迴圈塊
| 導航 語言基礎 主題： |
迴圈是一種便捷的工具，使程式設計師能夠以最少的努力完成重複的任務。假設我們想要一個可以從 1 到 10 計數的程式，我們可以編寫 以下程式。
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任務將順利完成，數字 1 到 10 將在輸出中列印，但此解決方案存在一些問題。
- 靈活性：如果我們想更改起始數字或結束數字怎麼辦？我們必須遍歷並更改它們，在需要的地方新增額外的程式碼行。
- 可擴充套件性：10 次重複是微不足道的，但如果我們想要 100 次甚至 1000 次重複怎麼辦？對於大量迭代，所需的程式碼行數將非常多。
- 維護性：程式碼量大時，更容易出錯。
- 特性：任務數量是固定的，不會在每次執行時改變。
使用迴圈，我們可以解決所有這些問題。一旦你掌握了它們，它們將成為解決程式設計中許多問題的寶貴工具。
開啟你的編輯程式，建立一個名為 Loop.java 的新檔案。現在輸入或複製 以下程式碼
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如果我們執行該程式，將產生相同的結果，但檢視程式碼，我們立即看到了迴圈的優勢。而不是執行十行不同的程式碼，第 5 行執行十次。十行程式碼已經減少到只有四行。此外，我們可以將數字 10 更改為我們喜歡的任何數字。自己試試，將 10 替換為你自己的數字。
while 迴圈是最簡單的迴圈形式。while 迴圈重複執行程式碼塊，直到指定的條件為真。以下是一個 while 迴圈的結構。
while (布林表示式1) {
} |
在每次迴圈迭代之前，都會檢查迴圈的條件。如果在迴圈開始時條件為假，則迴圈將不會執行。在 程式碼部分 3.28 中，squareHigherThan200 設定了平方大於 200 的最小整數。
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程式碼部分 3.28：平方大於 200 的最小整數。
int squareHigherThan200 = 0;
while (squareHigherThan200 * squareHigherThan200 < 200) {
squareHigherThan200 = squareHigherThan200 + 1;
}
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如果迴圈的條件永遠不會變為假，例如，如果使用 true 常量作為條件，則該迴圈被稱為無限迴圈。這樣的迴圈會無限期地重複，除非它被 break 語句中斷。無限迴圈可以用來執行需要不斷重複而不確定停止點的任務，例如更新圖形顯示。 |
do-while 迴圈的功能類似於 while 迴圈，只是條件是在語句執行之後才評估的。當我們嘗試透過隨機瀏覽一組資料來查詢起作用的資料時，它非常有用。
do {
} while (布林表示式1); |
for 迴圈是一個專門的 while 迴圈，其語法旨在方便地遍歷數字序列。它由關鍵字 for 以及括號中包含的三個額外語句組成。第一個語句是變數宣告語句，它允許你宣告一個或多個整型變數。第二個是條件，其檢查方式與 while 迴圈相同。最後一個是迭代語句，用於遞增或遞減變數，儘管任何語句都是允許的。
這是一個 for 迴圈的結構。
for (變數宣告; 條件; 迭代語句) {
} |
為了說明如何使用 for 迴圈，以下是一個示例。
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for 迴圈就像 while 迴圈的模板版本。使用 while 迴圈的替代程式碼如下：
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程式碼部分 3.30：使用 while 迴圈的迭代。
int i = 1;
while (i <= 10) {
System.out.println(i);
i++;
}
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在 程式碼部分 3.31 中，展示瞭如何使用多個變數使用 for 迴圈進行迭代，而 程式碼部分 3.32 展示瞭如何跳過 for 迴圈的任何引數。跳過所有引數，你就會得到一個無限迴圈。
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陣列 還沒有講到，但你會想知道如何使用增強 for 迴圈，稱為 for-each 迴圈。for-each 迴圈會自動遍歷列表或陣列，並將每個索引的值分配給一個變數。
要了解 for-each 迴圈的結構，請檢視以下示例。
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程式碼部分 3.33：一個 for-each 迴圈。
String[] sentence = {"I", "am", "a", "Java", "program."};
for (String word : sentence) {
System.out.print(word + " ");
}
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程式碼部分 3.33 的輸出
I am a Java program. |
該示例遍歷了一個單詞陣列，並將它們像句子一樣打印出來。迴圈所做的事情是遍歷 sentence，並將每個索引的值分配給 word，然後執行程式碼塊。
以下是 for-each 迴圈的一般約定。
for (變數宣告 : 陣列或列表) {
} |
確保陣列或列表的型別可以分配給宣告的變數，否則你會遇到編譯錯誤。注意，迴圈會在檢查完集合中的最後一個專案後自動退出語句塊。
雖然增強 for 迴圈可以使程式碼更清晰，但它不能用於一些常見情況。
- 只能訪問。 元素不能被賦值，例如，不能遞增集合中的每個元素。
- 只能單個結構。 無法同時遍歷兩個結構，例如，比較兩個陣列。
- 只能單個元素。 僅用於訪問單個元素，例如，不能比較連續的元素。
- 只能向前。 只能按單步向前迭代。
- 至少 Java 5。 如果需要與 Java 5 之前的版本相容，請不要使用它。
break 關鍵字退出流程控制迴圈，例如 for 迴圈。它基本上是中斷迴圈。
在 程式碼部分 3.34 中，迴圈將打印出從 1 到 10 的所有數字，但我們有一個檢查，當 i 等於 5 時會執行。當迴圈到達第五次迭代時，它將被 break 語句中斷，此時它將退出迴圈。
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continue 關鍵字直接跳轉到迴圈的下一個迭代，並評估控制迴圈的布林表示式。 程式碼部分 3.35 是 continue 語句在實際應用中的示例
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由於 break 和 continue 語句會降低程式碼的可讀性，建議減少使用它們，或用 if 和 while 塊替換它們。由於這些語句的存在，一些 IDE 重構操作可能會失敗。
問題 3.2：考慮以下程式碼
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問題 3.2：迴圈和條件。
int numberOfItems = 5;
int currentItems = 0;
int currentCandidate = 1;
while (currentItems < numberOfItems) {
currentCandidate = currentCandidate + 1;
System.out.println("Test with integer: " + currentCandidate);
boolean found = true;
for (int i = currentCandidate - 1; i > 1; i--) {
// Test if i is a divisor of currentCandidate
if ((currentCandidate % i) == 0) {
System.out.println("Not matching...");
