотя в данном операторе for предусмотрено 11 итераций, выполнится только 8, поскольку, когда счетчик i будет равен 7, сработает условие, в теле которого имеется оператор break.
Оператор return действует аналогичным образом, с тем отличием, что он не только обеспечивает выход из цикла Java, но и из метода, в который помещен этот цикл.
Использование break в качестве goto
Следует иметь в виду, что break прерывает работу только того цикла, в теле которого он непосредственно находится, т.е. если вы используете его во вложенном цикле, то внешний цикл не прекратит своей работы. Для этого оператор break можно использовать в качестве цивилизованной формы goto.
В этом варианте данный оператор используется в связке с меткой, которая позволяет организовывать выход не только из циклов, но и из любого блока кода. Метка представляет собой именованный соответствующим образом идентификатор с двоеточием после него. Метка объявляется в начале помечаемого блока кода. Чтобы прервать выполнение помеченного блока, в нужном месте необходимо объявить: break имя_метки. Рассмотрим пример на рисунке ниже:
В коде объявлено три блока с именами меток One, Two и Three соответственно. Оператор break с меткой Two вложен во все три блока, но при его срабатывании программа выйдет из блоков Three и Two и продолжит выполнение в блоке One. Т.е. в консоли мы увидим два сообщения: Three и One.
Заключение
Мы ознакомились с понятием циклов в Java, главными операторами while и for, а также их формами do-while и for each соответственно. Для лучшего понимания рекомендуем проделать упражнения с применением данных операторов в различных формах, а также различных способов их прерывания и перехода из одного блока в другой.
Последнее обновление: 31.10.2018
Еще одним видом управляющих конструкций являются циклы. Циклы позволяют в зависимости от определенных условий выполнять определенное действие множество раз. В языке Java есть следующие виды циклов:
Цикл for
Цикл for имеет следующее формальное определение:
For ([инициализация счетчика]; [условие]; [изменение счетчика]) { // действия }
Рассмотрим стандартный цикл for:
For (int i = 1; i < 9; i++){ System.out.printf("Квадрат числа %d равен %d \n", i, i * i); }
Первая часть объявления цикла - int i = 1 создает и инициализирует счетчик i. Счетчик необязательно должен представлять тип int . Это может быть и любой другой числовой тип, например, float. Перед выполнением цикла значение счетчика будет равно 1. В данном случае это то же самое, что и объявление переменной.
Вторая часть - условие, при котором будет выполняться цикл. В данном случае цикл будет выполняться, пока i не достигнет 9.
И третья часть - приращение счетчика на единицу. Опять же нам необязательно увеличивать на единицу. Можно уменьшать: i-- .
В итоге блок цикла сработает 8 раз, пока значение i не станет равным 9. И каждый раз это значение будет увеличиваться на 1.
Нам необязательно указывать все условия при объявлении цикла. Например, мы можем написать так:
Int i = 1; for (; ;){ System.out.printf("Квадрат числа %d равен %d \n", i, i * i); }
Определение цикла осталось тем же, только теперь блоки в определении у нас пустые: for (; ;) . Теперь нет инициализированной переменной-счетчика, нет условия, поэтому цикл будет работать вечно - бесконечный цикл.
Либо можно опустить ряд блоков:
Int i = 1; for (; i<9;){ System.out.printf("Квадрат числа %d равен %d \n", i, i * i); i++; }
Этот пример эквивалентен первому примеру: у нас также есть счетчик, только создан он вне цикла. У нас есть условие выполнения цикла. И есть приращение счетчика уже в самом блоке for.
