В этом уроке мы узнаем, как повторно выполнять части нашего кода контролируемым образом, глядя на различные типы циклов в Java . Подробнее познакомимся с циклами: while , do- while , for . Постараемся определить в каких случаях, какой из циклов наиболее пригоден для использования.

Затем мы кратко рассмотрим тему случайных чисел (random numbers ). Посмотрим на Java -класс Random и как он нам может помочь в нашей игре.

Цикл как следует из названия – это способ выполнения одной и той же части кода необходимое количество раз (при этом результат выполнения кода в цикле необязательно будет повторяться). Количество повторений выполнения цикла может быть, как определенно заранее, так и быть неизвестным самому программисту. Мы рассмотрим основные типы циклов, которыми нам предлагает воспользоваться язык Java. А после внедрим некоторые из них в нашу игру тем самым усовершенствовав её.

Цикл While

Цикл while имеет самый простой синтаксис. Вспомните if -инструкцию, которую мы изучали чуть ранее. В условное выражение оператора if (то, что заключено в скобочки после слова if ) можно поместить практически любую комбинацию операторов и переменных. Если выражение будет истинным (true ), то код, заключенный в тело блока if будет выполнен. Аналогичным образом в цикле while мы помещаем выражение, которое может вычисляться в true или false , как показано в этом коде:

Int x = 10; while(x > 0){ x--; //x уменьшается на один каждый проход цикла }

Что здесь происходит? Первым делом за пределами цикла while мы объявили переменную x типа int и присвоили этой переменной значение “10”. Далее начинается цикл while , в условии которого написано “ x > 0” – это означает, что код, написанный в теле цикла while будет выполняться до тех пор, пока переменная x больше 0 и условие не достигнет значения false . Следовательно, код выполнится 10 раз(x=10,x>0 ; x=9,x>0 ; x=8,x>0 ; x=7,x>0 ; x=6,x>0 ; x=5,x>0 ; x=4,x>0 ; x=3,x>0 ; x=2,x>0 ; x=1,x>0). В первый проход цикла x = 10 , во второй уже 9 , в третий 8 и т.д. И когда x будет равен 0 , то условие захода в цикл не выполнится, и программа продолжится со следующей строки после окончания цикла.

Также, как и в операторе if , возможна такая ситуация, при которой цикл не будет выполнен ни разу. Взгляните на следующий пример:

Int x = 10; while(x > 10){ //какой-нибудь код //но он никогда не выполнится, пока x больше 10 }

Кроме того, нет ограничений на сложность выражения условия или объем кода, который может быть записан в теле цикла:

Int playerLives = 3; int alienShips = 10; while(playerLives >0 && alienShips >0){ //Весь игровой код здесь //... //... // и т.д. } //программа продолжится здесь, когда или playerLives или alienShips = 0

Этот цикл будет выполняться до тех пор, пока либо переменная playerLives , либо alienShips не станут равны или меньше нуля. Как только одно из этих условий наступит, выражение в условии примет значение false и программа продолжится со следующей строки после завершения цикла.

Стоит отметить, что как только программа входит в тело цикла, он будет выполнен, даже если условие цикла станет false , где-нибудь в теле цикла, т.к. условие проверяется только при входе:

Int x = 1; while(x > 0){ x--; //x теперь равен 0 и условие в следующий раз примет значение false //Но эта строка выполнится //И эта //И даже эта }

В примере выше тело цикла выполнится один раз. Помимо этого, можно установить такое условие, что цикл будет выполняться вечно – это называется бесконечный цикл. Вот пример:

Int x = 0; while(true){ x++; //Я буду становиться очень большим! }

Выход их цикла. Ключевое слово break

А вдруг нам действительно понадобится воспользоваться бесконечным циклом, но так чтобы мы могли решить в какой момент из него выйти. Для этой цели в Java существует ключевое слово break . Мы можем использовать break , когда нам нужно будет «выйти» из цикла:

