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. 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; 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. 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. 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
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!
}
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. 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
. 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
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
}
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 for
Начиная с версии JDK 5, в Java существуют две формы цикла for. Первая - традиционная форма, используемая начиная с исходной версии Java. Вторая - новая форма "for-each". Мы рассмотрим оба типа цикла for, начиная с традиционной формы. Общая форма традиционного оператора for выглядит следующим образом: for(инициализация; условие; повторение) Если в цикле будет повторяться только один оператор, фигурные скобки можно опустить. Цикл for действует следующим образом. При первом запуске цикла программа выполняет инщиализационную часть цикла. В общем случае это выражение, устанавливающее значение управляющей переменной цикла, которая действует в качестве счетчика, управляющего циклом. Важно понимать, что выражение инициализации выполняется только один раз. Затем программа вычисляет условие, которое должно быть булевским выражением. Как правило, выражение сравнивает значение управляющей переменной с целевым значением. Если это значение истинно, программа выполняет тело цикла. Если оно ложно, выполнение цикла прерывается. Затем программа выполняет часть повторение цикла. Обычно это выражение, которое увеличивает или уменьшает значение управляющей переменной. Затем программа повторяет цикл, при каждом прохождении вначале вычисляя условное выражение, затем выполняя тело цикла и выполняя выражение повторения. Процесс повторяется до тех пор, пока значение выражения повторения не станет ложным. Ниже приведена версия программы подсчета "тактов", в которой использован цикл for. // Демонстрация использования цикла for. Объявление управляющих переменных цикла внутри цикла for
Часто переменная, которая управляет циклом for, требуется только для него и не используется нигде больше. В этом случае переменную можно объявить внутри инициали-зационной части оператора for. Например, предыдущую программу можно переписать, объявляя управляющую переменную л типа int внутри цикла for: // Объявление управляющей переменной цикла внутри цикла for. При объявлении переменной внутри цикла for необходимо помнить о следующем важном обстоятельстве: область и время существования этой переменной полностью совпадают с областью и временем существования оператора for. (То есть область существования переменной ограничена циклом for.) Вне цикла for переменная прекратит свое существование. Если управляющую переменную цикла нужно использовать в других частях программы, ее нельзя объявлять внутри цикла for. В тех случаях, когда управляющая переменная цикла не требуется нигде больше, большинство программистов Java предпочитают объявлять ее внутри оператора for. В качестве примера приведем простую программу, которая проверяет, является ли введенное число простым. Обратите внимание, что управляющая переменная цикла i объявлена внутри цикла for, поскольку она нигде больше не требуется. Разновидности цикла for
Цикл for поддерживает несколько разновидностей, которые увеличивают его возможности и повышают применимость. Гибкость этого цикла обусловлена тем, что его три части: инициализацию, проверку условий и итерационную не обязательно использовать только по прямому назначению. Фактически каждый из разделов оператора for можно применять в любых целях. Рассмотрим несколько примеров. Одна из наиболее часто встречающихся вариаций предполагает использование условного выражения. В частности, это выражение не обязательно должно выполнять сравнение управляющей переменной цикла с каким-либо целевым значением. Фактически условием, управляющим циклом for, может быть любое булевское выражение. Например, рассмотрим следующий фрагмент: boolean done = false; В этом примере выполнение цикла for продолжается до тех пор, пока значение переменной done не будет установлено равным true. В этом цикле проверка значения управляющей переменной цикла i не выполняется. Приведем еще одну разновидность цикла for. Оставляя все три части оператора пустыми, можно умышленно создать бесконечный цикл (цикл, который никогда не завершается). Например: for(; ;) { Этот цикл может выполняться бесконечно, поскольку условие, по которому он был бы прерван, отсутствует. Хотя некоторые программы, такие как командные процессоры операционной системы, требуют наличия бесконечного цикла, большинство "бесконечных циклов" в действительности представляют собой всего лишь циклы с особыми условиями прерывания. Как вы вскоре убедитесь, существует способ прерывания цикла - даже бесконечного, подобного приведенному примеру - который не требует использования обычного условного выражения цикла. Версия "for-each" цикла for
Начиная с версии JDK 5 в Java можно использовать вторую форму цикла for, реализующую цикл в стиле "for-each" ("для каждого"). Как вам, возможно, известно, в современной теории языков программирования все большее применение находит концепция циклов "for-each", которые быстро становится стандартными функциональными возможностями во многих языках. Цикл в стиле "for-each" предназначен для строго последовательного выполнения повторяющихся действий по отношению к коллекции объектов, такой как массив. В отличие некоторых языков, подобных С#, в котором для реализации циклов "for-each" используют ключевое слово f oreach, в Java возможность применения цикла "for-each" реализована за счет усовершенствования цикла for. Преимущество этого подхода состоит в том, что для его реализации не требуется дополнительное ключевое слово, и никакой ранее существовавший код не разрушается. Цикл for в стиле "for-each" называют также усовершенствованным циклом for. Общая форма версии "for-each" цикла for имеет следующий вид: for (тип итер-пер: коллекция) Здесь тип указывает тип, а итер-пер - имя итерационной переменной, которая последовательно будет принимать значения из коллекции, от первого до последнего. Элемент коллекция указывает коллекцию, по которой должен выполняться цикл. С циклом for можно применять различные типы коллекций, но в этой главе мы будем использовать только массивы. (Другие типы