Цикл for может определять сразу несколько переменных и управлять ими:
Int n = 10; for(int i=0, j = n - 1; i < j; i++, j--){ System.out.println(i * j); }
Цикл do
Цикл do сначала выполняет код цикла, а потом проверяет условие в инструкции while. И пока это условие истинно, цикл повторяется. Например:
Int j = 7; do{ System.out.println(j); j--; } while (j > 0);
В данном случае код цикла сработает 7 раз, пока j не окажется равным нулю. Важно отметить, что цикл do гарантирует хотя бы однократное выполнение действий, даже если условие в инструкции while не будет истинно. Так, мы можем написать:
Int j = -1; do{ System.out.println(j); j--; } while (j > 0);
Хотя переменная j изначально меньше 0, цикл все равно один раз выполнится.
Цикл while
Цикл while сразу проверяет истинность некоторого условия, и если условие истинно, то код цикла выполняется:
Int j = 6; while (j > 0){ System.out.println(j); j--; }
Операторы continue и break
Оператор break позволяет выйти из цикла в любой его момент, даже если цикл не закончил свою работу:
Например:
< nums.length; i++){ if (nums[i] > 10) break; System.out.println(nums[i]); }
Так как в цикле идет проверка, больше ли элемент массива 10, то мы не увидим на консоли последние два элемента, так как когда nums[i] окажется больше 10 (то есть равно 12), сработает оператор break, и цикл завершится.
Правда, мы также не увидим и последнего элемента, который меньше 10. Теперь сделаем так, чтобы если число больше 10, цикл не завершался, а просто переходил к следующему элементу. Для этого используем оператор continue :
Int nums = new int { 1, 2, 3, 4, 12, 9 }; for (int i = 0; i < nums.length; i++){ if (nums[i] > 10) continue; System.out.println(nums[i]); }
В этом случае, когда выполнение цикла дойдет до числа 12, которое не удовлетворяет условию проверки, то программа просто пропустит это число и перейдет к следующему элементу массива.
Как в практически любом языке программирования, в Java имеются инструменты, предназначенные для многократного повторения определенного фрагмента кода. Такие инструменты принято называть циклами. В Java циклы представлены такими операторами, как while и for, а также их разновидностями. Циклы, как правило, используются для прохода по одномерным и многомерным массивам и структурам данных для нахождения определенны элементов и дальнейших операций с ними. Но это далеко не единственный способ применения такого инструмента, как цикл Java. По мере их рассмотрения будут приводиться примеры использования.
Цикл while Java: описание и примеры
While является основополагающим оператором цикла в Java. Заключенный в его теле фрагмент кода будет повторяться до тех пор, пока условие выражения, заключенного в скобки после него, будет удовлетворять истинному значению. Оператор while в общем виде имеет следующий вид: while (условие){//тело цикла}. Как только значение логического условия перестанет быть истинным, код, заключенный в тело цикла, перестанет выполняться. Управление передастся строке, которая идет сразу после него. Если в теле цикла заключен всего один оператор, то можно не ставить фигурные скобки. Однако, среди программистов считается хорошим тоном всегда ставить их. Давайте разберем пример:
Public class whileDemo (
System.out.println (“Printing Numbers from 1 to 10”);
while (count<=10) {
System.out.println(count);
Изначально объявленная переменная count имеет значение 1. Далее мы видим логическое выражение, которое заключено в скобки после названия оператора. Если значение будет истинным, то цикл будет возвращать значение true до тех пор, пока значение переменной countне будет равно или меньше 10.С каждым проходом или итерацией значение переменной будет увеличиваться на 1 и выводится на консольный экран. Когда значение переменной достигло значения 11, цикл завершил работу. Если бы значение переменной count равнялось изначально 11, то тогда условие цикла было бы ложным. Программа даже не зашла бы в тело. Необходимо отметить, что синтаксис Java дает возможность использовать оператор While без тела. Рассмотрим следующий пример. Предположим, у вас есть две переменные: i=100 иj=200. Перед нами стоит задача вычислить программным путем их среднее арифметическое значение, для этой цели можно использовать «пустотелый» цикл while:
While (++i<- — j);
В результате данной операции значение любой из этих двух переменных будет равняться среднему от их начальных значений. Как можно увидеть в этом примере, цикл прекрасно работал без тела и выполнил в условном выражении все необходимые действия.
