The while and do-while Statements
The while statement continually executes a block of statements while a particular condition is true . Its syntax can be expressed as:
The while statement evaluates expression, which must return a boolean value. If the expression evaluates to true , the while statement executes the statement(s) in the while block. The while statement continues testing the expression and executing its block until the expression evaluates to false . Using the while statement to print the values from 1 through 10 can be accomplished as in the following WhileDemo program:
You can implement an infinite loop using the while statement as follows:
The Java programming language also provides a do-while statement, which can be expressed as follows:
The difference between do-while and while is that do-while evaluates its expression at the bottom of the loop instead of the top. Therefore, the statements within the do block are always executed at least once, as shown in the following DoWhileDemo program:
Name already in use
java_for_beginners_book / c3.md
- Go to file T
- Go to line L
- Copy path
- Copy permalink
1 contributor
Users who have contributed to this file
- Open with Desktop
- View raw
- Copy raw contents Copy raw contents
Copy raw contents
Copy raw contents
Основные навыки и понятия
- Ввод символов с клавиатуры
- Полная форма условного оператора if
- Применение оператора switch
- Полная форма цикла for
- Применение цикла while
- Применение цикла do-while
- Применение оператора break для выхода из цикла
- Использование оператора break в качестве оператора goto
- Применение оператора continue
- Вложенные циклы
В этой главе вы ознакомитесь с операторами, управляющими ходом выполнения программы. Существуют три категории управляющих операторов: операторы выбора,к числу которых относятся операторы if и switch, итерационные операторы, в том числе операторы цикла for, while, do-while, а также операторы перехода, включая break, continue и return. Все эти управляющие операторы, кроме оператора return, обсуждаемого далее в книге, подробно рассматриваются в этой главе, в начале которой будет показано, каким образом организуется простой ввод данных с клавиатуры.
Ввод символов с клавиатуры
Прежде чем приступать к рассмотрению управляющих операторов в Java, уделим немного внимания средствам, которые позволяют писать интерактивные программы. В рассмотренных до сих пор примерах программ данные выводились на экран, но у пользователя не было возможности вводить данные. В этих программах, в частности, применялся консольный вывод, но не консольный ввод (с клавиатуры). И объясняется это тем, что возможности ввода данных с клавиатуры в Java опираются на языковые средства, рассматриваемые далее в этой книге. Кроме того, большинство реальных программ на Java и апплетов имеют графический и оконный, а не консольный интерфейс. Именно по этим причинам консольный ввод нечасто применяется в примерах программ, представленных в данной книге. Но имеется один вид консольного ввода, который реализуется очень просто. Это чтение символов с клавиатуры. А поскольку ввод символов применяется в ряде примеров, представленных в этой главе, мы и начнем ее с обсуждения данного вопроса.
Для чтения символа с клавиатуры достаточно вызвать метод System.in.read(), где System.in — объект ввода (с клавиатуры), дополняющий объект вывода System, out. Метод read() ожидает нажатия пользователем клавиш, после чего возвращает результат. Возвращаемый им символ представлен целочисленным значением, и поэтому, прежде чем присвоить его символьной переменной, следует выполнить явное его приведение к типу char. По умолчанию данные, вводимые с консоли, буферизуются построчно. Под термином буфер здесь подразумевается небольшая область памяти, выделяемая для хранения символов перед тем, как они будут прочитаны программой. В данном случае в буфере хранится целая текстовая строка, и поэтому для передачи программе любого введенного с клавиатуры символа следует нажать клавишу . Ниже приведен пример программы, читающей символы, вводимые с клавиатуры.
Выполнение этой программы может дать, например, следующий результат:
Обратите внимание на то, что метод main() начинается со следующих строк кода:
В рассматриваемой здесь программе применяется метод System, in. read(), и поэтому в ее код следует ввести оператор throws j ava. io. IOException. Этот оператор требуется для обработки ошибок, которые могут возникнуть в процессе ввода данных. Он является частью механизма обработки исключений в Java, более подробно рассматриваемого в главе 9. А до тех пор не обращайте особого внимания на этот оператор, принимая во внимание лишь его назначение.
Построчная буферизация вводимых данных средствами System, in часто приводит к недоразумениям. При нажатии клавиши в поток ввода записывается последовательность, состоящая из символов возврата каретки и перевода строки. Эти символы ожидают чтения из буфера ввода. Поэтому в некоторых приложениях, возможно, потребуется удалить символы возврата каретки и перевода строки, прежде чем переходить к следующей операции ввода. Для этого достаточно прочитать их из буфера ввода. Соответствующий пример реализации подобного решения на практике будет представлен далее в главе.