Int x = 0; while(true){ x++; //Я буду становиться очень большим! break; //Нет, не будешь! //код здесь не будет достигнут }

Наверняка вы уже догадались о том, что возможно сочетать различные инструменты принятия решений, такие как if, else, switch внутри нашего цикла while и других циклах, которые рассмотрим чуть ниже. К примеру:

Int x = 0; int tooBig = 10; while(true){ x++; //Я буду становиться очень большим! if(x == tooBig){ break; //Нет, не будешь. } //код здесь будет доступен до тех пор пока x не станет равен 10 }

Можно исписать еще множество различных вариаций, но для нас важнее практическое применение этих знаний, так что не будем сейчас сильно углубляться. Посмотрим на еще одну концепцию, которой можно оперировать в цикле.

Ключевое слово continue

continue действует почти так же, как и break . Ключевое слово continue выкинет вас из тела цикла, но затем проверит выражение условия, а не продолжит с места после закрывающейся фигурной скобки цикла, как это случилось бы в случае с break . В следующем примере показано использование continue :

Int x = 0; int tooBig = 10; int tooBigToPrint = 5; while(true){ x++; //Я буду становиться очень большим! if(x == tooBig){ break; } //Нет, не будешь. //код здесь будет доступен только пока x не станет равен 10 if(x >= tooBigToPrint){ //больше не будет выводиться на экран, но цикл будет продолжаться continue; } //код здесь будет доступен пока x не станет равен 5 //код для вывода x на экран }

Пояснение: объявляем и инициализируем переменные. Заходим в цикл — прибавляем к значению переменной x единицу (теперь x = 1). Проверка «1 равно 10?» — false — первый оператор if не выполняется. Следующая проверка «1 больше или равен 5?» — false — второй оператор if не выполняется. Выводим x на экран.

Рассмотрим вариант, когда x будет принимать значение 5 при входе в цикл. Заходим в цикл — прибавляем к значению переменной x единицу (теперь x = 6). Проверка «6 равно 10?» — false — первый оператор if не выполняется. Следующая проверка «6 больше или равен 5?» — true — заходим в тело if — continue , выходим из цикла и проверяем условие входа в цикл.

Теперь вариант, когда x будет принимать значение 9 при входе в цикл. Заходим в цикл — прибавляем к значению переменной x единицу (теперь x = 10). Проверка «10 равно 10?» — true — заходим в тело if — break , выходим из цикла и код продолжится за закрывающейся фигурной скобкой цикла while .

Цикл do-while

Почти тоже самое, что и предыдущий цикл за исключением одной особенности – проверка выполнения условного выражения будет происходить после тела цикла. Это означает, что цикл do- while всегда будет выполняться хотя бы один раз. Взгляните на пример:

Int x = 0; do { x++; } while(x < 10); //x теперь = 10

Ключевые слова break, continue

Цикл for

Цикл for имеет более сложный синтаксис, чем while и do- while , поскольку для его инициализации требуется немного больше манипуляций. Давайте сначала взглянем на него и потом разберём по частям:

For(int i = 0; i < 10; i++){ //Что-то, что должно произойти 10 раз будет записано здесь }

Как это видит компилятор? Вот так:

For(объявление и инициализация; условие; изменить после каждого прохождения цикла){ // тело цикла }

• Объявление и инициализация – мы создали новую переменную типа int с именем i и присвоили ей значение 0 ;
• Условие – подобно другим рассмотренным ранее циклам, тут мы проверяем условие вхождения в цикл. Если значение вычисляется как true , то входим в тело цикла;
• Изменить после каждого прохождения цикла – в примере выше i ++ означает то, что после очередного прохода цикла мы к значению переменной i добавляем единицу (1). Более того, мы можем в изменении переменной написать и i — , чтобы отнимать единицу, например:

Ключевые слова break, continue также можно использовать в данном цикле.