коллекций, которые можно применять с циклом for, вроде определенных в каркасе коллекций Collection Framework, рассматриваются в последующих главах книги.) На каждой итерации цикла программа извлекает следующий элемент коллекции и сохраняет его в переменной итер-пер. Цикл выполняется до тех пор, пока не будут получены все элементы коллекции. Поскольку итерационная переменная получает значения из коллекции, тип должен совпадать (или быть совместимым) с типом элементов, хранящихся в коллекции. Таким образом, при выполнении цикла по массивам тип должен быть совместим с базовым типом массива. Цикл for в стиле "for-each" позволяет автоматизировать этот процесс. В частности, применение такого цикла позволяет не устанавливать значение счетчика цикла за счет указания его начального и конечного значений, и исключает необходимость индексации массива вручную. Вместо этого программа автоматически выполняет цикл по всему массиву, последовательно получая значения каждого из его элементов, от первого до последнего. Например, с учетом версии "for-each" цикла for предыдущий фрагмент можно переписать следующим образом: int nums = { 1, 2, 3, 4, 5, б, 7, 8, 9, 10 }; При каждом прохождении цикла переменной х автоматически присваивается значение, равное значению следующего элемента массива nums. Таким образом, на первой итерации х содержит 1, на второй - 2 и т.д. При этом не только упрощается синтаксис программы, но и исключается возможность ошибок выхода за пределы массива. Ниже показан пример полной программы, иллюстрирующей применение описанной версии "for-each" цикла for. // Использование цикла for в стиле for-each. Значение равно: 1 Как видно из этого вывода, оператор for в стиле "for-each" автоматически выполняет цикл по элементам массива, от наименьшего индекса к наибольшему. Хотя повторение цикла for в стиле "for-each" выполняется до тех пор, пока не будут обработаны все элементы массива, цикл можно прервать и раньше, используя оператор break. Например, следующая программа суммирует значения пяти первых элементов массива nums. // Использование оператора break в цикле for в стиле for-each. Программа генерирует следующий вывод: Значение равно: 1 Как видите, выполнение цикла прекращается после получения значения пятого элемента. Оператор break можно использовать также и с другими циклами Java. Подробнее этот оператор будет рассмотрен в последующих разделах настоящей главы. При использовании цикла в стиле "for-each" необходимо помнить о следующем важном обстоятельстве. Его итерационная переменная является переменной "только для чтения", поскольку она связана только с исходным массивом. Операция присваивания значения итерационной переменной не оказывает никакого влияния на исходный массив. Иначе говоря, содержимое массива нельзя изменять, присваивая новое значение итерационной переменной. Например, рассмотрим следующую программу: // Переменная цикла for-each доступна только для чтения. Первый цикл for увеличивает значение итерационной переменной на 10. Однако эта операция присваивания не оказывает никакого влияния на исходный массив nums, как видно из результата выполнения второго оператора for. Генерируемый программой вывод подтверждает сказанное: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Итерация в многомерных массивах
Усовершенствованная версия цикла for применима также и к многомерным массивам. Однако следует помнить, что в Java многомерные массивы состоят из массивов массивов. (Например, двумерный массив - это массив одномерных массивов.) Это важно при выполнении итерации в многомерном массиве, поскольку результат каждой итерации - следующий массив, а не отдельный элемент. Более того, тип итерационной переменной цикла for должен быть совместим с типом получаемого массива. Например, в случае двумерного массива итерационная переменная должна быть ссылкой на одномерный массив. В общем случае при использовании цикла "for-each" для выполнения итерации в массиве размерности N получаемые объекты будут массивами размерности N-1. Дабы понять, что из этого следует, рассмотрим следующую программу. В ней вложенные циклы for служат для получения упорядоченных по строкам элементов двумерного массива. // Использование цикла for в стиле for-each применительно к двумерному массиву. Эта программа генерирует следующий вывод: Значение равно: 1 Следующая строка этой программы заслуживает особого внимания: for (int х : nums) { Обратите внимание на способ объявления переменной х. Эта переменная - ссылка на одномерный массив целочисленных значений. Это необходимо потому, что результат выполнения каждой итерации цикла for - следующий массив в массиве nums, начиная с массива, указанного элементом nums . Затем внутренний цикл for выполняет итерацию по каждому из этих массивов, отображая значения каждого из элементов. Использование усовершенствованного цикла for
Поскольку каждый оператор for в стиле "for-each" может выполнять цикл по элементам массива только последовательно, начиная с первого и заканчивая последним, может показаться, что его применение ограничено. Однако это не так. Множество алгоритмов требуют использования именно этого механизма. Одним из наиболее часто используемых алгоритмов является поиск. Например, следующая программа использует цикл for для поиска значения в неупорядоченном массиве. Поиск прекращается после обнаружения искомого значения. // Поиск в массиве с применением цикла for в стиле for-each. В данном случае выбор стиля "for-each" для цикла for полностью оправдан, поскольку поиск в неупорядоченном массиве предполагает последовательный просмотр каждого из элементов. (Конечно, если бы массив был упорядоченным, можно было бы использовать бинарный поиск, реализация которого требовала бы применения другого стиля цикла.) К другим типам приложений, которым применение циклов в стиле "for-each" предоставляет преимущества, относятся вычисление среднего значения, отыскание минимального или максимального значения в наборе, поиск дубликатов и т.п. 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. 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. 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 { } 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. 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. 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 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. 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. 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. 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.