Условный оператор if
Этот условный оператор уже был представлен в главе 1, а здесь он будет рассмотрен более подробно. Ниже приведена полная форма условного оператора if.
где условие — это некоторое условное выражение, а оператор — адресат операторов if и else. Оператор else не является обязательным. Адресатами обоих операторов, if и else, могут также служить блоки операторов. Ниже приведена общая форма условного оператора if, в котором используются блоки операторов.
Если условное выражение оказывается истинным, то выполняется адресат оператора if. В противном случае выполняется адресат оператора else, если таковой существует. Но одновременно не может выполняться и то и другое. Условное выражение, управляющее оператором if, должно давать результат типа bool.
Для того чтобы продемонстрировать применение оператора i f (и ряда других управляющих операторов) на практике, разработаем простую игру, основанную на угадывании. Возможно, она понравится вашим детям. В первой версии этой игры программа предложит пользователю угадать задуманную букву от А до Z. Если пользователь правильно угадает букву и нажмет на клавиатуре соответствующую клавишу, программа выведет сообщение ** Right ** (Правильно). Ниже приведен исходный код программы, реализующей эту игру.
Эта программа выводит на экран сообщение с предложением угадать букву, а затем читает символ с клавиатуры. Используя условный оператор if, она сравнивает введенный символ с правильным ответом (в данном случае это буква S). Если введена буква S, то отображается сообщение об угадывании буквы. Опробуя эту программу, не забывайте, что угадываемую букву следует вводить в верхнем регистре.
В следующей версии программы оператор else используется для вывода сообщения о том, что буква не была угадана.
Вложенные условные операторы if
Вложенные операторы if представляют собой условные операторы if, являющиеся адресатами оператора else. Подобные условные операторы очень часто встречаются в программах. Но, пользуясь ими, следует помнить, что в Java оператор else всегда связан с ближайшим к нему оператором if, находящимся в том же кодовом блоке и не связанном с другим оператором else. Рассмотрим следующий пример:
Как следует из комментариев к приведенному выше фрагменту кода, последний оператор else не имеет отношения к оператору if (j < 20), поскольку он не находится с ним в одном кодовом блоке, несмотря на то, что это ближайший оператор if, не имеющий себе в пару оператор else. Следовательно, последний оператор else относится к оператору if(i == 10). А в кодовом блоке оператор else связан с оператором if (к > 100), поскольку это самый близкий из всех находящихся к нему операторов if в том же самом блоке.
Используя вложенные условные операторы if, можно усовершенствовать игру, рассматриваемую здесь в качестве примера. Теперь при неудачной попытке угадать букву пользователю предоставляется дополнительная информация, подсказывающая, насколько он далек от правильного ответа.
Выполнение этой программы может дать, например, следующий результат:
Многоступенчатая конструкция if-else-if
В программировании часто применяется многоступенчатая конструкция if-else-if, состоящая из вложенных уловных операторов if. Ниже приведена ее общая форма.
Условные выражения в такой конструкции вычисляются сверху вниз. Как только обнаружится истинное условие, выполняется связанный с ним оператор, а все остальные операторы в многоступенчатой конструкции опускаются. Если ни одно из условий не является истинным, то выполняется последний оператор else, который зачастую служит в качестве условия, устанавливаемого по умолчанию. Когда же последний оператор else отсутствует, а все остальные проверки по условию дают ложный результат, никаких действий вообще не выполняется.
Ниже приведен пример программы, демонстрирующий применение многоступенчатой конструкции if-else-if.
Выполнение этой программы дает следующий результат:
Как видите, устанавливаемый по умолчанию условный оператор else выполняется лишь в том случае, если проверки по условию всех предыдущих операторов if дают ложный результат.
Вторым оператором выбора в Java является оператор switch, который обеспечивает многонаправленное ветвление программы. Следовательно, этот оператор позволяет сделать выбор среди нескольких альтернативных вариантов дальнейшего выполнения программы. Несмотря на то что многонаправленная проверка может быть организована с помощью последовательного ряда вложенных условных операторов if, во многих случаях более эффективным оказывается применение оператора switch. Этот оператор действует следующим образом. Значение выражения последовательно сравнивается с константами выбора из заданного списка. Как только будет обнаружено совпадение с одним из условий выбора, выполняется последовательность операторов, связанных с этим условием. Ниже приведена общая форма оператора switch.
В версиях Java, предшествующих JDK 7, выражение, управляющее оператором switch, должно быть типа byte, short, int, char или перечислением. (Подробнее о перечислениях речь пойдет в главе 12.)