Цикл for берёт на себя управление инициализацией, проверкой условия и изменением переменной. Испробуем на практике в нашем приложении данный цикл сразу же после того, как ознакомимся со случайными числами и методами.

Цикл - это блок команд, который выполняется снова и снова, пока соблюдается определённое условие. Повторяемый фрагмент кода называют «телом цикла». Одно выполнение тела цикла называют итерацией.

В Яве можно работать с циклами нескольких типов - для этого есть следующие операторы:

while – цикл с предусловием – сначала проверяем условие, затем выполняем тело цикла;

do… while – цикл с постусловием – сначала выполняем один раз тело цикла, затем проверяем условие и, если оно соблюдается, продолжаем;

for – цикл со счётчиком – выполняется и при каждой итерации обновляет счётчик, пока условие в объявлении цикла соблюдается (т.е. проверка условия возвращает true);

сокращенный for (в других языках известен как foreach) – перебирает массив от первого элемента до последнего и на каждой итерации выполняет тело цикла.

Суть условия цикла – проверка выражения с одной или несколькими переменными: «Пока a<11, в каждой итерации выполняем тело цикла и увеличиваем "а" на 1». Но чему равно «а» при первом выполнении цикла?

Если мы используем конструкции с while, значение нужно указать перед началом цикла:

int a = 1;

while (a < 11) {

System.out.println(a);

a++; //увеличиваем а на единицу

}

Если же переменная работает как счётчик цикла, а за его пределами не используется, её инициализируют прямо в условии. И тут же пишут, что с ней делать в конце каждой итерации. Всё это – в одну строку – с помощью for:

for (а=1, a<11, i++) {

System.out.println(a);

}

Получаем тот же результат. Список можно было начать с нуля или с отрицательного значения – диапазон определяем сами.

Сокращенный вариант цикла for не содержит указаний ни на число повторов, ни на действия в конце шага. Цикл типа foreach используют для перебора массивов. От первого элемента нужно переходить к следующему – пока массив не кончится.

int ms = { 1, 2, 3, 4}; //создаем массив

int s = 0;

for(int i: ms) { //указываем, что перебирать

s *= i; //последовательно перемножаем элементы

}

System.out.println(s);

Вложенные циклы Java

Циклы можно вкладывать один в другой. При этом число повторов наружного и вложенных циклов умножается. Если внешний должен выполняться 5 раз и внутренний – 5, всего цикл будет выполнен 25 раз.

Выведем таблицу умножения с помощью двух массивов:

int a, b, result = 0;

for (a = 2; a < 10; a++) {

for (b = 2; b < 10; b++) {

result = a*b;

System.out.println(a+"x"+b+" = "+result);

}

}

Cоздание объектов в цикле Java

Циклы удобны, когда нужно создать и пронумеровать множество объектов. Их число бывает неизвестно заранее: объекты могут создаваться по запросу пользователя. Вот мы спросили, сколько нужно чего-то, и записали число в переменную n. Теперь создадим объекты в нужном количестве:

Something array = new Something[n]; //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.

Цикл — это многократно повторяющийся фрагмент программы.

В java существует два типа циклов: типа «пока» и типа «n-раз».

Первый тип «пока» предназначен для повторения какого-то действия до тех пор, пока выполняется некоторое условие. Пример: увеличивать число на 5 до тех пор, пока оно не станет трёхзначным.

Второй тип «n-раз» предназначен для повторения каких-то действий заранее известное количество раз. Пример: умножить число само на себя 4 раза.

Цикл типа «пока» (операторы while и do…while)

Оператор while повторяет указанные действия до тех пор, пока его параметр имеет истинное значение.

Например, такой цикл выполнится 4 раза, а на экран будет выведено «1 2 3 4 »:

Int i = 1; while (i < 5) { System.out.print(i + " "); i++; }

Такой цикл не выполнится ни разу и на экран ничего не выведется:

Int i = 1; while (i < 0) { System.out.print(i + " "); i++; }

Такой цикл будет выполняться бесконечно, а на экран выведется «1 2 3 4 5 6 7 …»:

Int i = 1; while (true) { System.out.print(i + " "); i++; }

Условие, определяющее будет ли цикл повторятся снова, проверяется перед каждым шагом цикла, в том числе перед самым первым. Говорят, что происходит предпроверка условия.

