Что такое циклы и для чего они используются java
Циклы в Java
Что такое циклы
Циклы с предусловием: условие выполнения определяется перед первой итерацией.
Циклы с постусловием: условие выполнения определяется после первой итерации (поэтому они всегда выполняются минимум один раз). Полезны, когда нужно выполнять некое действие, пока не реализуется некое условие: например, считывать ввод пользователя, пока он не введет слово “stop”.
Циклы со счетчиком: количество итераций определяется смоделированным счетчиком. В условии цикла задается его начальное и конечное значение. Каждую итерацию счетчик наращивается. Мы можем заранее определить количество итераций.
Эти циклы бывают полезны, когда нужно перебрать все элементы в какой-то коллекции. Циклы со счетчиком называют “циклами для. ”. “Для каждого элемента некоторой коллекции осуществить следующие действия”.
Допустимы случаи, когда выполнение цикла можно прервать до достижения его условия. Например, если у нас есть коллекция из 100 чисел и нам необходимо понять, содержит ли она отрицательные числа. Мы можем начать перебор всех чисел, используя цикл “для”. Но когда мы найдем первое отрицательное число, нам не обязательно перебирать оставшиеся числа. Мы можем прервать выполнение цикла, если его дальнейшее выполнение не имеет смысла. Подобные ситуации называют прерыванием цикла.
Безусловные циклы — циклы, которые выполняются бесконечно. Например: “Пока 1=1, печатать “1=1””. Такая программа будет выполняться, пока ее вручную не прервут.
Данные циклы тоже бывают полезны, когда используются вместе с прерыванием цикла “изнутри”. Используйте их осторожно, чтобы не спровоцировать зависание программы.
Подробнее с циклами в языке программирования Java можно познакомиться на 4-ом уровне курса JavaRush. В частности, с циклами while и for.
Циклы в Java
Занятие 7. Циклы в Java
Цикл — это многократно повторяющийся фрагмент программы.
В java существует два типа циклов: типа «пока» и типа «n-раз».
Первый тип «пока» предназначен для повторения какого-то действия до тех пор, пока выполняется некоторое условие. Пример: увеличивать число на 5 до тех пор, пока оно не станет трёхзначным.
Второй тип «n-раз» предназначен для повторения каких-то действий заранее известное количество раз. Пример: умножить число само на себя 4 раза.
Цикл типа «пока» (операторы while и do…while)
Оператор while повторяет указанные действия до тех пор, пока его параметр имеет истинное значение.
Например, такой цикл выполнится 4 раза, а на экран будет выведено «1 2 3 4 »:
Такой цикл не выполнится ни разу и на экран ничего не выведется:
Такой цикл будет выполняться бесконечно, а на экран выведется «1 2 3 4 5 6 7 …»:
Условие, определяющее будет ли цикл повторятся снова, проверяется перед каждым шагом цикла, в том числе перед самым первым. Говорят, что происходит предпроверка условия.
Бывает цикл типа «пока» с постпроверкой условия. Для его записи используется конструкция из операторов do…while.
Такой цикл выполнится 4 раза, а на экран будет выведено «2 3 4 5 »:
Такой цикл выполнится 1 раз, а на экран будет выведено «2 »:
Тело цикла do…while выполняется по крайней мере один раз. Этот оператор удобно использовать, когда некоторое действие в программе нужно выполнить по крайней мере единожды, но при некоторых условиях придётся повторять его многократно.
Ознакомьтесь со следующей программой (она загадывает случайное целое число из отрезка [1;10] и просит пользователя его угадать, вводя варианты с клавиатуры, пока пользователь не угадает число, программа будет ему подсказывать, сообщая больше или меньше число загаданное, чем то, что ввёл пользователь):
Внесите в программу следующие доработки:
Программа должна считать количество попыток, которое потребовалось пользователю, чтобы угадать число. И в конце сообщать, сколько было попыток.
