循环语句 - 简书

1. switch语句

1.1 分支语句switch语句

格式

switch (表达式) {
  case 1:
      语句体1;
      break;
  case 2:
      语句体2;
      break;
  ...
  default:
      语句体n+1;
      break;
}

执行流程：
- 首先计算出表达式的值
- 其次，和case依次比较，一旦有对应的值，就会执行相应的语句，在执行的过程中，遇到break就会结束。
- 最后，如果所有的case都和表达式的值不匹配，就会执行default语句体部分，然后程序结束掉。

1.2 switch案例-减肥计划

需求：键盘录入星期数，显示今天的减肥活动

周一：跑步  
周二：游泳  
周三：慢走  
周四：动感单车
周五：拳击  
周六：爬山  
周日：好好吃一顿

示例代码：

public static void main(String[] args){
        // 1. 键盘录入星期数据，使用变量接收
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入");
        int week = sc.nextInt();
        // 2. 多情况判断，采用switch语句实现
        switch(week){
            // 3. 在不同的case中，输出对应的减肥计划
            case 1:
                System.out.println("跑步");
                break;
            case 2:
                System.out.println("游泳");
                break;
            case 3:
                System.out.println("慢走");
                break;
            case 4:
                System.out.println("动感单车");
                break;
            case 5:
                System.out.println("拳击");
                break;
            case 6:
                System.out.println("爬山");
                break;
            case 7:
                System.out.println("好好吃一顿");
                break;
            default:
                System.out.println("您的输入有误");
                break;
        }
    }
}

1.3 switch语句case穿透

概述 : 如果switch语句中,case省略了break语句, 就会开始case穿透
需求 : 键盘录入星期数，输出工作日、休息日 (1-5)工作日，(6-7)休息日
示例代码：

/*
case穿透是如何产生的?
        
        如果switch语句中,case省略了break语句, 就会开始case穿透.
        
        现象：
            当开始case穿透，后续的case就不会具有匹配效果，内部的语句都会执行
            直到看见break，或者将整体switch语句执行完毕，才会结束。
*/
public static void main(String[] args){
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入星期数:");
        int week = sc.nextInt();
        
        switch(week){
            case 1:
            case 2:
            case 3:
            case 4:
            case 5:
                System.out.println("工作日");
                break;
            case 6:
            case 7:
                System.out.println("休息日");
                break;
            default:
                System.out.println("您的输入有误");
                break;
        }
    }   
}

2. for循环

2.1 循环语句-for循环

循环：

循环语句可以在满足循环条件的情况下，反复执行某一段代码，这段被重复执行的代码被称为循环体语句，当反复执行这个循环体时，需要在合适的时候把循环判断条件修改为false，从而结束循环，否则循环将一直执行下去，形成死循环。
for循环格式：

for (初始化语句;条件判断语句;条件控制语句) {
    循环体语句;
}

格式解释：
- 初始化语句：用于表示循环开启时的起始状态，简单说就是循环开始的时候什么样
- 条件判断语句：用于表示循环反复执行的条件，简单说就是判断循环是否能一直执行下去
- 循环体语句：用于表示循环反复执行的内容，简单说就是循环反复执行的事情
- 条件控制语句：用于表示循环执行中每次变化的内容，简单说就是控制循环是否能执行下去
执行流程：

①执行初始化语句

②执行条件判断语句，看其结果是true还是false

如果是false，循环结束

如果是true，继续执行

③执行循环体语句

④执行条件控制语句

⑤回到②继续

2.2 for循环案例-输出数据1-5和5-1

需求：在控制台输出1-5和5-1的数据
示例代码：

public class ForTest01 {
    public static void main(String[] args) {
        //需求：输出数据1-5
        for(int i=1; i<=5; i++) {
            System.out.println(i);
        }
        System.out.println("--------");
        //需求：输出数据5-1
        for(int i=5; i>=1; i--) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

2.3 for循环案例-求1-5数据和

需求：求1-5之间的数据和，并把求和结果在控制台输出
示例代码：

public class ForTest02 {
    public static void main(String[] args) {
        //求和的最终结果必须保存起来，需要定义一个变量，用于保存求和的结果，初始值为0
        int sum = 0;
        //从1开始到5结束的数据，使用循环结构完成
        for(int i=1; i<=5; i++) {
            //将反复进行的事情写入循环结构内部
             // 此处反复进行的事情是将数据 i 加到用于保存最终求和的变量 sum 中
            sum += i;
            /*
                sum += i;   sum = sum + i;
                第一次：sum = sum + i = 0 + 1 = 1;
                第二次：sum = sum + i = 1 + 2 = 3;
                第三次：sum = sum + i = 3 + 3 = 6;
                第四次：sum = sum + i = 6 + 4 = 10;
                第五次：sum = sum + i = 10 + 5 = 15;
            */
        }
        //当循环执行完毕时，将最终数据打印出来
        System.out.println("1-5之间的数据和是：" + sum);
    }
}