Бывает цикл типа «пока» с постпроверкой условия. Для его записи используется конструкция из операторов do…while.

Такой цикл выполнится 4 раза, а на экран будет выведено «2 3 4 5 »:

< 5);

Такой цикл выполнится 1 раз, а на экран будет выведено «2 »:

Int i = 1; do { i++; System.out.print(i + " "); } while (i < 0);

Тело цикла do…while выполняется по крайней мере один раз. Этот оператор удобно использовать, когда некоторое действие в программе нужно выполнить по крайней мере единожды, но при некоторых условиях придётся повторять его многократно.

Ознакомьтесь со следующей программой (она загадывает случайное целое число из отрезка и просит пользователя его угадать, вводя варианты с клавиатуры, пока пользователь не угадает число, программа будет ему подсказывать, сообщая больше или меньше число загаданное, чем то, что ввёл пользователь):

Import java.util.Scanner; public class Main { public static void main(String args) { // prog - число созданное программой // user - число введённое пользователем int prog, user; // Генерируем случайное целое число от 1 до 10 prog = (int)(Math.random() * 10) + 1; System.out.println("Я загадала число от 1 до 10, отгадайте его."); System.out.print("Вводите ваше число: "); Scanner input = new Scanner(System.in); // Проверяем, есть ли в потоке ввода целое число if(input.hasNextInt()) { do { // Читаем с потока ввода целое число user = input.nextInt(); if(user == prog) { System.out.println("Вы угадали!"); } else { // Проверяем, входит ли число в отрезок if (user > 0 && user <= 10) { System.out.print("Вы не угадали! "); // Если число загаданное программой меньше... if(prog < user) { System.out.println("Моё число меньше."); } else { System.out.println("Моё число больше."); } } else { System.out.println("Ваше число вообще не из нужного отрезка!"); } } } while(user != prog); } else { System.out.println("Ошибка. Вы не ввели целое число!"); } System.out.println("До свиданья!"); } }

Внесите в программу следующие доработки:

Программа должна загадывать число не из отрезка , а целое число из отрезка от [−10;10], исключая ноль. При этом, постарайтесь, чтобы распределение случайных чисел генерируемых программой было равномерных (т. е. в случае выпадения нуля его нельзя просто заменить на какое-то другое число, например, на 1, ведь тогда 1 будет выпадать с вдвое большей вероятностью, чем остальные числа).

Программа должна подсказывать пользователю, что он ошибся в знаке, если программа загадала положительное число, а пользователь ввёл отрицательное. И наоборот.

Цикл типа «n-раз» (оператор for)

Оператор for содержит три параметра. Первый называется инициализацией, второй — условием повторения, третий — итерацией.

For (инициализация; условие; итерация) { //тело цикла, т. е. действия повторяемые циклично }

В первом параметре обычно выбирают какую-то переменную, с помощью которой будет подсчитываться количество повторений цикла. Её называют счетчиком. Счётчику задают некоторое начальное значение (указывают, начиная с какого значения он будет изменяться).

Во втором параметре указывают некоторое ограничение на счётчик (указывают, до какого значения он будет изменяться).

В третьем параметре указывают выражение, изменяющее счётчик после каждого шага цикла. Обычно это инкремент или декремент, но можно использовать любое выражение, где счётчику будет присваиваться некоторое новое значение.

Перед первым шагом цикла счётчику присваивается начальное значение (выполняется инициализация). Это происходит лишь однажды.

Перед каждым шагом цикла (но после инициализации) проверяется условие повторения, если оно истинно, то в очередной раз выполняется тело цикла. При этом, тело цикла может не выполниться ни разу, если условие будет ложным в момент первой же проверки.