Программа должна загадывать число не из отрезка [1;10], а целое число из отрезка от [−10;10], исключая ноль. При этом, постарайтесь, чтобы распределение случайных чисел генерируемых программой было равномерных (т. е. в случае выпадения нуля его нельзя просто заменить на какое-то другое число, например, на 1, ведь тогда 1 будет выпадать с вдвое большей вероятностью, чем остальные числа).
Программа должна подсказывать пользователю, что он ошибся в знаке, если программа загадала положительное число, а пользователь ввёл отрицательное. И наоборот.
Цикл типа «n-раз» (оператор for)
Оператор for содержит три параметра. Первый называется инициализацией, второй — условием повторения, третий — итерацией.
В первом параметре обычно выбирают какую-то переменную, с помощью которой будет подсчитываться количество повторений цикла. Её называют счетчиком. Счётчику задают некоторое начальное значение (указывают, начиная с какого значения он будет изменяться).
Во втором параметре указывают некоторое ограничение на счётчик (указывают, до какого значения он будет изменяться).
В третьем параметре указывают выражение, изменяющее счётчик после каждого шага цикла. Обычно это инкремент или декремент, но можно использовать любое выражение, где счётчику будет присваиваться некоторое новое значение.
Перед первым шагом цикла счётчику присваивается начальное значение (выполняется инициализация). Это происходит лишь однажды.
Перед каждым шагом цикла (но после инициализации) проверяется условие повторения, если оно истинно, то в очередной раз выполняется тело цикла. При этом, тело цикла может не выполниться ни разу, если условие будет ложным в момент первой же проверки.
После завершения каждого шага цикла и перед началом следующего (и, значит, перед проверкой условия повторения) выполняется итерация.
Представленная программа выводит на экран числа от 1 до 100:
Представленная программа выводит на экран числа от 10 до −10:
Представленная программа выводит на экран нечётные числа от 1 до 33:
Представленная программа вычислит сумму элемнтов фрагмента последовательности 2, 4, 6, 8,… 98, 100. Итак:
Представленная программа будет возводить число из переменной a в натуральную степень из переменной n:
Представленная программа выведет на экран 10 первых элементов последовательности 2n+2, где n=1, 2, 3…:
Представленная программа выведет на экран 10 первых элементов последовательности 2an−1+3, где a1=3:
В одном цикле можно задавать сразу несколько счётчиков. При этом несколько выражений в итерации и в инициализации разделяются запятыми. Условие повторения можно задавать только одно, но оно может быть выражением, содержащим сразу несколько счётчиков.
Представленная программа выведет на экран 10 первых элементов последовательности 2an−1–2, где a1=3:
Досрочное завершение цикла (оператор break)
Как цикл типа «пока» так и цикл типа «n-раз» можно завершить досрочно, если внутри тела цикла вызвать оператор break. При этом произойдёт моментальный выход из цикла, не будет закончен даже текущий шаг (т. е. если после break присутствовали какие-то ещё операторы, то они не выполнятся).
В результате работы следующего примера на экран будут выведены только числа «1 2 3 4 Конец»:
Когда программа будет выполнять цикл в пятый раз(войдёт в цикл с счётчиком равным 5), сразу же будет проверено и окажется истинным условие при котором выполнится оператор break. Оставшаяся часть тела цикла (вывод на экран) уже производится не будет: программа сразу перейдёт к выполнению операций указанных после цикла и далее.
C помощью оператор break можно прервать заведомо бесконечный цикл. Пример (на экран выведется «100 50 25 12 6 3 1 0 » и после этого цикл остановится):
Оператор break имеет смысл вызывать только при наступлении какого-то условия, иначе цикл будет завершен досрочно на первом же своём шаге.
В представленном выше примере вывода в цикле на экран не произойдёт ни разу, а когда переменная a выведется на экран после цикла, то окажется, что её значение ни разу не менялось, т. е. выведено будет «a=25» (и ничего больше).
