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1. 什么是循环结构

1.1 为什么要学习循环结构

　　生活中，有很多“重复的去作某件事”的例子：旋转的钟表指针，滚动的车轮，日复一日的上课等等...同理，在程序中也有很多需要重复去执行的指令，比如现在要求我们输出100句“我爱java！”，按照之前的方式，我们可以这样来编写代码：

public static void main(String[] args){    System.out.println("我爱java！");    System.out.println("我爱java！");    System.out.println("我爱java！");    //此处省略96行...    System.out.println("我爱java！");}

　　我们可以发现，用这种方式的确可以完成这件事，但好像也太笨太low了，并且如果现在又要求我们输出1万、1亿行，难道我们要把这条输出语句重复1万、1亿遍吗？显然这是不可能的。那应该怎么办呢？解决方案就是：使用循环结构！

1.2 循环结构的特点和组成

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​1.2.1 回到刚才的几个例子，我们来细品一下： 旋转的指针不会无条件的转下去，它必须要"有电"；滚动的车轮也不会无休止的滚下去，车子必须要"有油"；我们的课也不是天天都要上，前提是"今天不是周末或假期"...所以，我们可能总结出：1.2.2 循环结构的共同点：　　1.循环不是无休止进行的，必须满足一定的条件才能继续--我们称它为“循环条件”：比如："有电"、"有油"、"今天不是周末或假期"；　　2.循环中重复执行的操作或步骤--我们称它为“循环操作”，比如："指针旋转一圈"、"车轮滚动一圈"、"我们上课一天"。循环条件和循环操作是循环结构的两大必需的组成部分。1.2.3 在java语言中，常用的循环结构有3种：while循环、do-while循环、for循环。

2.while循环

2.1 什么是while循环

2.1.1 基本语法：

while(循环条件){    //循环操作}

2.1.1 实例：现在我们就可以使用while循环来轻松解决上文的问题：

public static void main(String[] args){    int i=1;    while(i<=100){        System.out.println("我爱java！");        i++;   //注意此条语句    }}

2.1.3 while循环的执行顺序：　　1. 初识化循环变量，比如：int i=1;　　2. 判断循环条件，如果满足就执行循环操作，不满足就退出循环结构，比如：i<=100；　　3. 执行完一次循环操作后，再次进行循环条件的判断，进而决定是否继续执行操作。　　4. 注意i++这一步，它是相对隐蔽、但却必不可少的循环操作之一。因为如果没有这一步，那i的值就永远不会改变，i<=100这个循环条件就会一直成立，循环操作就会无限的执行下去...这种循环叫作"死循环"，这一步通常称之为循环变量的"迭代"或"更新"。2.1.4   特点： 如果循环条件在第一次就不满足，则循环操作一次也不会执行(比如i的初始值为101)，直接跳出循环结构。即：先判断、再执行。

2.2 如何使用while循环

　　使用while循环解决问题的一般步骤为：　　1. 分析出循环条件和循环操作；　　2. 套用while循环的语法写出代码；　　3. 检查循环能否正常退出。(注意：避免造成死循环)

2.3 习题：求1-100之间所有奇数的和。

2.3.1 分析：我们先要将1-100之间的数字判断奇偶，如果是奇数就累加即可。所以，重复性的操作，即循环操作就是“将奇数累加”；执行循环操作需要满足的条件，即循环条件就是“操作的数字不超过100”。2.3.2 参考代码：

public static void main(String[] args){    int i=1;            //初始化循环变量    int sum=0;          //总和    while(i<=100){        if(i%2==1){     //如果是奇数            sum += i;   //累加        }        i++;            //更新循环变量    }    System.out.println("1-100之间所有的奇数和为："+sum);    //2500}

3.程序调试

3.1 什么是程序调试

　　生活中的调试一般是指初装设备或设备出现问题时排除故障的过程。同理，在程序设计中，能够满足暂停程序、观察变量、逐条执行语句等功能的工具和方法统称为程序调试。

3.2 如何调试

3.2.1 分析错误，设置断点：在想设置断点的代码行的左边栏双击，就会出现一个圆点(即断点)，再次双击可取消断点。也可以右击代码行左侧，在弹出的菜单中选择“Toggle Breakpoint”选项来设置或取消断点。3.2.2 启动调试，单步运行：单击“debug”按钮，即可进入debug视图，按F5可“单步跳入”(Step Into),程序会跳入本行代码的内部，如进入方法的内部;按F6键“单步跳过”(Step Over)，程序仅执行本行代码，执行后则跳到下一行代码。

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4.do-while循环

4.1 什么是do-while循环

4.1.1 我们知道：如果循环条件一开始就不满足时，while循环就一次也不执行循环操作；所以为了解决这一缺陷，前辈们创造了do-while循环。4.1.2 基本语法：

do{    //循环操作}while(循环条件)