本题要点：
- 今后遇到的需求中，如果带有求和二字，请立即联想到求和变量
- 求和变量的定义位置，必须在循环外部，如果在循环内部则计算出的数据将是错误的

2.4 for循环案例-求1-100偶数和

需求：求1-100之间的偶数和，并把求和结果在控制台输出 }
示例代码：

public class ForTest03 {
    public static void main(String[] args) {
        //求和的最终结果必须保存起来，需要定义一个变量，用于保存求和的结果，初始值为0
        int sum = 0;
        //对1-100的数据求和与1-5的数据求和几乎完全一样，仅仅是结束条件不同
        for(int i=1; i<=100; i++) {
            //对1-100的偶数求和，需要对求和操作添加限制条件，判断是否是偶数
            if(i%2 == 0) {
                sum += i;
            }
        }
        //当循环执行完毕时，将最终数据打印出来
        System.out.println("1-100之间的偶数和是：" + sum);
    }
}

2.5 for循环案例-水仙花数

需求：在控制台输出所有的“水仙花数”
解释：什么是水仙花数？
- 水仙花数，指的是一个三位数，个位、十位、百位的数字立方和等于原数
  - 例如153 3*3*3 + 5*5*5 + 1*1*1 = 153
思路：
1. 获取所有的三位数，准备进行筛选，最小的三位数为100，最大的三位数为999，使用for循环获取
2. 获取每一个三位数的个位，十位，百位，做if语句判断是否是水仙花数
示例代码

public class ForTest04 {
    public static void main(String[] args) {
        //输出所有的水仙花数必然要使用到循环，遍历所有的三位数，三位数从100开始，到999结束
        for(int i=100; i<1000; i++) {
            //在计算之前获取三位数中每个位上的值
            int ge = i%10;
            int shi = i/10%10;
            int bai = i/10/10%10;
            
            //判定条件是将三位数中的每个数值取出来，计算立方和后与原始数字比较是否相等
            if(ge*ge*ge + shi*shi*shi + bai*bai*bai == i) {
                //输出满足条件的数字就是水仙花数
                System.out.println(i);
            }
        }
    }
}

2.6 for循环案例-每行打印2个水仙花数(统计)

需求：在控制台输出所有的“水仙花数”，要求每行打印2个
示例代码：

public class Demo6For {
    /*
        需求：在控制台输出所有的“水仙花数”，要求每行打印2个

        System.out.print (打印内容);    打印后不换行
        System.out.println(打印内容);   打印后换行

        分析:
            
            1. 定义变量count，用于保存“打印过”的数量，初始值为0
            2. 在判定和打印水仙花数的过程中，拼接空格, 但不换行，并在打印后让count变量+1，记录打印过的数量
            3. 在每一次count变量+1后，判断是否到达了2的倍数，是的话，换行。

    */
    public static void main(String[] args){
        // 1. 定义变量count，用于保存“打印过”的数量，初始值为0
        int count = 0;
        for(int i = 100; i <= 999; i++){
            int ge = i % 10;
            int shi = i / 10 % 10;
            int bai = i / 10 / 10 % 10;
            
            if( (ge*ge*ge + shi*shi*shi + bai*bai*bai) == i){
                //  2. 在判定和打印水仙花数的过程中，拼接空格, 但不换行，并在打印后让count变量+1，记录打印过的数量
                System.out.print(i + " ");
                count++;
                // 3. 在每一次count变量+1后，判断是否到达了2的倍数，是的话，换行
                if(count % 2 == 0){
                    System.out.println();
                }
            }
        }
    }
}

本题要点：
- 今后如果需求带有统计xxx，请先想到计数器变量
- 计数器变量定义的位置，必须在循环外部

3. while循环

3.1 循环语句-while循环

while循环完整格式：

初始化语句;
while (条件判断语句) {
  循环体语句;
    条件控制语句;
}

while循环执行流程：

①执行初始化语句

②执行条件判断语句，看其结果是true还是false

如果是false，循环结束

如果是true，继续执行

③执行循环体语句

④执行条件控制语句

⑤回到②继续
示例代码：

public class WhileDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //需求：在控制台输出5次"HelloWorld"
        //for循环实现
        for(int i=1; i<=5; i++) {
            System.out.println("HelloWorld");
        }
        System.out.println("--------");
        //while循环实现
        int j = 1;
        while(j<=5) {
            System.out.println("HelloWorld");
            j++;
        }
    }
}