После завершения каждого шага цикла и перед началом следующего (и, значит, перед проверкой условия повторения) выполняется итерация.

Представленная программа выводит на экран числа от 1 до 100:

For (int i = 1; i <= 100; i++) { System.out.print(i + " "); }

Представленная программа выводит на экран числа от 10 до −10:

For (int s = 10; s > -11; s--) { System.out.print(s + " "); }

Представленная программа выводит на экран нечётные числа от 1 до 33:

For (int i = 1; i <= 33; i = i + 2) { System.out.print(i + " "); }

Представленная программа вычислит сумму элемнтов фрагмента последовательности 2, 4, 6, 8,… 98, 100. Итак:

Int sum = 0; // Сюда будем накапливать результат for (int j = 2; j

Представленная программа будет возводить число из переменной a в натуральную степень из переменной n :

Double a = 2; int n = 10; double res = 1; // Сюда будем накапливать результат for (int i = 1; i <= n; i++) { res = res * a; } System.out.println(res);

Представленная программа выведет на экран 10 первых элементов последовательности 2n+2, где n=1, 2, 3…:

For (int i = 1; i < 11; i++) { System.out.print(2*i + 2 + " "); }

Представленная программа выведет на экран 10 первых элементов последовательности 2a n−1 +3, где a 1 =3:

Int a = 3; for (i=1; i<=10;i++) { System.out.print(a + " "); a = 2*a + 3; }

В одном цикле можно задавать сразу несколько счётчиков. При этом несколько выражений в итерации и в инициализации разделяются запятыми. Условие повторения можно задавать только одно, но оно может быть выражением, содержащим сразу несколько счётчиков.

Представленная программа выведет на экран 10 первых элементов последовательности 2a n−1 -2, где a 1 =3:

For (int a=3, i=1; i<=10; a=2*a-2, i++) { System.out.print(a + " "); }

Представленная программа выведет на экран такую последовательность «0 -1 -4 -9 -16 -25»:

For (int a=0, b=0; a-b<=10; a++, b--) { System.out.print(a*b + " "); }

Досрочное завершение цикла (оператор break)

Как цикл типа «пока» так и цикл типа «n-раз» можно завершить досрочно, если внутри тела цикла вызвать оператор break . При этом произойдёт моментальный выход из цикла, не будет закончен даже текущий шаг (т. е. если после break присутствовали какие-то ещё операторы, то они не выполнятся).

В результате работы следующего примера на экран будут выведены только числа «1 2 3 4 Конец»:

For (int a=1; a

Когда программа будет выполнять цикл в пятый раз(войдёт в цикл с счётчиком равным 5), сразу же будет проверено и окажется истинным условие при котором выполнится оператор break. Оставшаяся часть тела цикла (вывод на экран) уже производится не будет: программа сразу перейдёт к выполнению операций указанных после цикла и далее.

C помощью оператор break можно прервать заведомо бесконечный цикл. Пример (на экран выведется «100 50 25 12 6 3 1 0 » и после этого цикл остановится):

Int s = 100; while (true) { System.out.print(s + " "); s = s / 2; if(s == 0) { break; } }

Оператор break имеет смысл вызывать только при наступлении какого-то условия, иначе цикл будет завершен досрочно на первом же своём шаге.

Int a; for (a=25; a>0; a--) { break; System.out.print(a + " "); } System.out.print("a=" + a);

В представленном выше примере вывода в цикле на экран не произойдёт ни разу, а когда переменная a выведется на экран после цикла, то окажется, что её значение ни разу не менялось, т. е. выведено будет «a=25» (и ничего больше).

Обратите внимание также на то, что переменная была объявлена до начала цикла. Когда переменная объявляется в параметрах цикла, то она оказывается недоступной за его приделами, а в данном случае требовалось иное — узнать какое значение будет у счётчика после завершенияцикла.