4.1.3 实例：云小图去操场跑步，如果还有力气就一直跑下去。统计：当跑步结束时他跑过的圈数。　　　1.分析：“跑步一圈”是个重复性的动作，即循环操作；“还有力气”是循环操作能够继续的条件，即循环条件。但是，无论是否“还有力气”，第一圈肯定是要跑的，即无论循环条件是否满足，都要先执行一次循环操作，所以我们应该选用do-while循环来解决这个问题。　　　2.参考代码：

public static void main(String[] args) {    Scanner input=new Scanner(System.in);    int count=0;    //圈数    String answer;  //回答    do {  //循环操作        count++;    //计数        System.out.println("已跑完第"+count+"圈");        System.out.println("还有力气吗？(y/n)");        answer=input.next();    } while (answer.equals("y"));  //循环条件    System.out.println("一共跑了"+count+"圈");}

4.1.4 执行顺序：　　1. 初识化循环变量;　　2. 执行一次循环操作；　　3. 判断循环条件是否满足，进而决定是否继续执行循环操作。4.1.4 特点： 先执行，再判断。所以循环操作至少会执行一次。

4.2 如何使用do-while

　　使用do-while循环的一般步骤为：　　　　　1. 分析出循环条件和循环操作；　　2. 套用do-while循环的语法写出代码；　　3. 检查循环能否正常退出。(注意：避免造成死循环)　　　　　　　

4.3 注意：要在while或do-while的循环操作中更新循环变量，否则容易造成死循环(无限循环)。

4.4 习题：从控制台录入个数不确定的整数，输入0时结束。输入结束后分别统计用户录入的正数和负数的个数。

4.4.1 分析：　　1.要统计两种数字的个数，先要创建两个变量用来计数。　　2.每得到一个数字，先要判断它们的正负，根据结果将相应的用来计数的变量加1即可。　　3.第2步是一个重复性的操作，即循环操作，循环条件为：输入的数字不是0。　　4.必须先得到一个数字才能判断，所以我们应该选用do-while循环来解决这个问题。4.4.2 参考代码：

public static void main(String[] args) {    Scanner input=new Scanner(System.in);    int zheng=0;    //正数的个数    int fu=0;       //负数的个数    int num;    do {          System.out.print("请输入一个整数(输入0退出)：");        num=input.nextInt();        if(num>0) {zheng++;}        if(num<0) {fu++;}               } while (num!=0);  //循环条件    System.out.println("正数的个数为："+zheng);    System.out.println("负数的个数为："+fu);}

4.5 while与do-while的区别

　　两者最大的区别即为执行顺序的不同，while循环是先判断再执行，do-while循环是先执行再判断。所以在解决问题时要根据具体情况合理的选用。

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5.for循环

5.1 什么是for循环

5.1.1 对于循环次数明确、固定的while循环，可以使用for循环的形式进一步简化代码。5.1.2 基本语法：

for (表达式1；表达式2；表达式3) {    //循环操作}

5.1.3 实例：比如上文中的输出100遍“我爱java！”，它的循环次数是固定的(100次)，所以就可以使用for循环来进一步简化代码：

public static void main(String[] args) {    for(int i=1;i<=100;i++) {        System.out.println("我爱java！");    }}

5.1.4 说明:

表达式形式功能举例表达式1赋值语句初始部分，声明循环变量并赋值int i=1表达式2条件语句循环条件i<=100表达式3赋值语句迭代部分(通常用来更新循环变量)i++

5.1.5 执行顺序:　　　　1.执行初始部分(int i=1)；　　　　2.判断循环条件 (i<=100)；　　　　3.如果循环条件的结果为true，则执行循环体；如果循环条件的结果为false,则退出循环，步骤4、5均不执行；　　　　4.执行迭代部分，更新循环变量的值(i++)；　　　　5.依次重复执行步骤2-4，直到退出循环。 　　

5.2 如何使用for循环

5.2.1 使用for循环结构的步骤和使用while与do-while循环结构一样:　　　　1．找出循环条件和循环操作。　　　　2．套用for循环语法写出代码。　　　　3．检查循环是否能够退出。　　　　　

5.2.2 注意：　　　　　1. 3个表达式在语法上都是可以省略的，但中间的“；”不能省，并且要注意循环能不能正常结束，避免造成死循环。　　　　2. 在实际开发中，为了提高代码的可读性，尽量不要省略这些表达式。　　　　3. 表达式1可以由多个表达式组成，中间用“，”隔开即可(会在后面的章节用到这种写法)。　　4. 对于循环次数确定的情况，通常选用for循环；对于循环次数不固定不明确的情况，通常选用while或do-while循环 　　 　　

6.跳转语句

　　在实际开发中，可能会遇到下面几种特殊的、但很现实的情况：　　1. 需要停止整个循环，比如在“车轮一圈圈滚动”的过程中，虽然“还有油”，但车子出了故障，那么剩下的循环操作就不能继续下去了；　　2. 需要跳过本次循环，但之后的循环操作还要继续，比如在“日复一日的学习”过程中，虽然某天不是“放假或周末”，但今天我生病了，那就无法上课了，但是明天还要继续；　　3. 需要从程序的一部分跳到其他部分；　　4. 要解决这些特殊情况，就需要使用跳转语句来完成。Java支持3种形式的跳转:break、 continue和return。