3.2 while循环案例-珠穆朗玛峰

需求：世界最高山峰是珠穆朗玛峰(8844.43米=8844430毫米)，假如我有一张足够大的纸，它的厚度是0.1毫米。请问，我折叠多少次，可以折成珠穆朗玛峰的高度?
示例代码：

public class WhileTest {
    public static void main(String[] args) {
        //定义一个计数器，初始值为0
        int count = 0;
        //定义纸张厚度
        double paper = 0.1;
        //定义珠穆朗玛峰的高度
        int zf = 8844430;
        //因为要反复折叠，所以要使用循环，但是不知道折叠多少次，这种情况下更适合使用while循环
        //折叠的过程中当纸张厚度大于珠峰就停止了，因此继续执行的要求是纸张厚度小于珠峰高度
        while(paper <= zf) {
            //循环的执行过程中每次纸张折叠，纸张的厚度要加倍
            paper *= 2;
            //在循环中执行累加，对应折叠了多少次
            count++;
        }
        //打印计数器的值
        System.out.println("需要折叠：" + count + "次");
    }
}

4. 循环细节

4.1 循环语句-dowhile循环

完整格式：

初始化语句;
do {
  循环体语句;
  条件控制语句;
}while(条件判断语句);

执行流程：

① 执行初始化语句

② 执行循环体语句

③ 执行条件控制语句

④ 执行条件判断语句，看其结果是true还是false

如果是false，循环结束

如果是true，继续执行

⑤ 回到②继续
示例代码：

public class DoWhileDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //需求：在控制台输出5次"HelloWorld"
        //for循环实现
        for(int i=1; i<=5; i++) {
            System.out.println("HelloWorld");
        }
        System.out.println("--------");
        //do...while循环实现
        int j = 1;
        do {
            System.out.println("HelloWorld");
            j++;
        }while(j<=5);
    }
}

4.2 三种循环的区别

三种循环的区别
- for循环和while循环先判断条件是否成立，然后决定是否执行循环体（先判断后执行）
- do...while循环先执行一次循环体，然后判断条件是否成立，是否继续执行循环体（先执行后判断）
for循环和while的区别
- 条件控制语句所控制的自增变量，因为归属for循环的语法结构中，在for循环结束后，就不能再次被访问到了
- 条件控制语句所控制的自增变量，对于while循环来说不归属其语法结构中，在while循环结束后，该变量还可以继续使用
死循环（无限循环）的三种格式
1. for(;;){}
2. while(true){}
3. do {} while(true);

4.3 死循环

死循环格式

for死循环格式 :
for(;;){

}

while死循环格式 :

while(true){

}

do..while死循环格式 :

do{

}while(true);

死循环案例

/*
    问题: 死循环有应用场景吗?
        
                例如: 键盘录入一个1-100之间的整数
                
                顾虑: 键盘录入是用户操作的, 用户就可能会出现一些误操作的现象
        
*/
public static void main(String[] args) {
    /*
        for(;;){
            System.out.println("我停不下来了~");
        }
        */

    /*
        while(true){
            System.out.println("我停不下来了~");
        }
        */

    do{
        System.out.println("我停不下来了~");  
    }while(true);

    System.out.println("看看我能被执行吗?~");   // 无法访问的语句
}
}

4.4 跳转控制语句

跳转控制语句（break）
- 跳出循环，结束循环
跳转控制语句（continue）
- 跳过本次循环，继续下次循环
注意： continue只能在循环中进行使用！

public class Demo1Continue {
    /*
        continue : 跳过某次循环体内容的执行
        
        注意：使用是基于条件控制, 在循环内部使用.
        
        需求: 模拟电梯上行的过程 1-24层, 4层不停.
    */
    public static void main(String[] args){
        for(int i = 1; i <= 24; i++){
            if(i == 4){
                continue;
            }
            System.out.println(i + "层到了~");
        }
    }
    
}

public class Demo2Break {
    /*
        break : 终止循环体内容的执行
        注意：使用是基于条件控制的
                break语句只能在循环和switch中进行使用.
                