Задачи

Создайте программу, выводящую на экран все четырёхзначные числа последовательности 1000 1003 1006 1009 1012 1015 ….

Создайте программу, выводящую на экран первые 55 элементов последовательности 1 3 5 7 9 11 13 15 17 ….

Создайте программу, выводящую на экран все неотрицательные элементы последовательности 90 85 80 75 70 65 60 ….

Создайте программу, выводящую на экран первые 20 элементов последовательности 2 4 8 16 32 64 128 ….

Выведите на экран все члены последовательности 2a n-1 -1, где a 1 =2, которые меньше 10000.

Выведите на экран все двузначные члены последовательности 2a n-1 +200, где a 1 = -166.

Создайте программу, вычисляющую факториал натурального числа n, которое пользователь введёт с клавиатуры.

Выведите на экран все положительные делители натурального числа, введённого пользователем с клавиатуры.

Проверьте, является ли введённое пользователем с клавиатуры натуральное число — простым. Постарайтесь не выполнять лишних действий (например, после того, как вы нашли хотя бы один нетривиальный делитель уже ясно, что число составное и проверку продолжать не нужно). Также учтите, что наименьший делитель натурального числа n, если он вообще имеется, обязательно располагается в отрезке .

Создайте программу, выводящую на экран 12 первых элементов последовательности 2a n-2 -2, где a 1 =3 и a 2 =2.

Выведите на экран первые 11 членов последовательности Фибоначчи. Напоминаем, что первый и второй члены последовательности равны единицам, а каждый следующий — сумме двух предыдущих.

Для введённого пользователем с клавиатуры натурального числа посчитайте сумму всех его цифр (заранее не известно сколько цифр будет в числе).

В городе N проезд в трамвае осуществляется по бумажным отрывным билетам. Каждую неделю трамвайное депо заказывает в местной типографии рулон билетов с номерами от 000001 до 999999. «Счастливым» считается билетик у которого сумма первых трёх цифр номера равна сумме последних трёх цифр, как, например, в билетах с номерами 003102 или 567576. Трамвайное депо решило подарить сувенир обладателю каждого счастливого билета и теперь раздумывает, как много сувениров потребуется. С помощью программы подсчитайте сколько счастливых билетов в одном рулоне?

В городе N есть большой склад на котором существует 50000 различных полок. Для удобства работников руководство склада решило заказать для каждой полки табличку с номером от 00001 до 50000 в местной типографии, но когда таблички напечатали, оказалось что печатный станок из-за неисправности не печатал цифру 2, поэтому все таблички, в номерах которых содержалась одна или более двойка (например, 00002 или 20202) — надо перепечатывать. Напишите программу, которая подсчитает сколько всего таких ошибочных табличек оказалось в бракованной партии.

Электронные часы показывают время в формате от 00:00 до 23:59. Подсчитать сколько раз за сутки случается так, что слева от двоеточия показывается симметричная комбинация для той, что справа от двоеточия (например, 02:20, 11:11 или 15:51).

В американской армии считается несчастливым число 13, а в японской — 4. Перед международными учениями штаб российской армии решил исключить номера боевой техники, содержащие числа 4 или 13 (например, 40123, 13313, 12345 или 13040), чтобы не смущать иностранных коллег. Если в распоряжении армии имеется 100 тыс. единиц боевой техники и каждая боевая машина имеет номер от 00001 до 99999, то сколько всего номеров придётся исключить?

2010, Алексей Николаевич Костин. Кафедра ТИДМ математического факультета МПГУ.

Вы задумывались когда-нибудь над тем, зачем вообще существуют программы? Если упростить и обобщить ответ на этот вопрос, то выяснится, что программы необходимы для автоматизации рабочего процесса, увеличения скорости выполняемой работы, избавления человека от тысяч монотонных действий и так далее. Давайте остановимся на повторяющихся друг за другом действиях, или говоря простым языком циклах.