Цикл do-while
В предыдущих примерах если выражение условия возвращало значение false, то программа игнорировала тело цикла и продолжала дальнейшее выполнение. Но иногда возникают ситуации, когда выполнение кода, который содержится в теле цикла обязательно хотя бы один раз вне зависимости от истинности выражения условия. Иначе говоря, иногда бывает так, что необходимо проверять истинность условного выражения в начале, а не в конце цикла. Подобную функциональность может обеспечить разновидность цикла while с условным названием do-while. Он имеет такую форму: do {// тело цикла} while (условие). Как вы можете убедиться, сначала здесь идет выполнение тела цикла, а потом проверяется истинность условия. Так делается на каждой итерации. Приведенный выше код отработает примерно так же, как и в случае с while. Но если бы мы присвоили переменной count значение 11, тело цикла все равно выполнилось бы один раз, прежде чем оператор смог бы проверить истинность выражения.
Примеры и описание: for – Java цикл
Цикл for является универсальной и эффективной языковой формой в языке Java. Вплоть до пятой версии JavaSDK существовала только одна традиционная форма оператора for. После нее появилась новая – foreach. В этом разделе речь пойдет о традиционной форме оператора. Циклforвjava имеетследующийвид:
for (inti=0; i<10; i++) {//Loop statements to be executed
Прежде чем управление передастся коду в конце цикла, выполняется инициализация переменной i, которая выступает в качестве счетчика. Далее необходимо проверить условное выражение, в котором счетчик сравнивался с определенным значением. Если программа возвращает true, тело цикла выполняется. При этом значение счетчика меняется на заданный заранее шаг и снова проверяется условное выражение. Так происходит до тех пор, пока условие не станет ложным. Для лучшего понимания приведем пример того, как работает цикл for Java.
public class ForLoops {
public static void main (String args) {
intend_value =11;
for ; //создаем массив типа “что-то” из n элементов
for(int i = 0; i < n; i++){
array[i] = new Something(); //создаем “что-то” и помещаем его в массив
}
Как выйти из цикла Java
Для выхода из цикла есть ключевые слова break - «прервать», continue - «возобновить» и return - «вернуться». Команда break переключает программу на выполнение следующих за циклом операторов. Условия прерывания цикла в Java оформляют через if-ветвление. Главное, чтобы проверка выполнялась перед основной частью тела цикла.
//после создания массива m пишем:
for (a: m) {
if (a==5) break;
System.out.println(a);
}
Операторы ветвления и цикла в Java часто работают вместе: запускаем цикл, а внутри него проверяем, не выполнено ли еще условие, при котором нужно прервать цикл или сделать что-то ещё.
Если использовать break во вложенном цикле, прервётся только он, а внешний продолжит выполняться.
Для досрочного прерывания итерации цикла for в Java используют continue. Когда программа до него доходит, она пропускает невыполненную часть итерации, обновляет счётчик и переходит к следующей итерации.
В конструкциях while тот же continue работает иначе: возвращает нас к проверке условия продолжения цикла. Другая команда – return – возвращает программу к месту, откуда был вызван метод, в котором цикл находится.
И continue, и break можно использовать с меткой - для перехода к нужной части кода - по аналогии с goto:
break Mark1; //при условии, что где-то выше стоит метка Mark1:
Бесконечный цикл Java
Создать бесконечный цикл легко - достаточно не указывать параметры в for:
for (; ;) {}
Сложнее извлечь из этого пользу. Обычно бесконечность цикла – критическая ошибка, которая мешает выполнению программы. Поэтому каждый цикл стоит проверять на способность корректно завершиться в нужный момент. Для этого нужно:
- указать в теле цикла условия прерывания,
- убедиться, что переменная в условии прерывания может принять значение, при котором цикл будет остановлен.