found = false;
break;
}
}
if (found) {
System.out.println("Matching!");
currentItems = currentItems + 1;
}
}
System.out.println("Find the value: " + currentCandidate);
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標準輸出中將列印什麼？
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問題 3.2 的輸出
Test with integer: 2 Matching! Test with integer: 3 Matching! Test with integer: 4 Not matching... Test with integer: 5 Matching! Test with integer: 6 Not matching... Test with integer: 7 Matching! Test with integer: 8 Not matching... Test with integer: 9 Not matching... Test with integer: 10 Not matching... Test with integer: 11 Matching! Find the value: 11 |
這段程式碼片段正在搜尋第 5 個 質數，也就是：11。它迭代從 2 開始的每個正整數（2、3、4、5、6、7、8、9、10、11...），其中，它統計質數（2、3、5、7、11）並在第 5 個質數處停止。
因此，程式碼片段首先使用 while 迴圈迭代從 2 開始的每個正整數
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答案 3.2.1：while 迴圈。
int numberOfItems = 5;
int currentItems = 0;
int currentCandidate = 1;
while (currentItems < numberOfItems) {
currentCandidate = currentCandidate + 1;
System.out.println("Test with integer: " + currentCandidate);
boolean found = true;
for (int i = currentCandidate - 1; i > 1; i--) {
// Test if i is a divisor of currentCandidate
if ((currentCandidate % i) == 0) {
System.out.println("Not matching...");
found = false;
break;
}
}
if (found) {
System.out.println("Matching!");
currentItems = currentItems + 1;
}
}
System.out.println("Find the value: " + currentCandidate);
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對於每一次迭代，當前數字要麼是質數，要麼不是。如果是質數，則執行左側的程式碼。如果不是質數，則執行右側的程式碼。
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答案 3.2.2：一個質數。
int numberOfItems = 5;
int currentItems = 0;
int currentCandidate = 1;
while (currentItems < numberOfItems) {
currentCandidate = currentCandidate + 1;
System.out.println("Test with integer: " + currentCandidate);
boolean found = true;
for (int i = currentCandidate - 1; i > 1; i--) {
// Test if i is a divisor of currentCandidate
if ((currentCandidate % i) == 0) {
System.out.println("Not matching...");
found = false;
break;
}
}
if (found) {
System.out.println("Matching!");
currentItems = currentItems + 1;
}
}
System.out.println("Find the value: " + currentCandidate);
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答案 3.2.3：不是一個質數。
int numberOfItems = 5;
int currentItems = 0;
int currentCandidate = 1;
while (currentItems < numberOfItems) {
currentCandidate = currentCandidate + 1;
System.out.println("Test with integer: " + currentCandidate);
boolean found = true;
for (int i = currentCandidate - 1; i > 1; i--) {
// Test if i is a divisor of currentCandidate
if ((currentCandidate % i) == 0) {
System.out.println("Not matching...");
found = false;
break;
}
}
if (found) {
System.out.println("Matching!");
currentItems = currentItems + 1;
}
}
System.out.println("Find the value: " + currentCandidate);
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質數使用 currentItems 計數。當 currentItems 等於 numberOfItems（5）時，程式退出 while 迴圈。currentCandidate 包含最後一個數字，也就是第 5 個質數
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答案 3.2.4：程式結束。
int numberOfItems = 5;
int currentItems = 0;
int currentCandidate = 1;
while (currentItems < numberOfItems) {
currentCandidate = currentCandidate + 1;
System.out.println("Test with integer: " + currentCandidate);
boolean found = true;
for (int i = currentCandidate - 1; i > 1; i--) {
// Test if i is a divisor of currentCandidate
if ((currentCandidate % i) == 0) {
System.out.println("Not matching...");
found = false;
break;
}
}
if (found) {
System.out.println("Matching!");
currentItems = currentItems + 1;
}
}
System.out.println("Find the value: " + currentCandidate);