Цикл – это последовательное выполнение повторяющихся действий на основе заданного предусловия. Например, нужно переставить сто ящиков из одного угла в другой. Если это каким-то образом записать на языке Java (к сожалению, переставить за вас ящики Java не сможет), то получится запись в сто строк:

1. взять ящик №1 и поставить в другой угол;
2. взять ящик №2 и поставить в другой угол;
3. взять ящик №3 и поставить в другой угол;
…
100. взять ящик №100 и поставить в другой угол;

Сто строк кода – это уже много, но бывает тысяча, две, три и так далее. Для этих целей, а именно – упрощения записи повторяющихся действий и служат циклы.

Существует три оператора представляющих циклы в языке Java – это while, do/white и for. Каждый из операторов необходим в своей ситуации, но все же чаще всего используется оператор for. Рассмотрим по порядку каждый из операторов.

Оператор while

Синтаксическая запись оператора while выглядит следующим образом:

While(условие) { // действия }

Так же имеет место выполнение определенного предусловия, но в отличие от оператора if/else, данная конструкция построена на циклах проверки условия. Когда программа доходит до оператора while, если предложенное условие истинно, происходит выполнение всех действий в блоке из фигурных скобок {…}. После выполнения этих действий, программа снова делает очередную проверку условия после оператора while и если условие опять истинно, происходит повторное выполнение действий в блоке. Действия в блоке выполняются до тех пор, пока условие не станет ложным и только тогда происходит выход из цикла while.
Для выхода из циклов чаще всего используются так называемые счетчики. Рассмотрим не большой пример:

Int i = 0; while (i < 10) { // действия i++; }

Сначала переменной i присваивается значение 0, далее происходит проверка условия i0)

{ // действия i--; }

Те же действия, но уже в обратную сторону. Дополнительно в цикле while (да и вовсе других циклах) имеется возможность использования булевых переменных, содержащих значения false или true. В этом случае происходит проверка определенного предусловия.

Boolean i = true; while (i) { // действия }

Переменная i истинна, ей присвоено значение true, поэтому происходит выполнение цикла while, до тех пор пока переменной i не будет присвоено значение false. Поэтому необходимо позаботиться о выходе из такого цикла, иначе цикл while будет выполняться бесконечно и такие циклы носят названия бесконечных циклов.

Напоследок хочу еще обратить ваше внимание на оператор равно ==. Если записать цикл таким образом:

Int i = 0 while (i == 5) { // действия i++; }

То получится вполне работоспособный цикл, а вот если вы ошибетесь или по привычке воспользуетесь классическим вариантом оператора равно =, использующимся в математике, то у вас будет проблема в виде бесконечного цикла.

Int i = 0 while (i = 5) { // действия i++; }

В предусловии происходит присвоение переменной i значения 5, а это действие не запрещено и что мы имеем в итоге? Начнется выполнение этого блока цикла в конце которого значение i увеличится на один, но в предусловии после оператора while, переменной i новь будет присвоено значение пять и цикл продолжит свою работу до бесконечности. Это пример простого бесконечного цикла и как следствие, классическая ошибка, случающаяся очень часто с начинающими программистами.

Цикл do/while

Только что рассмотренный нами цикл while, при определенных условиях может и не заработать. Например, если условие будет изначально ложно, то цикл не выполнится ни разу. Программа, дойдя до строки кода с оператором while, проверит условие и если оно будет равно false, проигнорирует весь цикл и перейдет к коду, следующему сразу за циклом while. Но иногда возникает необходимость в выполнении цикла по крайней мере один раз. Для этих целей в Java существует цикл do/while. Запись и создание цикла do/while осуществляется следующим образом:

Do { // действия }while (условие)

Между операторами do и while существует тело цикла, которое будет выполняться до тех пор, пока постусловие, следующее за оператором while, не будет ложно. Тело цикла выполнится, по меньшей мере, один раз, после чего будет произведена проверка условия. Цикл do/while используется не часто, но порой оказывается незаменим.

