循环语句大揭秘：while、do-while、for、foreach你都掌握了吗？

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前言

循环语句是编程中非常常见的语句之一，它可以让程序重复执行一段代码，直到满足某个条件后停止循环。本文将介绍Java中的四种循环语句：while、do-while、for、foreach，以及它们的应用场景和优缺点。

摘要

本文将对Java中的四种循环语句进行详细介绍，并分别从源代码解析、应用场景案例、优缺点分析、类代码方法介绍、测试用例和全文总结等方面进行阐述。

正文

简介

循环语句是一种控制结构，它可以使程序重复执行某个代码块，直到满足一定条件后终止循环。Java中有四种循环语句：while、do-while、for和foreach。

while循环：while循环在每次循环开始前检查循环条件是否满足，如果满足则执行循环体，循环结束后再次检查循环条件。
do-while循环：do-while循环先执行一次循环体，然后在每次循环结束后检查循环条件是否满足。
for循环：for循环在定义循环变量、循环条件和循环步进值后，按照一定的规则进行循环。
foreach循环：foreach循环是Java中的一种增强循环，它可以遍历数组或Iterable类型的集合。

源代码解析

while循环

while循环的语法格式如下所示：

while (循环条件) {// 循环体
}

循环条件可以是任何返回布尔类型值的表达式。如果循环条件为true，则执行循环体，否则跳过循环。

下面是一个简单的while循环示例：

int i = 0;
while (i < 5) {System.out.println(i);i++;
}

该循环将打印出0到4的数字。

do-while循环

do-while循环的语法格式如下所示：

do {// 循环体
} while (循环条件);

do-while循环先执行一次循环体，然后在每次循环结束后检查循环条件是否满足。如果循环条件为true，则再次执行循环体，否则跳出循环。

下面是一个简单的do-while循环示例：

int i = 0;
do {System.out.println(i);i++;
} while (i < 5);

该循环将打印出0到4的数字。

for循环

for循环的语法格式如下所示：

for (初始化表达式; 循环条件; 循环步进值) {// 循环体
}

初始化表达式用于定义循环变量的初始值；循环条件是一个布尔表达式，用于判断是否继续执行循环；循环步进值用于控制循环变量的变化，可以是任何表达式。

下面是一个简单的for循环示例：

for (int i = 0; i < 5; i++) {System.out.println(i);
}

该循环将打印出0到4的数字。

foreach循环

foreach循环的语法格式如下所示：

for (元素类型 元素变量名 : 集合) {// 循环体
}

其中，元素类型是集合中元素的类型；元素变量名是用于表示集合中每个元素的变量名；集合是需要遍历的数组或Iterable类型的集合。

下面是一个简单的foreach循环示例：

int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5};
for (int i : arr) {System.out.println(i);
}

该循环将打印出数组中的所有元素。

应用场景案例

while循环

while循环适用于循环次数不确定的情况，例如读取文件中的数据、等待用户输入等。

Scanner scanner = new Scanner(System.in);
String input;
while (true) {System.out.print("请输入指令：");input = scanner.nextLine();if (input.equals("exit")) {break;}// 处理用户输入
}

该代码将不断等待用户输入指令，直到输入“exit”为止。

do-while循环

do-while循环适用于需要至少执行一次循环体的情况，例如菜单选项、输入验证码等。

Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int code;
do {System.out.print("请输入验证码：");code = scanner.nextInt();
} while (code != 1234);
System.out.println("验证通过！");

该代码会反复要求用户输入验证码，直到输入正确的验证码为止。

for循环

for循环适用于循环次数已知的情况，例如遍历数组或集合、计算某个数字的阶乘等。

int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5};
int sum = 0;
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {sum += arr[i];
}
System.out.println("数组元素之和为：" + sum);

该代码将遍历数组，计算数组元素的总和。

foreach循环

foreach循环适用于遍历数组或Iterable类型的集合。

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Java");
list.add("Python");
list.add("C++");
for (String s : list) {System.out.println(s);
}

该代码将遍历集合中的所有元素，并依次打印出来。

优缺点分析

while循环

优点：

循环条件可以任意指定，灵活性高。

缺点：

在某些情况下容易陷入死循环，需要注意循环结束条件的设置。

do-while循环

优点：

至少执行一次循环体，保证循环的有效性。

缺点：

由于先执行一次循环体，因此可能会浪费一些计算资源。

for循环

优点：

初始化、循环条件和循环步进值可以在一行代码中定义，方便使用。

缺点：

在某些情况下，由于循环次数已知，因此使用for循环可能会显得过于死板。

foreach循环

优点：

可以直接遍历数组或Iterable类型的集合，简化了代码的编写。

缺点：

无法获取数组或集合的索引值，不适用于需要索引值的场景。

类代码方法介绍

while循环

package com.example.javase.se.controlProgram;/*** @Author ms* @Date 2023-11-12 22:33*/
public class WhileLoopExample {public static void main(String[] args) {int i = 0;while (i < 5) {System.out.println(i);i++;}}
}

根据如上代码测试结果如下：

这段代码包含一个while循环结构，它的作用是输出i的值从0到4。具体分析如下：

首先定义了一个整型变量i，赋初值为0。
while循环结构中，判断条件是i < 5，如果满足条件则执行循环体内的代码，否则跳出循环。
循环体内输出i的值，并将i的值加1，使得下一次判断条件时i的值加1。
循环执行5次后，i的值变成了5，此时不再满足循环条件，跳出循环。
最终输出结果为：0、1、2、3、4。