Начиная с версии JDK 7, выражение может относиться к типу String. Это означает, что в современных версиях Java для управления оператором switch можно пользоваться символьной строкой. (Этот прием программирования демонстрируется в главе 5 при рассмотрении класса String.) Но зачастую в качестве выражения, управляющего оператором switch, вместо сложного выражения употребляется простая переменная.
Последовательность операторов из ветви default выполняется в том случае, если ни одна из констант выбора не совпадает с заданным выражением. Ветвь default не является обязательной. Если же она отсутствует и выражение не совпадает ни с одним из условий выбора, то никаких действий вообще не выполняется. Если же происходит совпадение с одним из условий выбора, то выполняются операторы, связанные с этим условием, вплоть до оператора break.
Ниже приведен пример программы, демонстрирующий применение оператора switch.
Результат выполнения данной программы выглядит следующим образом:
Как видите, на каждом шаге цикла выполняются операторы, связанные с совпадающей константой выбора в одной из ветвей case, в обход всех остальных ветвей. Когда же значение переменной i становится равным или больше пяти, оно не совпадает ни с одной из констант выбора, и поэтому управление получает выражение, следующее за оператором default.
Формально оператор break может отсутствовать, но, как правило, в реальных приложениях он применяется. При выполнении оператора break оператор switch завершает работу и управление передается следующему за ним оператору. Если же в последовательности операторов, связанных с совпадающей константой выбора в одной из ветвей case, не содержится оператор break, то сначала выполняются все операторы в этой ветви, а затем операторы, совпадающие с константой выбора в следующей ветви case. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не встретится оператор break или же будет достигнут конец оператора switch.
В качестве упражнения проанализируйте исходный код приведенной ниже програм¬ мы. Сможете ли вы предсказать, как будет выглядеть результат ее выполнения?
Выполнение этой программы дает следующий результат:
Как демонстрирует приведенный выше пример, выполнение программы будет продолжено в следующей ветви case в отсутствие оператора break. А в следующем примере кода показано, что в операторе switch могут присутствовать пустые ветви case:
Если в приведенном выше фрагменте кода переменная i имеет значение 1, 2 или 3, то вызывается первый метод println(). А если ее значение равно 4, вызывается второй метод println(). Такое расположение нескольких пустых ветвей case подряд нередко используется в тех случаях, когда нескольким ветвям должен соответствовать один и тот же общий код.
Вложенные операторы switch
Один оператор switch может быть частью последовательности операторов другого, внешнего оператора switch. И такой оператор switch называется вложенным. Константы выбора внутреннего и внешнего операторов switch могут содержать общие значения, не вызывая никаких конфликтов. Например, следующий фрагмент кода является вполне допустимым:
Пример для опробования 3.1. Начало построения справочной системы Java
В этом проекте предстоит создать простую справочную систему, предоставляющую сведения о синтаксисе управляющих операторов Java. Программа, реализующая эту справочную систему, отображает меню с названиями операторов и ожидает выбора одного из них. Как только пользователь выберет один из пунктов меню, на экран будут выведены сведения о синтаксисе соответствующего оператора. В первой версии данной программы предоставляются сведения только об операторах if и switch. Ав последующих проектах будут добавлены справочные данные об остальных управляющих операторах.
- Создайте новый файл Help.java.
- В начале работы программы отображается следующее меню:
Цикл for уже был представлен в главе 1, а здесь он рассматривается более подробно. Вас должны приятно удивить эффективность и гибкость этого цикла. Прежде всего обратимся к самым основным и традиционным формам цикла for.
Ниже приведена общая форма цикла for для повторного выполнения единственного оператора.
А вот как выглядит его форма для повторного выполнения кодового блока.
где инициализация, как правило, представлена оператором присваивания, задающим первоначальное значение переменной, которая выполняет роль счетчика и управляет циклом; условие — это логическое выражение, определяющее необходимость повторения цикла; а итерация — выражение, определяющее величину, на которую должно изменяться значение переменной, управляющей циклом, на каждом шаге цикла. Обратите внимание на то, что эти три основные части оператора цикла for должны быть разделены точкой с запятой. Выполнение цикла for будет продолжаться до тех пор, пока проверка условия дает истинный результат. Как только эта проверка даст ложный результат, цикл завершится, а выполнение программы будет продолжено с оператора, следующего после цикла for.
Ниже приведен пример программы, где цикл for служит для вывода на экран значений квадратного корня чисел в пределах от 1 до 99. В данной программе отображается также ошибка округления, допущенная при вычислении квадратного корня.
Обратите внимание на то, что ошибка округления вычисляется путем возведения в квадрат квадратного корня числа. Полученное значение отнимается от исходного числа.