Цикл for

Это самый распространенный цикл в программировании. Работа цикла for основан на управлении счетчиком. Смысл работы этого цикла схож с рассмотренными выше циклами while и do/while. Посмотрите как выглядит синтаксическая запись цикла for:

For (int i = 0; i < 10; i++) { // действие }

После ключевого слова for, следует условие выполнения цикла. Само же условие объединяет в себе три этапа. Сначала следует инициализация счетчика i = 0, затем проверка условия i < 10 и в конце увеличение переменной i на единицу.

Работает цикл for следующим образом. Когда программа доходит до цикла, то происходит инициализация счетчика i = 0 и проверяется условие i < 10. Далее программа переходит в тело цикла. По окончанию всех действий в цикле for, происходит обращение к третьему этапу цикла: i++, увеличивая счетчик на единицу. После чего сразу же происходит переход ко второму этапу – проверке переменной i < 10 и повторный выход в тело цикла. Весь цикл продолжается до тех пор, пока условие i < 10 не станет ложным. Цикл for используется постоянно при инициализации массива данных, где без него очень сложно, а порой и не возможно обойтись. Так же как и в цикле while возможно использование оператора декремента, например.

Надо обработать много однотипных данных? Надо вычислить ряд? Надо перемножить матрицы? Все это и намного больше поможет сделать цикл! 🙂 Все вычислительные системы изначально задумывались для того чтобы облегчить обработку данных. А обработку большого количества данных невозможно даже представить без циклов.

Вообще циклы в программировании принято разделять на три группы. Первая группа — это циклы со счетчиком. В них тело цикла выполняется некоторое количество раз, изначально заданное программистом. Такой цикл, обязательно выполнится заданное количество раз. Вторая группа — это циклы с предусловием. В них тело цикла выполняется только после проверки какого-то условия и будет выполняться до тех пор, пока это условие верно. Такие циклы могут не выполниться ни разу (если условие изначально ложно). И третья группа циклов — циклы с постусловием. В них сначала выполняется тело цикла, затем проверяется условие. Такой цикл выполнится как минимум один раз.

Начнем, пожалуй, с цикла со счетчиком. В Java — это цикл for; В общем виде его можно записать так:

For (Начальное условие; конечное условие; изменение) { тело цикла; }

Таким образом, если мы хотим выполнить какое-то действие 10 раз то мы должны записать следующее:

For (int i = 0; i<10; i++) { System.out.println(i); }

такая программа последовательно выведет на экран числа от нуля до девяти. Если чуть подробнее, то мы просто создаем новую переменную i и присваиваем ей начальное значение 0 (int i = 0;). Затем указываем, что цикл должен выполняться до тех пор, пока i < 10 и указываем каким образом должно изменяться i после каждой итерации цикла (i++).

Тех, кто программировал на паскале порадует такая возможность:

Int k = 15; for (float i = 0; i

В этом примере значение переменной i будет увеличиваться на 1,5 при каждой итерации. Можете проверить:).

Следующий цикл на очереди — while . Это цикл с предусловием и в общей форме его можно записать вот так:

While(логическое выражение) { действия }

Ну и если взять рабочий пример, то выглядеть он будет примерно так:

While (a<10) { System.Out.Print(a); a++; }

Итак, понятно, что этот цикл имеет смысл использовать если вы точно не знаете сколько именно итераций необходимо для достижения цели, однако точно знаете условие при котором Ваша цель будет достигнута. Такая конструкция может не выполниться ни разу (ведь это цикл с предусловием)! Сколько раз выполнятся действия в цикле зависит от значения которое изначально было в переменной a .

И третий вид циклов — это циклы с постусловием. Он очень похож на while … do только если в while … do условие проверяется перед выполнением цтела цикла, то здесь условие проверяется уже после того как выполнится тело цикла. А это значит, что цикл выполнится как минимум один раз до того как проверится условие.