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;
Для выхода из циклов чаще всего используются так называемые счетчики. Рассмотрим не большой пример:Цикл While
Выход их цикла. Ключевое слово break
Ключевое слово continue
Цикл do-while
Цикл for
for(int i = 10; i > 0; i--){
//обратный отсчет
}
//ключ на старт, i = 0
{ // тело
}
class ForTick {
int n;
for(n=10; n>0; n-)
}
}
class ForTick (public static void main(String args) {
//в данном случае переменная n объявляется внутри цикла for
for(int n=10; n>0; n-)
System.out.println("такт " + n) ;
}
}
for(int i=1; !done; i++) {
// ...
if(interrupted()) done = true;
}
// ...
}
блок-операторов
int sum = 0;
for(int x: nums) sum += x;
class ForEach {
public static void main(String args) {
int sum = 0;
// использование стиля for-each для отображения и суммирования значений
for(int х: nums) {
sum += x;
}
System.out.println ("Сумма равна: " + sum) ;
}
}
Значение равно: 2
Значение равно: 3
Значение равно: 4
Значение равно: 5
Значение равно: 6
Значение равно: 7
Значение равно: 8
Значение равно: 9
Значение равно: 10
Сумма равна: 55
class ForEach2 {
public static void main(String args) {
int sum = 0;
int nums = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
// использование цикла for для отображения и суммирования значений
for(int х: nums) {
System.out.println("Значение равно: " + x) ;
sum += x; v
if (x == 5) break; // прекращение цикла после получения 5 значений
}
System.out.println("Сумма пяти первых элементов равна: " + sum);
}
}
Значение равно: 2
Значение равно: 3
Значение равно: 4
Значение равно: 5
Сумма пяти первых элементов равна: 15
class NoChange {
public static void main(String args) {
int nums = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
for(int х: nums) {
System.out.print (х + " ");
x=x*10; // этот оператор не оказывает никакого влияния на массив nums
}
System.out.println();
for(int x: nums)
System.out.print (x + " ");
System.out.println ();
}
}
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
class ForEach3 {
public static void main(String args) {
int sum = 0;
int nums = new int ;
// присвоение значений элементам массива nums
for (int i = 0; i
nums[i] [j] = (i+l)*(j+l) ;
// использование цикла for в стиле for-each для отображения
// и суммирования значений
for (int х : nums) {
for(int у: х) {
System.out.println("Значение равно: " + у);
sum += у;
}
}
System.out.println("Сумма: " + sum);
}
Значение равно: 2
Значение равно: 3
Значение равно: 4
Значение равно: 5
Значение равно: 2
Значение равно: 4
Значение равно: 6
Значение равно: 8
Значение равно: 10
Значение равно: 3
Значение равно: 6
Значение равно: 9
Значение равно: 12
Значение равно: 15
Сумма: 9 0
class Search {
public static void main(String args) {
int nums = { 6, 8, 3, 7, 5, 6, 1, 4 };
int val =5;
boolean found = false;
// использование цикла for в стиле for-each
for (int x: nums) {
if (x == val) {
found = true;
break;
}
}
if(found)
System.out.println("Значение найдено!");}
Java: описание и примеры
Цикл do-while
//тело цикла
Описание и примеры for - Java цикл
Особенности применения оператора for
Цикл в стиле for each
Операторы прерывания цикла
Использование break в качестве goto
Заключение