根据如上代码分析可得：

在这里插入图片描述

do-while循环

package com.example.javase.se.controlProgram;/*** @Author ms* @Date 2023-11-13 22:34*/
public class DoWhileLoopExample {public static void main(String[] args) {int i = 0;do {System.out.println(i);i++;} while (i < 5);}
}

根据如上代码测试结果如下：

在这里插入图片描述

根据如上代码分析可得：
该程序通过do-while循环打印数字0到4。首先，定义一个整数变量i并初始化为0。然后，执行do语句块中的代码，其中打印当前i的值并将i加1。在while语句中设置条件，只要i小于5就继续执行循环。由于i在每次循环时增加，因此循环将连续执行五次，直到i达到5为止。最终，输出数字0到4。

for循环

package com.example.javase.se.controlProgram;/*** @Author ms* @Date 2023-11-13 22:36*/
public class ForLoopExample {public static void main(String[] args) {int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5};int sum = 0;for (int i = 0; i < arr.length; i++) {sum += arr[i];}System.out.println(sum);}
}

根据如上代码测试结果如下：

在这里插入图片描述

根据如上代码分析可得：
这是一个Java程序，其中定义了一个名为 ForLoopExample 的类。这个类包含一个名为 main 的方法，在程序启动时会自动执行该方法。

在 main 方法中，首先声明并初始化一个整型数组 arr，初始化值为 {1, 2, 3, 4, 5}。接着声明一个整型变量 sum，并将其初始化为 0。

然后使用 for 循环遍历整个数组 arr，遍历过程中将每个数组元素的值加到 sum 变量中。在 for 循环结束后，打印出 sum 的值。

总的来说，这段代码的作用是求出数组 arr 中所有元素的和并打印出来。

增强型for循环

package com.example.javase.se.controlProgram;/*** @Author ms* @Date 2023-11-13 22:37*/
public class EnhancedForLoopExample {public static void main(String[] args) {int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5};int sum = 0;for (int num : arr) {sum += num;}System.out.println(sum);}
}

根据如上代码测试结果如下：

在这里插入图片描述

根据如上代码分析可得：
这是一个Java程序，主要利用增强的for循环来遍历一个整型数组，并计算数组中所有元素的和，最后输出结果。

首先定义了一个整型数组arr，包含5个元素。然后定义了一个变量sum来记录数组中所有元素的和，初始化为0。

接下来使用增强的for循环，遍历数组中的所有元素。在每次循环中，将当前元素的值加到sum变量上。当循环结束后，sum变量中保存的即是数组中所有元素的和。

最后输出sum变量的值即可。

if-else语句

package com.example.javase.se.controlProgram;/*** @Author ms* @Date 2023-11-13 22:38*/
public class IfElseExample {public static void main(String[] args) {int num = 5;if (num > 0) {System.out.println(num + " is positive");} else if (num < 0) {System.out.println(num + " is negative");} else {System.out.println(num + " is zero");}}
}

根据如上代码测试结果如下：

在这里插入图片描述

根据如上代码分析可得：
这段代码是一个简单的 if-else-if 语句示例，用于判断变量 num 的值是否为正数、负数或零。

其中，int num = 5; 表示定义一个整型变量 num 并初始化为 5。

if(num > 0) { … } 代表如果 num 大于 0，则执行花括号里的语句，即输出 num + " is positive"，表示 num 是正数。

else if(num < 0) { … } 代表如果 num 小于 0，则执行花括号里的语句，即输出 num + " is negative"，表示 num 是负数。

else { … } 则代表如果 num 不大于 0 且不小于 0，则执行花括号里的语句，即输出 num + " is zero"，表示 num 是零。

最终输出的结果应该是：5 is positive。

switch语句

package com.example.javase.se.controlProgram;/*** @Author ms* @Date 2023-11-13 22:39*/
public class SwitchExample {public static void main(String[] args) {int num = 2;switch (num) {case 1:System.out.println("One");break;case 2:System.out.println("Two");break;case 3:System.out.println("Three");break;default:System.out.println("Invalid number");break;}}
}

根据如上代码测试结果如下：

在这里插入图片描述

根据如上代码分析可得：

这是一个 Java 控制流程程序，主要展示如何使用 switch 语句。

该程序定义了一个 int 类型的变量 num 并将其赋值为 2。然后使用 switch 语句对 num 进行判断，如果 num 的值为 1，则输出 “One”，如果 num 的值为 2，则输出 “Two”，如果 num 的值为 3，则输出 “Three”，如果 num 的值不是 1、2、3，则输出 “Invalid number”。在每个 case 分支的末尾都使用了 break 语句来退出 switch 语句的执行。

最终，该程序输出的结果为 “Two”，因为 num 的值为 2。

方法

package com.example.javase.se.controlProgram;/*** @Author ms* @Date 2023-11-13 22:41*/
public class MethodExample {public static void main(String[] args) {int num1 = 5;int num2 = 10;int result = sum(num1, num2);System.out.println(result);}public static int sum(int a, int b) {return a + b;}
}