Переменная цикла может как увеличиваться, так и уменьшаться, а величина приращения может выбираться произвольно. Например, в приведенном ниже фрагменте кода выводятся числа в пределах от 100 до -95, и на каждом шаге переменная цикла уменьшается на 5.
В отношении циклов for следует особо подчеркнуть, что условное выражение всегда проверяется в самом начале цикла. Это означает, что код в цикле может вообще не выполняться, если проверяемое условие с самого начала оказывается ложным. Рассмотрим следующий пример:
Этот цикл вообще не будет выполняться, поскольку первоначальное значение переменной count, которая им управляет, сразу же оказывается больше 5. А это означает,что условное выражение count < 5 оказывается ложным с самого начала, т.е. еще до выполнения первого шага цикла.
Некоторые разновидности цикла for
Цикл for относится к наиболее универсальным операторам языка Java, поскольку он допускает самые разные варианты применения. Например, для управления циклом можно использовать несколько переменных. Рассмотрим следующий пример программы:
Выполнение этой программы дает следующий результат:
В данном примере запятыми разделяются два оператора инициализации и еще два итерационных выражения. Когда цикл начинается, инициализируются обе переменные, i и j. Всякий раз, когда, цикл повторяется, переменная i инкрементируется, а переменная j декрементируется. Применение нескольких переменных управления циклом нередко оказывается удобным и упрощает некоторые алгоритмы. Теоретически в цикле for может быть указано любое количество операторов инициализации и итерации, но на практике такой цикл получается слишком громоздким, если применяется больше двух подобных операторов.
Условным выражением, управляющим циклом for, может быть любое действительное выражение, дающее результат типа bool. В него не обязательно должна входить переменная управления циклом. В следующем примере программы цикл будет выполняться до тех пор, пока пользователь не введет с клавиатуры букву S.
Пропуск отдельных частей в определении цикла for
Ряд интересных разновидностей цикла for получается в том случае, если оставить пустыми отдельные части в определении цикла. В Java допускается оставлять пустыми любые или же все части инициализации, условия и итерации в операторе цикла for. В качестве примера рассмотрим следующую программу:
В данном примере итерационное выражение в определении цикла for оказывается пустым, т.е. вообще отсутствует. Вместо этого переменная i, управляющая циклом, инкрементируется в теле самого цикла. Это означает, что всякий раз, когда цикл повторяется, значение переменной i проверяется на равенство числу 10, но никаких других действий при этом не происходит. А поскольку переменная i инкрементируется в теле цикла, то сам цикл выполняется обычным образом, выводя приведенный ниже результат.
В следующем примере программы из определения цикла for исключена инициали¬ зирующая часть.
В данном примере переменная i инициализируется перед началом цикла, а не в самом цикле for. Как правило, переменная управления циклом инициализируется в цикле for. Выведение инициализирующей части за пределы цикла обычно делается лишь в том случае, если первоначальное значение управляющей им переменной получается в результате сложного процесса, который нецелесообразно вводить в само определение цикла for.
Если оставить пустым выражение условия в определении цикла for, то получится бесконечный цикл, т.е. такой цикл, который никогда не завершается. В качестве примера в следующем фрагменте кода показано, каким образом в Java обычно создается бесконечный цикл:
Этот цикл будет выполняться бесконечно. Несмотря на то что бесконечные циклы требуются для решения некоторых задач программирования, например при разработке командных процессоров операционных систем, большинство так называемых “бесконечных” циклов на самом деле представляют собой циклы со специальными требованиями к завершению. (Подробнее об этом речь пойдет ближе к концу главы, но, как правило, выход из бесконечного цикла осуществляется с помощью оператора break.)
В Java допускается оставлять пустым тело цикла for или любого другого цикла, поскольку пустой оператор с точки зрения синтаксиса этого языка считается действительным. Циклы без тела нередко оказываются полезными. Например, в следующей программе цикл без тела служит для получения суммы чисел от 1 до 5:
Выполнение этой программы дает следующий результат:
Обратите внимание на то, что процесс суммирования чисел выполняется полностью в операторе цикла for, и для этого тело цикла не требуется. В этом цикле особое внимание обращает на себя итерационное выражение.
Подобные операторы не должны вас смущать. Они часто встречаются в программах, профессионально написанных на Java, и становятся вполне понятными, если разобрать их по частям. Дословно приведенный выше оператор означает следующее: сложить со значением переменной sum результат суммирования значений переменных sum и i, а затем инкрементировать значение переменной i. Следовательно, данный оператор равнозначен следующей последовательности операторов:
Объявление управляющих переменных в цикле for
Нередко переменная, управляющая циклом for, требуется только для выполнения самого цикла и нигде больше не используется. В таком случае управляющую переменную можно объявить в инициализирующей части оператора цикла for. Например, в приведенной ниже программе вычисляется сумма и факториал чисел от 1 до 5, а переменная i, управляющая циклом for, объявляется в этом цикле.
