Java程序設(shè)計：第4章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計

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1、第4章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計Java程序設(shè)計程序設(shè)計2學(xué)習(xí)目標(biāo)l 熟練掌握while、do-while、for語句基本結(jié)構(gòu)的概念和使用方法l 掌握循環(huán)嵌套的概念和使用l 掌握正確使用break和continue語句Java程序設(shè)計程序設(shè)計34.1 循環(huán)結(jié)構(gòu)解決的問題l 實際編程中有很多需要多次重復(fù)相同或相似的操作的問題，幾乎每一種高級程序設(shè)計語言都提供循環(huán)控制語句來處理重復(fù)操作。如：向計算機(jī)系統(tǒng)輸入100個學(xué)生的檔案，重復(fù)進(jìn)行100次輸入操作。為全班30個學(xué)生分別計算其5門課的平均成績，重復(fù)進(jìn)行30次求平均數(shù)的算術(shù)運算。求1 + 2 + 3 + + 100的和，重復(fù)進(jìn)行100次加法操作。檢查100

2、名畢業(yè)生是否具有獲得學(xué)位證書的資格，重復(fù)進(jìn)行100次判斷操作。l Java語言提供標(biāo)準(zhǔn)的三種循環(huán)控制語句：while語句、do-while語句和for語句。Java程序設(shè)計程序設(shè)計44.1 循環(huán)結(jié)構(gòu)解決的問題4.2 while語句l while循環(huán)語句的語法結(jié)構(gòu)如下： while(循環(huán)繼續(xù)條件) 循環(huán)語句l while循環(huán)的執(zhí)行流程Java程序設(shè)計程序設(shè)計54.2 while語句l while語句使用時需要注意的方面(1)while語句的循環(huán)體只能包含一條語句，當(dāng)循環(huán)體需要多條語句組成時，使用語句塊。 while(i100) while(i100) i = i + 1; sum = sum +

3、 i; i = i + 1; (2)循環(huán)必須在重復(fù)有限的次數(shù)后結(jié)束，因此要求循環(huán)體中應(yīng)該包含使循環(huán)繼續(xù)條件最終變?yōu)閒alse的語句。 while(i100) i = i + 1; Java程序設(shè)計程序設(shè)計64.2 while語句例4-1：求1 + 2 + 3 + + 100的值，使用while語句。/文件名：GaussProblemWithWhile.javapublic class GaussProblemWithWhile public static void main(String args) int i = 1; /變量i存儲參加累加的數(shù)，初始值為1 int sum = 0; /變量s

4、um存儲和，初始值為0 while (i = 100) sum = sum + i; /累加運算 i+; /i增加1，為下次累加準(zhǔn)備，同時也使循環(huán)繼續(xù)條件最終會變成false /循環(huán)結(jié)束后，執(zhí)行后面語句，輸出結(jié)果 System.out.println(sum = + sum); Java程序設(shè)計程序設(shè)計74.3 do-while語句l do-while循環(huán)語句的語法格式： do 循環(huán)語句 while(循環(huán)繼續(xù)條件);l do-while循環(huán)的執(zhí)行流程Java程序設(shè)計程序設(shè)計84.3 do-while語句l do-while語句使用時需要注意的方面(1)注意do-while語句的最后的分號表示語

5、句結(jié)束，不能省略。 (2)每次迭代都是先執(zhí)行循環(huán)體，再計算循環(huán)繼續(xù)條件的值，若值為true，則執(zhí)行循環(huán)體；若值為false，則整個循環(huán)結(jié)構(gòu)終止，程序繼續(xù)執(zhí)行do-while語句后面的語句。 do sum = sum + i; i+; while (i = 100);Java程序設(shè)計程序設(shè)計94.4 for語句l for循環(huán)語句的語法格式： for(初始操作; 循環(huán)繼續(xù)條件; 每次迭代后的操作)l for循環(huán)的執(zhí)行流程Java程序設(shè)計程序設(shè)計104.4 for語句l for語句執(zhí)行流程對其各個組成部分進(jìn)行說明（1）for語句總是從初始操作開始執(zhí)行的。改部分可以聲明變量，但是這些變量只能在for語