Обратите внимание также на то, что переменная была объявлена до начала цикла. Когда переменная объявляется в параметрах цикла, то она оказывается недоступной за его приделами, а в данном случае требовалось иное — узнать какое значение будет у счётчика после завершенияцикла.
Задачи
Создайте программу, выводящую на экран все четырёхзначные числа последовательности 1000 1003 1006 1009 1012 1015 ….
Создайте программу, выводящую на экран первые 55 элементов последовательности 1 3 5 7 9 11 13 15 17 ….
Создайте программу, выводящую на экран все неотрицательные элементы последовательности 90 85 80 75 70 65 60 ….
Создайте программу, выводящую на экран первые 20 элементов последовательности 2 4 8 16 32 64 128 ….
Выведите на экран все члены последовательности 2an-1–1, где a1=2, которые меньше 10000.
Выведите на экран все двузначные члены последовательности 2an-1+200, где a1= –166.
Создайте программу, вычисляющую факториал натурального числа n, которое пользователь введёт с клавиатуры.
Выведите на экран все положительные делители натурального числа, введённого пользователем с клавиатуры.
Проверьте, является ли введённое пользователем с клавиатуры натуральное число — простым. Постарайтесь не выполнять лишних действий (например, после того, как вы нашли хотя бы один нетривиальный делитель уже ясно, что число составное и проверку продолжать не нужно). Также учтите, что наименьший делитель натурального числа n, если он вообще имеется, обязательно располагается в отрезке [2; √n].
Создайте программу, выводящую на экран 12 первых элементов последовательности 2an-2–2, где a1=3 и a2=2.
Выведите на экран первые 11 членов последовательности Фибоначчи. Напоминаем, что первый и второй члены последовательности равны единицам, а каждый следующий — сумме двух предыдущих.
Для введённого пользователем с клавиатуры натурального числа посчитайте сумму всех его цифр (заранее не известно сколько цифр будет в числе).
В городе N проезд в трамвае осуществляется по бумажным отрывным билетам. Каждую неделю трамвайное депо заказывает в местной типографии рулон билетов с номерами от 000001 до 999999. «Счастливым» считается билетик у которого сумма первых трёх цифр номера равна сумме последних трёх цифр, как, например, в билетах с номерами 003102 или 567576. Трамвайное депо решило подарить сувенир обладателю каждого счастливого билета и теперь раздумывает, как много сувениров потребуется. С помощью программы подсчитайте сколько счастливых билетов в одном рулоне?
В городе N есть большой склад на котором существует 50000 различных полок. Для удобства работников руководство склада решило заказать для каждой полки табличку с номером от 00001 до 50000 в местной типографии, но когда таблички напечатали, оказалось что печатный станок из-за неисправности не печатал цифру 2, поэтому все таблички, в номерах которых содержалась одна или более двойка (например, 00002 или 20202) — надо перепечатывать. Напишите программу, которая подсчитает сколько всего таких ошибочных табличек оказалось в бракованной партии.
Электронные часы показывают время в формате от 00:00 до 23:59. Подсчитать сколько раз за сутки случается так, что слева от двоеточия показывается симметричная комбинация для той, что справа от двоеточия (например, 02:20, 11:11 или 15:51).
Как использовать циклы в языке Java. Полное руководство
Всё — от простейших конструкций до тонкостей и самых неочевидных моментов — в одной статье.
Цикл — это конструкция, которая позволяет многократно выполнять один и тот же участок кода. Например, вы хотите написать в консоль слово «Привет» 10 раз. Это можно сделать таким образом:
Вроде бы и не очень сложно, но код постоянно дублируется. А если нам нужно повторить это 100 раз — не добавлять же в программу 100 одинаковых строк? В таких случаях на помощь приходят циклы.