Объявляя переменную в цикле for, не следует забывать о том, что область действия этой переменной ограничивается пределами оператора цикла for. Это означает, что за пределами цикла действие данной переменной прекращается. Так, в приведенном выше примере переменная i оказывается недоступной за пределами цикла for. Для того чтобы использовать переменную управления циклом в каком-нибудь другом месте программы, ее нельзя объявлять в цикле for.
Прежде чем переходить к чтению последующих разделов этой главы, поэкспериментируйте с собственными разновидностями цикла for. В ходе эксперимента вы непременно обнаружите замечательные свойства этого цикла.
Расширенный цикл for
С недавних пор в распоряжение программирующих на Java предоставлен так называемый расширенный цикл for, обеспечивающий специальные средства для перебора объектов из коллекции, например из массива. Расширенный цикл for будет представлен в главе 5 при рассмотрении массивов.
Еще одной разновидностью циклов в Java является while. Ниже приведена общая форма этого цикла.
где оператор — это единственный оператор или блок операторов, а условие означает конкретное условие управления циклом и может быть любым логическим выражением. В этом цикле оператор выполняется до тех пор, пока условие истинно. Как только условие становится ложным, управление программой передается строке кода, следующей непосредственно после цикла.
Ниже приведен простой пример использования цикла while для вывода на экран букв английского алфавита.
В данном примере переменная ch инициализируется кодом буквы а. На каждом шаге цикла на экран сначала выводится значение переменной ch, а затем это значение увеличивается на единицу. Процесс продолжается до тех пор, пока значение переменной ch не станет больше кода буквы z.
Как и в цикле for, в цикле while проверяется условное выражение, указываемое в самом начале цикла. Это означает, что код в теле цикла может вообще не выполняться, а кроме того, избавляет от необходимости производить отдельную проверку перед самим циклом. Данное свойство цикла while демонстрируется в следующем примере программы, где вычисляются целые степени числа 2 от 0 до 9.
Ниже приведен результат выполнения данной программы.
Обратите внимание на то, что цикл while выполняется только в том случае, если значение переменной е больше нуля. А когда оно равно нулю, как это имеет место на первом шаге цикла for, цикл while пропускается.
Третьей и последней разновидностью циклов в Java является do-while. В отличие от циклов for и while, в которых условие проверялось в самом начале, в цикле do-while условие выполнения проверяется в самом конце. Это означает, что цикл do-while всегда выполняется хотя бы один раз. Ниже приведена общая форма цикла do-while.
При наличии лишь одного оператора фигурные скобки в данной форме записи необязательны. Тем не менее они зачастую используются для того, чтобы сделать конструкцию do-while более удобочитаемой и не путать ее с конструкцией цикла while. Цикл do-while выполняется до тех пор, пока условное выражение истинно.
Используя цикл do-while, мы можем усовершенствовать игру в угадывание букв, созданную в начале этой главы. На этот раз выполнение цикла будет продолжаться до тех пор, пока пользователь не угадает букву.
Ниже приведен один из возможных вариантов выполнения данной программы в интерактивном режиме.
Обратите внимание на еще одну интересную особенность данной программы: в ней применяются два цикла do-while. Первый цикл выполняется до тех пор, пока пользователе не введет правильную букву. А второй цикл приведен ниже и требует дополнительных пояснений.
Как пояснялось ранее, консольный ввод буферизуется построчно. Это означает, что для передачи символов, вводимых с клавиатуры, приходится нажимать клавишу , что приводит к формированию последовательности символов перевода строки и возврата каретки. Эти символы сохраняются во входном буфере вместе с введенными с клавиатуры. Кроме того, если ввести с клавиатуры несколько символов подряд, не нажав клавишу , они так и останутся во входном буфере.
В рассматриваемом здесь цикле эти символы отвергаются до тех пор, пока не будет достигнут конец строки. Если не сделать этого, лишние символы будут передаваться программе как отгадываемые, что не соответствует правилам игры в отгадывание. (Для того чтобы убедиться в этом, попробуйте закомментировать внутренний цикл do-while в исходном коде программы.) После представления ряда других языковых средств Java в главе 10 рассматриваются некоторые более совершенные способы обработки консольного ввода. Но применение метода read() в данной программе дает элементарное представление о принципе действия системы ввода-вывода в Java. А кроме того, в данной программе демонстрируется еще один пример применения циклов в практике программирования на Java.