6.1 break语句

6.1.1 我们第一次使用break语句是在switch选择结构中，用来跳出整个switch结构；6.1.2 break还可以用在for/while/do-while循环结构，用来终止整个循环，使程序跳到循环体外的后一条语句。在循环结构中，位于break后的语句将不再执行，循环也全部停止执行。并且它通常与if条件语句一起配合使用，即：当发生了某种特殊情况时就停止整个循环。6.1.3 实例：依次输入5名学生的成绩并计算平均分，如果其中输入了负数，则给出提示并结束程序。

public static void main(String[] args) {    Scanner input = new Scanner(System.in);    int sum=0;              //总分    boolean flag=true;      //创建一个布尔变量，作为是否输入了负数的标记    for(int i=0;i<5;i++) {        System.out.println("请输入第"+(i+1)+"门课程的成绩：");        int score=input.nextInt();        if(score<0) {       //如果成绩为负            flag=false;     //更改标记            break;          //跳出整个循环结构        }        sum+=score;    }    if(flag) {  //根据上文得到的标记来决定：输出平均分或输出错误提示        System.out.println("平均分是："+sum/5);    }else {        System.out.println("成绩输入错误，循环停止，程序结束！");    }}

6.2 continue语句

6.2.1 continue语句可以用于for循环结构，位于它后面的语句将不再执行，使程序先跳转到迭代部分，然后继续下一次循环(continue的原义正是“继续”)。6.2.2 continue语句也可以用于while和do-while循环结构中，但只能用在循环结构中。6.2.3 实例：输出1~20中所有非4的倍数的数字及其个数。(使用continue实现)　　分析：这个问题其实大概有两种思路：　　1.正向思维：通过for循环遍历1-20间所有的数字，如果当前这个数字不是4的倍数，则输出它，并计数；　　2.反向思维：默认将所有的数字全部输出并计数，如果遇到4的总数，则跳过“输出和计数”的步骤，继续下一个数字。题目要求我们使用continue来实现，所以我们必须使用第2种思路来解决。参考代码如下：

public static void main(String[] args){    int count=0;    for(int i=1;i<=20;i++){        if(i%4==0){continue;}        System.out.print(i+"");        count++;    }    System.out.println();    System.out.println("1-20之间所有非4的倍数的数字的个数为："+count);  }

6.2.4 continue与break的区别：　　1. break用于终止整个循环，程序会直接跳转到循环体外的后一条语句。　　2. continue用于跳过本次循环中它后面的语句，进入下一次循环。

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6.3 return语句

return语句用来结束当前方法的执行并退出，返回到调用该方法的语句处，具体会在后面的课程中详细讲解。

7.习题：一张纸的厚度大约是0.08毫米，问：将这张纸对折多少次之后能达到珠峰的高度(8848.13米)。

7.1 每对折一次，高度翻倍并计数，这是重复性的动作，所以我们可以考虑使用循环结构来解决，要重复多少次呢，不清楚，所以考虑使用while或do-while来解决。参考代码如下：

public static void main(String[] args) {    double height=0.00008;      //注意要将毫米转化为米    int count=0;                //次数    while (height<8848.13) {        height *= 2;    //翻倍        count++;        //计数    }    System.out.println("对折次数为："+count);     //27}

7.2 虽然循环的次数不明确，但是我们可以设置一个较大的、足够的值，这样就可以使用for循环的语法来简化代码；另外，当高度值等于或超过8848.13时，使用break来跳出循环即可。参考代码如下：

public static void main(String[] args) {    double height=0.00008;    int count;    for (count = 1; count <= 100; count++) {        height *= 2;        if(height>=8848.13) {            break;        }    }    System.out.println("对折次数为："+count);     //27}

7.3 以上两种方法都是将对折的次数作为循环变量，但是细想一下：对折后的高度也是一个呈规律性变化的量，并且有初始值和结束值，那么能不能拿它作为循环变量呢？试一下：

public static void main(String[] args) {                int count=0;      for(double height=0.00008;height<8848.13;height *= 2) {        count++;    }    System.out.println("对折次数为："+count);     //27}

问题解决，并且代码更加的简洁！7.4 经验：对于这一类问题，我们尽量选用“有始有终”的、呈规律性变化的量作为循环变量。比如另一个类似的问题--弹球落地：一个弹球从100米的高度自由落下。每次落地后，它会反弹至原高度的一半后再次落下。问：(1)经过几次反弹后弹球会停止(可将“停止”理解为反弹高度小于1毫米)；(2)在这次落地过程中，弹球一共经过了多少路程。建议大家动手试一试。

8.常用单词

1. while：当...的时候2. do：作，干2. index：索引、下标3. bug：虫子、漏洞4. debug:抓虫子、排除漏洞4. equal：相等、等于5. step：步伐、步入6. error：错误、误差7. count：数量、个数7. rate：比例、速度8. customer：消费者、顾客、客户9. break：打断，终止10. flag:旗帜、标记9. continue：继续10. return：返回、回报

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