6、句內(nèi)部使用；主要完成循環(huán)變量的初始化。（2）循環(huán)繼續(xù)條件是boolean類型的表達(dá)式。在初始操作部分執(zhí)行完成或每一次迭代結(jié)束后需要計算該表達(dá)式的值，若為true則循環(huán)繼續(xù)，否則終止整個循環(huán)結(jié)構(gòu)。（3）循環(huán)體也只能有一條語句，需要多條語句時使用語句塊。（4）每次迭代后的操作在循環(huán)體每次迭代后都要執(zhí)行。主要完成循環(huán)變量值的修改。Java程序設(shè)計程序設(shè)計114.4 for語句l 例4-3：求1 + 2 + 3 + + 100的值，使用for語句。/文件名：GaussProblemWithFor.javapublic class GaussProblemWithFor public static vo

7、id main(String args) int sum = 0; for (int i = 1; i = 100; i+) sum += i; System.out.println(sum = + sum); Java程序設(shè)計程序設(shè)計124.5 循環(huán)語句的比較l while循環(huán)和for循環(huán)的循環(huán)繼續(xù)條件的檢查是在循環(huán)體執(zhí)行之前進(jìn)行的，稱為前置檢測循環(huán)，循環(huán)體執(zhí)行次數(shù)最少為0次；l do-while循環(huán)的循環(huán)繼續(xù)條件的檢查是在循環(huán)體執(zhí)行之后進(jìn)行的，稱為后置檢測循環(huán)，循環(huán)體執(zhí)行次數(shù)最少為1次。l 三種循環(huán)語句都可以用來處理相同的需要進(jìn)行重復(fù)操作的問題，一般情況下三者之間可以相互替換。Java程序

8、設(shè)計程序設(shè)計134.5 循環(huán)語句的比較編寫程序處理循環(huán)結(jié)構(gòu)時，選擇哪一種循環(huán)語句沒有嚴(yán)格規(guī)定。常用規(guī)則如下：l 如果循環(huán)次數(shù)已經(jīng)知道的情況使用for語句；l 循環(huán)次數(shù)不確定的情況使用while語句；l 如果需要在檢查循環(huán)繼續(xù)條件之前執(zhí)行循環(huán)體，則使用do-while語句。Java程序設(shè)計程序設(shè)計144.5 循環(huán)語句的比較l 三種循環(huán)語句中do-while語句的后面必須使用分號結(jié)束。同時必須注意for語句和while語句循環(huán)繼續(xù)條件的括號后面不能加分號，如果不留意加了分號，可能不會有語法錯誤，但程序的執(zhí)行與預(yù)期的結(jié)果就不同了。4.6 循環(huán)嵌套l 一個循環(huán)語句的循環(huán)體內(nèi)包含另一個完整的循環(huán)結(jié)構(gòu)，稱

9、為循環(huán)的嵌套。l 循環(huán)的嵌套可以有很多層，一個循環(huán)的內(nèi)嵌一層循環(huán)叫雙層循環(huán)嵌套，簡稱雙重循環(huán)；如果在雙重循環(huán)的內(nèi)層循環(huán)中再內(nèi)嵌一層循環(huán)就形成了三重循環(huán)。循環(huán)嵌套在理論上來說可以是無限的，可以形成多重循環(huán)。Java程序設(shè)計程序設(shè)計164.6 循環(huán)嵌套l 例4-4：在命令行窗口輸出九九乘法表。Java程序設(shè)計程序設(shè)計174.6 循環(huán)嵌套程序源碼：/文件名：MultiplicationTable.javapublic class MultiplicationTable public static void main(String args) int i, j; /表示乘數(shù)、j表示被乘數(shù) for (i