Пример для опробования 3.2. Расширение справочной системы Java
В этом проекте предстоит расширить справочную систему Java, созданную в примере для опробования 3.1. В эту версию программы будут добавлены сведения о синтаксисе циклов for, while и do-while. Кроме того, будет реализована проверка действий пользователя, работаю щего с меню. Цикл будет повторяться до тех пор, пока пользователь не введет допустимое значение.
- Скопируйте файл Help.java в новый файл Help2.java.
- Измените часть программы, ответственную за отображение вариантов, предлагаемых пользователю на выбор. Реализуйте ее с помощью циклов так, как показано ниже. public static void main(String args[]) throws java.io.IOException < char choice, ignore; do < System.out.println("Help on:"); System.out.println(" 1. if"); System.out.println(" 2. switch"); System.out.println(" 3. for"); System.out.println(" 4. while"); System.out.println (" 5. do-while\n"); System.out.print("Choose one: "); choice = (char) System.in.read(); do < ignore = (char) System.in.read(); >while(ignore != ‘\n’); > while ( choice < ‘l1 | choice > ‘5’); >
- Обратите внимание на вложенные циклы do-while, используемые с целью избавиться от нежелательных символов, оставшихся во входном буфере. После внесения приведенных выше изменений программа будет отображать меню в цикле до тех пор, пока пользователь не введет числовое значение в пределах от 1 до 5.
- Дополните оператор switch выводом на экран сведений о синтаксисе циклов for, while и do-while, как показано ниже.
Применение оператора break для выхода из цикла
С помощью оператора break можно специально организовать немедленный выход из цикла в обход любого кода, оставшегося в теле цикла, а также минуя проверку условия цикла. Когда в теле цикла встречается оператор break, цикл завершается, а выполнение программы возобновляется с оператора, следующего после этого цикла. Рассмотрим следующий краткий пример программы:
Выполнение этой программы дает следующий результат:
Как видите, цикл for организован для выполнения в пределах значений переменной num от 0 до 100. Но, несмотря на это, оператор break прерывает этот цикл раньше, когда квадрат значения переменной i становится больше значения переменной num.
Оператор break можно применять в любых циклах, предусмотренных в Java, включая и те, что намеренно организованы бесконечными. В качестве примера ниже приведен простой пример программы, в которой вводимые данные читаются до тех пор, пока пользователь не введет с клавиатуры букву q.
Если оператор break применяется в целом ряде вложенных циклов, то он прерывает выполнение только самого внутреннего цикла. В качестве примера рассмотрим следующую программу:
Выполнение этой программы дает следующий результат:
Как видите, оператор break из внутреннего цикла вызывает прерывание только этого цикла. А на выполнение внешнего цикла он не оказывает никакого влияния. В отношении оператора break необходимо также иметь в виду следующее. Во-первых, в теле цикле может присутствовать несколько операторов break, но применять их следует очень аккуратно, поскольку чрезмерное количество операторов break обычно приводит к нарушению нормальной структуры кода. И во-вторых, оператор break, выполняющий выход из оператора switch, оказывает воздействие только на этот оператор, но не на объемлющие его циклы.
Оператор break в качестве оператора goto
Помимо оператора switch и циклов, оператор break может быть использован как “цивилизованный” вариант оператора goto. В языке Java оператор goto отсутствует, поскольку он дает возможность произвольного перехода в любую точку программы, что способствует созданию плохо структурированного кода. Программы, в которых часто используется оператор goto, обычно сложны для восприятия и сопровождения. Но в некоторых случаях оператор goto может оказаться полезным. Его удобно, например, использовать для экстренного выхода из многократно вложенных циклов.
Для решения подобных задач в Java определена расширенная форма оператора break. Используя этот вариант оператора break, можно, например, выйти за пределы одного или нескольких кодовых блоков. Эти блоки должны быть частью циклов или оператора switch. Кроме того, нужно явно указать точку, с которой должно быть продолжено выполнение программы. Для этой цели в расширенной форме оператора break предусмотрена метка. Как будет показано далее, оператор break позволяет воспользоваться всеми преимуществами оператора goto и в то же время избежать сложностей, связанных с его применением.
Ниже приведена общая форма оператора break с меткой,
Как правило, метка — это имя, обозначающее кодовый блок. При выполнении расширенного оператора break управление передается за пределы именованного кодового блока. Оператор break с меткой может содержаться непосредственно в именованном кодовом блоке или в одном из блоков, входящих в состав именованного блока. Следовательно, рассматриваемый здесь вариант оператора break можно использовать для выхода из ряда вложенных блоков. Но это языковое средство не позволяет передать управление в кодовый блок, не содержащий оператор break.
