Java循环与选择结构全解析

### Java 循环与选择结构全解析 #### 1. for 循环的高级用法 在 Java 编程中，for 循环有许多有趣且实用的特性。 ##### 1.1 表达式组合 for 循环的初始化和计数表达式可以是由逗号分隔的表达式列表。这在需要同时跟踪两个计数器变量时非常有用。例如，下面的代码可以同时从 1 数到 10 和从 10 数到 1： ```java public class CountBothWays { public static void main(String[] args) { int a, b; for (a = 1, b = 10; a <= 10; a++, b--) System.out.println(a + " " + b); } } ``` 运行该程序，控制台将输出： ``` 1 10 2 9 3 8 4 7 5 6 6 5 7 4 8 3 9 2 10 1 ``` 使用多个表达式进行初始化和计数时，需要遵循以下规则： - 在初始化表达式中，如果使用多个表达式，则不能声明变量。因此，在 `CountBothWays` 示例中，`a` 和 `b` 变量在 `for` 语句之前声明。 - 表达式列表中的表达式可以是赋值语句、递增或递减语句（如 `a++`）、方法调用或使用 `new` 关键字从类创建对象的对象创建语句。其他类型的语句，如 `if` 语句或循环，是不允许的。 - 测试表达式中不能列出多个表达式。但是，可以使用由布尔运算符创建的复合条件，因此不需要使用表达式列表。 下面是一个使用无体 `for` 循环的 `LaunchController` 程序示例： ```java public class ExpressionGanging { public static void main(String[] args) { System.out.print("We are go for launch in T minus "); for (int count = 10; count >= 0; System.out.println((count == 8) ? "Ignition sequence start!" : count + "..."), count--); System.out.println("All engines running!"); System.out.println("Liftoff! We have a liftoff!"); } } ``` 这个程序的计数表达式是一个包含两个表达式的列表。第一个是对 `System.out.println` 的调用，使用三元 `?:` 运算符来确定要打印的内容。第二个表达式只是递减 `count` 变量。不过，像这样编写 `for` 语句不太合适，最好保持表达式简单，并在循环体中完成实际工作。 ##### 1.2 省略表达式 for 循环的三个表达式都是可选的。如果省略一个或多个表达式，只需将分号作为占位符，以便编译器知道发生了什么。 省略测试表达式或迭代表达式并不常见，但省略初始化表达式很常见。例如，在进入循环之前，`for` 循环中递增的变量可能已经声明并初始化。在这种情况下，可以省略初始化表达式，如下所示： ```java import java.util.Scanner; public class OmitInitialization { public static void main(String[] args) { Scanner sc = new Scanner(System.in); System.out.print("Where should I start? "); int a = sc.nextInt(); for (; a >= 0; a--) System.out.println(a); } } ``` 这个 `for` 循环只是从用户输入的任何数字向下计数到零。 如果省略测试表达式，最好在循环中某个地方使用 `break` 语句，否则会陷入无限循环。也可以省略所有三个表达式，例如： ```java public class InfiniteLoop { public static void main(String[] args) { for (;;) System.out.println("Oops"); } } ``` 这个程序也会导致无限循环，但通常使用 `while(true)` 更清晰。 ##### 1.3 中断和继续 for 循环 可以在 `for` 循环中使用 `break` 和 `continue` 语句，就像在 `while` 或 `do-while` 循环中一样。 下面是一个使用 `break` 语句的示例： ```java public class ForDodecaphobia { public static void main(String[] args) { for (int number = 2; number <= 20; number += 2) { if (number == 12) break; System.out.print(number + " "); } System.out.println(); } } ``` 当 `number` 等于 12 时，循环终止，控制台输出为： ``` 2 4 6 8 10 ``` 下面是一个使用 `continue` 语句的示例： ```java public class ForDodecaphobia2 { public static void main(String[] args) { for (int number = 2; number <= 20; number += 2) { if (number == 12) continue; System.out.print(number + " "); } System.out.println(); } } ``` 当 `number` 等于 12 时，跳过该次循环，控制台输出为： ``` 2 4 6 8 10 14 16 18 20 ``` #### 2. 嵌套循环 循环可以包含循环，这种结构称为嵌套循环。内部的循环称为内循环，外部的循环称为外循环。 ##### 2.1 简单的嵌套 for 循环 下面是一个使用一对嵌套 `for` 循环的简单程序： ```java public class NestedLoop { public static void main(String[] args) { for (int x = 1; x < 10; x++) { for (int y = 1; y < 10; y++) System.out.print(x + "-" + y + " "); System.out.println(); } } } ``` 该程序由两个 `for` 循环组成。外循环使用 `x` 作为计数器变量，内循环使用 `y`。对于外循环的每次执行，内循环执行 10 次，并打印一行显示 `x` 和 `y` 的值。内循环结束后，调用 `System.out.println` 强制换行。 运行该程序，控制台将显示： ``` 1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6 1-7 1-8 1-9 2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6 2-7 2-8 2-9 3-1 3-2 3-3 3-4 3-5 3-6 3-7 3-8 3-9 4-1 4-2 4-3 4-4 4-5 4-6 4-7 4 ```