10、 = 1; i = 9; i+) /外層循環(huán)控制輸出行，第i次循環(huán)輸出第i行 for (j = 1; j = i; j+) /內(nèi)層循環(huán)控制輸出乘法等式，第i行有i個等式 System.out.printf(%d*%d=%2d , i, j, i * j); /輸出一個乘法等式 System.out.println(); /一行輸出結(jié)束，輸出換行 Java程序設(shè)計程序設(shè)計184.7 break和continue語句l 循環(huán)語句在執(zhí)行時，預(yù)先設(shè)定的循環(huán)繼續(xù)條件的值為true循環(huán)體就完整執(zhí)行一次，直到該條件值變?yōu)閒alse時終止循環(huán)，這稱為循環(huán)的正常執(zhí)行。程序設(shè)計過程中有時會需要提前終止循環(huán)，或者跳

11、過某次迭代中的部分語句直接進(jìn)入下一次迭代。break語句和continue語句就是用于提前終止循環(huán)或提前結(jié)束循環(huán)的某次迭代。Java程序設(shè)計程序設(shè)計194.7.1 break語句l break語句可以用于switch語句和循環(huán)語句中用于跳出switch語句或者提前終止循環(huán)。break語句用于循環(huán)語句的語法格式如下： break 語句標(biāo)號;l 方括號表示其中的語句標(biāo)號是可選的，語句標(biāo)號的定義形式是一個合法的Java標(biāo)識符后面加上一個冒號，通常放在循環(huán)語句的前面，用以指明它代表該循環(huán)語句。Java程序設(shè)計程序設(shè)計204.7.1 break語句Java程序設(shè)計程序設(shè)計214.7.1 break語句J

12、ava程序設(shè)計程序設(shè)計224.7.1 break語句Java程序設(shè)計程序設(shè)計23例4-5：判斷正整數(shù)是否為質(zhì)數(shù)。從鍵盤輸入一個正整數(shù)，判斷并輸出是否為質(zhì)數(shù)。 解題思路：根據(jù)質(zhì)數(shù)的定義，除1和本身外不能被其他整數(shù)整除的整數(shù)。因此對任意的正整數(shù)n，只需要從2開始到n-1結(jié)束，依次嘗試n是否被某個數(shù)整除即可?？梢韵燃僭O(shè)n是質(zhì)數(shù)，若找到一個數(shù)i使n%i=0，則確定n不是質(zhì)數(shù)，此時從i+1到n-1的數(shù)就不需要嘗試了，可以提前結(jié)束循環(huán)。4.7.1 break語句Java程序設(shè)計程序設(shè)計24import java.util.Scanner;public class Prime public static v

13、oid main(String args) Scanner input = new Scanner(System.in); int n = input.nextInt(); boolean isPrime = true; /假設(shè)n是質(zhì)數(shù) for (int i = 2; i n; i+) if (n % i = 0) /如果條件成立，表示找到可以整除的數(shù) isPrime = false; /確定n不是質(zhì)數(shù) break; /提前結(jié)束循環(huán) if (isPrime) System.out.println(n + 是質(zhì)數(shù).); else System.out.println(n + 不是質(zhì)數(shù).); 4.

14、7.2 continue語句Java程序設(shè)計程序設(shè)計25 continue語句實現(xiàn)提前結(jié)束循環(huán)的本次迭代，直接進(jìn)入下一次迭代，其語法形式為： continue 語句標(biāo)號; continue語句的語句標(biāo)號使用方法與break語句相同。continute語句的作用是提前結(jié)束語句標(biāo)號指明的循環(huán)的本次迭代，即跳過continue語句后面直到循環(huán)體末尾的所有語句，直接去重新判斷循環(huán)繼續(xù)條件，再決定是否開始下一次迭代。省略語句標(biāo)號時針對包括continue語句的最內(nèi)層循環(huán)。4.7.2 continue語句Java程序設(shè)計程序設(shè)計264.7.2 continue語句Java程序設(shè)計程序設(shè)計274.7.2 c

15、ontinue語句Java程序設(shè)計程序設(shè)計28l 例4-7：輸出100至200之間不能被7整除的數(shù)。 解題思路：很明顯需要從100開始到200為止，依次對每個整數(shù)進(jìn)行檢查能否被7整除，如果能夠被7整除則跳過輸出，直接檢查下一個數(shù)；不能整除時輸出。其中跳過輸出的操作可以由continue語句完成。4.7.2 continue語句Java程序設(shè)計程序設(shè)計29程序源碼：/文件名：OutputNumber.javapublic class OutputNumber public static void main(String args) /依次檢查100200的每個數(shù) for (int i = 100