Для того чтобы присвоить имя кодовому блоку, нужно поставить перед ним метку. Именовать можно как независимый блок, так и оператор, адресатом которого является кодовый блок. Роль метки может выполнять любой допустимый в Java идентификатор с двоеточием. Пометив кодовый блок, метку можно использовать в качестве адресата оператора break. Благодаря этому выполнение программы возобновляется с конца именованного блока. Например, в приведенном ниже фрагменте кода используются три вложенных блока.
Выполнение этого фрагмента кода дает следующий результат:
Рассмотрим подробнее приведенный выше фрагмент кода, чтобы лучше понять, каким образом получается именно такой результат его выполнения. Когда значение переменной i равно 1, условие первого оператора if становится истинным и управление передается в конец блока с меткой one. В результате выводится сообщение «After block one. » (После первого блока). Если значение переменной i равно 2, то успешно завершается проверка условия во втором операторе i f и выполнение программы продолжается с конца блока с меткой two. В результате выводятся по порядку сообщения «After block two.» (После второго блока) и «After block one. «. Когда же переменная i принимает значение 3, истинным становится условие в третьем операторе if и управление передается в конец блока с меткой three. В этом случае выводятся все три сообщения: два упомянутых выше, а также сообщение «After block three. » (После третьего блока), а затем еще и сообщение «After for. » (После цикла for).
Обратимся к еще одному примеру. На этот раз оператор break будет использован для выхода за пределы нескольких вложенных циклов. Когда во внутреннем цикле выполняется оператор break, управление передается в конец блока внешнего цикла. Этот блок помечен меткой done. В результате происходит выход из всех трех циклов.
Ниже приведен результат выполнения данного фрагмента кода.
Расположение метки имеет большое значение, особенно когда речь идет о циклах. Рассмотрим в качестве примера следующий фрагмент кода:
Ниже приведен результат выполнения данного фрагмента кода.
Ряды вложенных циклов в данном фрагменте кода идентичны за исключением того, что в первом ряду метка находится перед внешним циклом for. В таком случае при выполнении оператора break управление передается в конец всего блока цикла for, а оставшиеся итерации внешнего цикла пропускаются. Во втором ряду метка находится перед открывающей фигурной скобкой кодового блока, определяющего тело внешнего цикла. Поэтому при выполнении оператора break stop2 управление передается в конец тела внешнего цикла for, и далее выполняется очередной его шаг.
Не следует, однако, забывать, что в операторе break нельзя использовать метку, не определенную в объемлющем его цикле. Например, приведенный ниже фрагмент кода некорректен и не подлежит компиляции.
Кодовый блок, обозначенный меткой one, не содержит оператор break, и поэтому управление не может быть передано этому блоку.
Применение оператора continue
С помощью оператора continue можно организовать преждевременное завершение шага итерации цикла в обход обычной структуры управления циклом. Оператор continue осуществляет принудительный переход к следующему шагу цикла, пропуская любой код, оставшийся невыполненным. Таким образом, оператор continue служит своего рода дополнением оператора break. В приведенном ниже примере программы оператор continue используется в качестве вспомогательного средства для вывода четных чисел в пределах от 0 до 100.
В данном примере выводятся только четные числа, поскольку при обнаружении нечетного числа шаг итерации цикла завершается преждевременно в обход вызова метода println().
В циклах while и do-while оператор continue вызывает передачу управления непосредственно условному выражению, после чего продолжается процесс выполнения цикла. А в цикле for сначала вычисляется итерационное выражение, затем условное выражение, после чего цикл продолжается.
Как и в операторе break, в операторе continue может присутствовать метка, обозначающая тот объемлющий цикл, выполнение которого должно быть продолжено. Ниже приведен пример программы, демонстрирующий применение оператора continue с меткой.
Выполнение этой программы дает следующий результат:
Как следует из приведенного выше примера, при выполнении оператора continue управление передается внешнему циклу, и оставшиеся итерации внутреннего цикла пропускаются.
В реальных программах оператор continue применяется очень редко. И объясняется это, в частности, богатым набором в Java операторов цикла, удовлетворяющих большую часть потребностей в написании прикладных программ. Но в особых случаях, когда требуется преждевременное прекращение цикла, оператор continue позволяет сделать это, не нарушая структуру кода.
Пример для опробования 3.3. Завершение построения справочной системы Java
В этом проекте предстоит завершить построение справочной системы Java, начатое в предыдущих проектах. Данная версия будет дополнена сведениями о синтаксисе операторов break и continue, а также даст пользователю возможность запрашивать сведения о синтаксисе нескольких операторов. Эта цель достигается путем добавления внешнего цикла, который выполняется до тех пор, пока пользователь не введет с клавиатуры букву q вместо номера пункта меню.