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標籤
[edit | edit source]標籤可用於為迴圈命名。這樣做的原因是，我們可以從巢狀迴圈中退出或繼續上級迴圈。
以下是為迴圈新增標籤的方法
| 標籤名稱:迴圈 |
要退出或繼續迴圈，請使用 break 或 continue 關鍵字，後面跟著迴圈的名稱。
例如
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如果你不理解所有程式碼，也不用擔心，但請注意標籤是如何用於從內迴圈退出外迴圈的。但是，由於這種程式碼難以閱讀和維護，強烈建議不要使用標籤。
嘗試... 捕獲塊
[edit | edit source]- 另請參閱 丟擲和捕獲異常。
try-catch 塊用於捕獲程式碼中的任何異常或其他可丟擲物件。
以下是 try-catch 塊的樣子
try {
} catch (exception1) {
} |
程式碼清單 3.6 嘗試列印傳遞給程式的所有引數。但是，如果引數不足，它將丟擲異常。
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程式碼清單 3.6：Attempt.java
public class Attempt {
public static void main(String[] args) {
try {
System.out.println(args[0]);
System.out.println(args[1]);
System.out.println(args[2]);
System.out.println(args[3]);
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
System.out.println("Not enough arguments");
}
}
}
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除了 try 和 catch 塊之外，還可以使用 finally 塊。無論是否丟擲異常，都會始終執行 finally 塊。它可以與 catch 塊一起出現，也可以不與 catch 塊一起出現，但始終與 try 塊一起出現。
以下是 finally 塊的樣子
try {
} catch (exception1) {
} finally {
} |
示例
[edit | edit source]程式碼清單 3.7 接收一個數字作為引數，並列印它的二進位制表示。
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程式碼清單 3.7：GetBinary.java
public class GetBinary {
public static void main(String[] args) {
if (args.length == 0) {
// Print usage
System.out.println("Usage: java GetBinary <decimal integer>");
System.exit(0);
} else {
// Print arguments
System.out.println("Received " + args.length + " arguments.");
System.out.println("The arguments are:");
for (String arg : args) {
System.out.println("\t" + arg);
}
}
int number = 0;
String binary = "";
// Get the input number
try {
number = Integer.parseInt(args[0]);
} catch (NumberFormatException ex) {
System.out.println("Error: argument must be a base-10 integer.");
System.exit(0);
}
// Convert to a binary string
do {
switch (number % 2) {
case 0: binary = '0' + binary; break;
case 1: binary = '1' + binary; break;
}
number >>= 1;
} while (number > 0);
System.out.println("The binary representation of " + args[0] + " is " + binary);
}
}
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程式碼清單 3.8 模擬玩一個名為幸運七的遊戲。這是一個骰子游戲，玩家擲兩個骰子。如果骰子上的數字加起來是七，他就贏了 4 美元。如果不是，他就輸了 1 美元。這個遊戲展示瞭如何在程式中使用控制流以及賭博的徒勞無益。
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程式碼清單 3.8：LuckySevens.java
import java.util.*;
public class LuckySevens {
public static void main(String[] args) {
Scanner in = new Scanner(System.in);
Random random = new Random();
String input;
int startingCash, cash, maxCash, rolls, roll;
// Loop until "quit" is input
while (true) {
System.out.print("Enter the amount of cash to start with (or \"quit\" to quit): ");
input = in.nextLine();
// Check if user wants to exit
if (input.toLowerCase().equals("quit")) {
System.out.println("\tGoodbye.");
System.exit(0);
}
// Get number
try {
startingCash = Integer.parseInt(input);
} catch (NumberFormatException ex) {
System.out.println("\tPlease enter a positive integer greater than 0.");
continue;
}
// You have to start with some money!
if (startingCash <= 0) {
System.out.println("\tPlease enter a positive integer greater than 0.");
continue;
}
cash = startingCash;
maxCash = cash;
rolls = 0;
roll = 0;
// Here is the game loop
for (; cash > 0; rolls++) {
roll = random.nextInt(6) + 1;
roll += random.nextInt(6) + 1;
if (roll == 7)
cash += 4;
else
cash -= 1;
if (cash > maxCash)
maxCash = cash;
}
System.out.println("\tYou start with $" + startingCash + ".\n"
+ "\tYou peak at $" + maxCash + ".\n"
+ "\tAfter " + rolls + " rolls, you run out of cash.");
}
}
}
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