        需求: 模拟20岁工作到80岁, 60岁退休.
    */
    public static void main(String[] args){
        for(int i = 20; i <= 80; i++){
            if(i == 60){
                break;      // 结束整个循环
            }
            System.out.println(i + "岁正在上班");
        }
    }
    
}

import java.util.Scanner;

public class Test {
    /*
        需求：程序运行后，用户可多次查询星期对应的减肥计划，直到输入0，程序结束
        
        步骤:
            
            1. 不明确用户操作几次, 使用死循环包裹业务逻辑
            2. 匹配到0的时候，使用break结束循环死循环

    */
    public static void main (String[] args){
        
        lo:while(true){
            System.out.println("请输入您要查看的星期数:");
            System.out.println("(如无需继续查看,请输入0退出程序)");
            
            // 1. 键盘录入星期数据，使用变量接收
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
            int week = sc.nextInt();
            // 2. 多情况判断，采用switch语句实现
            switch(week){
                // 3. 在不同的case中，输出对应的减肥计划
                case 0:
                    System.out.println("感谢您的使用");
                    break lo;
                case 1:
                    System.out.println("跑步");
                    break;
                case 2:
                    System.out.println("游泳");
                    break;
                case 3:
                    System.out.println("慢走");
                    break;
                case 4:
                    System.out.println("动感单车");
                    break;
                case 5:
                    System.out.println("拳击");
                    break;
                case 6:
                    System.out.println("爬山");
                    break;
                case 7:
                    System.out.println("好好吃一顿");
                    break;
                default:
                    System.out.println("您的输入有误");
                    break;
            }
        }
        
        
    }
}

5. Random

5.1 Random产生随机数（掌握）

概述：
- Random类似Scanner，也是Java提供好的API，内部提供了产生随机数的功能
  - API后续课程详细讲解，现在可以简单理解为Java已经写好的代码
使用步骤：
1. 导入包
  
  import java.util.Random;
2. 创建对象
  
  Random r = new Random();
3. 产生随机数
  
  int num = r.nextInt(10);
  
  解释： 10代表的是一个范围，如果括号写10，产生的随机数就是0-9，括号写20，参数的随机数则是0-19
示例代码：

import java.util.Random;

public class Demo1Random {
    /*
        Random : 产生随机数
        
        1. 导包   : import java.util.Random;
                    导包的动作必须出现在类定义的上面

        2. 创建对象 : Random r = new Random();
                    上面这个格式里面，r 是变量名，可以变，其他的都不允许变

        3. 获取随机数 : int number = r.nextInt(10);  //获取数据的范围：[0,10) 包括0,不包括10
                    上面这个格式里面，number是变量名，可以变，数字10可以变。其他的都不允许变
        
        需求: 产生随机数1-10之间的
    */
    public static void main(String[] args){
        // 2. 创建对象
        Random r = new Random();
        
        for(int i = 1; i <= 10; i++){
            // 3. 获取随机数
            int num = r.nextInt(10) + 1;        // 1-10
            System.out.println(num);
        }
        
        
        
    }
}

5.3 Random练习-猜数字（应用）

需求：

程序自动生成一个1-100之间的数字，使用程序实现猜出这个数字是多少？

当猜错的时候根据不同情况给出相应的提示

A. 如果猜的数字比真实数字大，提示你猜的数据大了

B. 如果猜的数字比真实数字小，提示你猜的数据小了

C. 如果猜的数字与真实数字相等，提示恭喜你猜中了
示例代码：

import java.util.Scanner;
import java.util.Random;

public class Test {
    /*
        需求：程序自动生成一个1-100之间的数字，使用程序实现猜出这个数字是多少？
            当猜错的时候根据不同情况给出相应的提示
            如果猜的数字比真实数字大，提示你猜的数据大了
            如果猜的数字比真实数字小，提示你猜的数据小了
            如果猜的数字与真实数字相等，提示恭喜你猜中了
        
        1. 准备Random和Scanner对象, 分别用于产生随机数和键盘录入
        2. 使用Random产生一个1-100之间的数, 作为要猜的数
        3. 键盘录入用户猜的的数据
        4. 使用录入的数据(用户猜的数据)和随机数(要猜的数据)进行比较, 并给出提示
        
        5. 以上内容需要多次进行, 但无法预估用户输入几次可以猜测正确, 使用while(true)死循环包裹
        6. 猜对之后, break结束.

    */
    public static void main(String[] args){
        // 1. 准备Random和Scanner对象, 分别用于产生随机数和键盘录入
        Random r = new Random();
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        // 2. 使用Random产生一个1-100之间的数, 作为要猜的数
        int randomNum = r.nextInt(100) + 1;
        
        // 5. 以上内容需要多次进行, 但无法预估用户输入几次可以猜测正确, 使用while(true)死循环包裹
        while(true){
            // 3. 键盘录入用户猜的的数据
            System.out.println("请输入您猜的数据:");
            int num = sc.nextInt();
            // 4. 使用录入的数据(用户猜的数据)和随机数(要猜的数据)进行比较, 并给出提示
            if(num > randomNum){
                System.out.println("猜大了");
            }else if(num < randomNum){
                System.out.println("猜小了");
            }else{
                // 6. 猜对之后, break结束.
                System.out.println("恭喜,猜中了");
                break;
            }
        }
        
        System.out.println("感谢您的使用");
        
    }
}