- Скопируйте файл Help2.java в новый файл Help3.java.
- Поместите весь исходный код программы в бесконечный цикл for. Выход из этого цикла будет осуществляться с помощью оператора break, который получит управление тогда, когда пользователь введет с клавиатуры букву q. А поскольку этот цикл включает в себя весь код, то выход из него означает завершение программы.
- Измените цикл отображения меню так, как показано ниже.
Как видите, цикл теперь включает в себя операторы break и continue. Кроме того, буква q воспринимается в нем как допустимый вариант выбора. 4. Дополните оператор switch операторами break и continue, как показано ниже. case ‘6’: System.out.println(«The break:\n»); System.out.println(«break; or break label;»); break; case ’71: System.out.println(«The continue:\n»); System.out.println(«continue; or continue label;»); break; 5. Ниже приведен весь исходный код программы из файла Help3.java. «` /* Пример для опробования 3.3. Завершенная справочная система по управляющим операторам Java, обрабатывающая многократные запросы. */ class Не1рЗ < public static void main(String args[]) throws java.io.IOException < char choice, ignore; for(;;) < do < System.out.println("Help on:"); System.out.println(" 1. if"); System.out.println(" 2. switch"); System.out.println(" 3. for"); System.out.println(" 4. while"); System.out.println(" 5. do-while"); System.out.println(" 6. break"); System.out.println(" 7. continue\n"); System.out.print("Choose one (q to quit): "); choice = (char) System.in.read(); do < ignore = (char) System.in.read(); >while(ignore != ‘\n’); > while( choice < ‘1’ | choice > ‘7’ & choice != ‘q’);
Factors of 2: Factors of 3: Factors of 4: 2 Factors of 5: Factors of 6: 2 3 Factors of 7: Factors of 8: 2 4 Factors of 9: 3 Factors of 10: 2 5 Factors of 11: Factors of 12: 2 3 4 Factors of 13: Factors of 14: 2 7 Factors of 15: 3 5 Factors of 16: 2 4 8 Factors of 17: Factors of 18: 2 3 6 Factors of 19: Factors of 20: 2 4 5 В данной программе переменная i из внешнего цикла последовательно принимает значения до 2 до 100. А во внутреннем цикле для каждого числа от 2 до текущего значения переменной i выполняется проверка, делится ли это значение без остатка. В качестве упражнения попробуйте сделать данную программу более эффективной. (Подсказка: число итераций во внутреннем цикле можно уменьшить.)
Циклы в Java – как создать и прервать
Цикл — это блок команд, который выполняется снова и снова, пока соблюдается определённое условие. Повторяемый фрагмент кода называют «телом цикла». Одно выполнение тела цикла называют итерацией.
В Яве можно работать с циклами нескольких типов — для этого есть следующие операторы:
while – цикл с предусловием – сначала проверяем условие, затем выполняем тело цикла;
do… while – цикл с постусловием – сначала выполняем один раз тело цикла, затем проверяем условие и, если оно соблюдается, продолжаем;
for – цикл со счётчиком – выполняется и при каждой итерации обновляет счётчик, пока условие в объявлении цикла соблюдается (т.е. проверка условия возвращает true);
сокращенный for (в других языках известен как foreach) – перебирает массив от первого элемента до последнего и на каждой итерации выполняет тело цикла.
Суть условия цикла – проверка выражения с одной или несколькими переменными: «Пока a<11, в каждой итерации выполняем тело цикла и увеличиваем «а» на 1». Но чему равно «а» при первом выполнении цикла?
Если мы используем конструкции с while, значение нужно указать перед началом цикла:
int a = 1;
System.out.println(a);
a++; //увеличиваем а на единицу
Если же переменная работает как счётчик цикла, а за его пределами не используется, её инициализируют прямо в условии. И тут же пишут, что с ней делать в конце каждой итерации. Всё это – в одну строку – с помощью for:
System.out.println(a);
Получаем тот же результат. Список можно было начать с нуля или с отрицательного значения – диапазон определяем сами.
Сокращенный вариант цикла for не содержит указаний ни на число повторов, ни на действия в конце шага. Цикл типа foreach используют для перебора массивов. От первого элемента нужно переходить к следующему – пока массив не кончится.
int[] ms = < 1, 2, 3, 4>; //создаем массив
int s = 0;
s *= i; //последовательно перемножаем элементы
System.out.println(s);
Вложенные циклы Java
Циклы можно вкладывать один в другой. При этом число повторов наружного и вложенных циклов умножается. Если внешний должен выполняться 5 раз и внутренний – 5, всего цикл будет выполнен 25 раз.