16、; i = 200; i+) if (i % 7 = 0) continue; /如果被7整除，跳過下面的輸出語句 System.out.println(i); 4.8 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序舉例Java程序設(shè)計程序設(shè)計30例4-8：求Fibonacci數(shù)列的前20個數(shù)。該數(shù)列的特點：前兩個數(shù)F1和F2均為1，從第3個數(shù)開始，F(xiàn)n=Fn-1+Fn-2。 解題思路：要解決該問題，很明顯需要使用循環(huán)結(jié)構(gòu)，循環(huán)體中重復(fù)執(zhí)行的是利用前2個數(shù)之和計算后面數(shù)。設(shè)f1表示第1個數(shù)，f2表示第2個數(shù)，則f3=f1+f2為第3個數(shù)；然后將f2賦給f1，f3賦給f2，則f1表示第2個數(shù)，f2表示第3個數(shù)，則f3=f1+f2

17、為第4個數(shù)，依次類推。/文件名：文件名：Fibonacci.javapublic class Fibonacci public static void main(String args) int f1 = 1, f2 = 1, f3; /先輸出前先輸出前2個數(shù)個數(shù) System.out.println(f1); System.out.println(f2); /循環(huán)計算并輸出后面循環(huán)計算并輸出后面18個數(shù)個數(shù) for (int i = 0; i 18; i+) f3 = f1 + f2; /計算下個數(shù)計算下個數(shù) System.out.println(f3); /輸出下個數(shù)輸出下個數(shù) f1 =

18、f2; f2 = f3; /為下次計算準(zhǔn)備為下次計算準(zhǔn)備 4.8 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序舉例Java程序設(shè)計程序設(shè)計32例4-9：求用數(shù)字09可以組成多少個沒有重復(fù)的三位奇數(shù)，并輸出這些三位數(shù)。解題思路：該問題的解決需要將所有滿足條件的可能情況全部列出來，需要用循環(huán)嵌套來處理，對百位、十位、個位分別采用循環(huán)。按照題意，百位數(shù)字的變化范圍是1-9，十位數(shù)字的變化范圍是0-9，個位數(shù)字的變化范圍是1-9，由于題目要求是奇數(shù)，所以個位的處理每次遞增為2。public class DigitCombination public static void main(String args) int i, j, k;

19、 int counter = 0; /外層循環(huán)控制百位數(shù)的變化外層循環(huán)控制百位數(shù)的變化 for (i = 1; i = 9; i+) /中間循環(huán)控制十位數(shù)變化中間循環(huán)控制十位數(shù)變化 for (j = 0; j = 9; j+) if (i != j) /只有在百位數(shù)與十位數(shù)不同時才考慮個位數(shù)只有在百位數(shù)與十位數(shù)不同時才考慮個位數(shù) /最內(nèi)層循環(huán)控制個位數(shù)變化最內(nèi)層循環(huán)控制個位數(shù)變化 for (k = 1; k = 1e-6); System.out.println(PI= + (pi * 4); 課后工作l 復(fù)習(xí)本章內(nèi)容l 4.6 編寫程序，輸入兩個整數(shù)，計算并輸出它們的最大公約數(shù)和最小公倍數(shù)。l 4.7編寫程序，輸入一個整數(shù)，顯示它的所有的素數(shù)因子。例如，輸入整數(shù)120，輸出應(yīng)該為：2，2，2，3，5。l 4.8 編寫程序，輸入一個整數(shù)n代表行數(shù)，使用循環(huán)嵌套輸出如下的金字塔形數(shù)字圖案的前n行。l 4.10 一個整數(shù)如果恰好等于它的因子之和，則稱為“完數(shù)”。編寫程序輸出1到1000之間所有的完數(shù)。Java程序設(shè)計程序設(shè)計36