Вот как можно записать этот же код с помощью одного из циклов (далее мы рассмотрим его подробнее) — получилось всего три строчки вместо десяти:
А вот вариант для стократного вывода в консоль сообщения «Привет»:
Количество строк не увеличилось, мы просто заменили число 10 на число 100. Ровно так же будет и в случае с тысячей строк, и с миллионом, и с любым другим числом повторений.
В языке Java существует четыре вида циклов:
Начнём рассматривать их по порядку.
Java-разработчик, преподаёт в Skillbox, осваивает машинное обучение.
Содержание
Цикл for
В самом начале мы уже привели пример, в котором использовался именно цикл for — для вывода повторяющихся строк. Рассмотрим его подробнее.
Синтаксис цикла for имеет такой вид:
Здесь итерация — одно выполнение тела цикла. Смысл параметров, используемых в записи цикла:
- — в этом месте обычно объявляется счётчик цикла, но может быть произведено любое иное действие. Данная часть выполнится только единожды, перед началом цикла. — в этой части мы указываем условие для цикла. Если условие возвращает true, то цикл выполняет указанные в его цикле действия, иначе — прекращает работу. — действие, которое будет выполнено после каждой итерации, если она не была прервана. Если в параметре счётчик цикла обычно объявляется, то здесь он, как правило, увеличивается. Но может быть совершено и любое другое действие.
Эти три части цикла указываются в круглых скобках цикла и обязательно разделяются знаком точки с запятой. За ними следует:
- — код, который будет выполняться при каждой итерации.
Последовательность выполнения цикла (пошаговый алгоритм работы):
Шаг 3. Выполняем итерацию цикла (команды, которые записаны в строках ). Если выполнение итерации не было прервано, то переходим к шагу 4, иначе — к шагу 5.
Шаг 5. Выходим из цикла, продолжаем работу программы.
Для нашего примера (вывод повторяющихся строк) можно нарисовать такую блок-схему:
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.
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 int a = 1;
while (a
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.
Выведем таблицу умножения с помощью двух массивов:
int a, b, result = 0;
for (a = 2; a
for (b = 2; b
result = a*b;
System.out.println(a+»x»+b+» = «+result);
Cоздание объектов в цикле Java
Циклы удобны, когда нужно создать и пронумеровать множество объектов. Их число бывает неизвестно заранее: объекты могут создаваться по запросу пользователя. Вот мы спросили, сколько нужно чего-то, и записали число в переменную n. Теперь создадим объекты в нужном количестве:
Something[] array = new Something[n]; //создаем массив типа “что-то” из n элементов
for(int i = 0; i
array[i] = new Something(); //создаем “что-то” и помещаем его в массив
Как выйти из цикла Java
Для выхода из цикла есть ключевые слова break — «прервать», continue — «возобновить» и return — «вернуться». Команда break переключает программу на выполнение следующих за циклом операторов. Условия прерывания цикла в Java оформляют через if-ветвление. Главное, чтобы проверка выполнялась перед основной частью тела цикла.
//после создания массива m пишем:
if (a==5) break;
System.out.println(a);
Операторы ветвления и цикла в Java часто работают вместе: запускаем цикл, а внутри него проверяем, не выполнено ли еще условие, при котором нужно прервать цикл или сделать что-то ещё.
Если использовать break во вложенном цикле, прервётся только он, а внешний продолжит выполняться.
Для досрочного прерывания итерации цикла for в Java используют continue. Когда программа до него доходит, она пропускает невыполненную часть итерации, обновляет счётчик и переходит к следующей итерации.
В конструкциях while тот же continue работает иначе: возвращает нас к проверке условия продолжения цикла. Другая команда – return – возвращает программу к месту, откуда был вызван метод, в котором цикл находится.
break Mark1; //при условии, что где-то выше стоит метка Mark1 :
Бесконечный цикл Java
Создать бесконечный цикл легко — достаточно не указывать параметры в for:
for (; 😉 <>
Сложнее извлечь из этого пользу. Обычно бесконечность цикла – критическая ошибка, которая мешает выполнению программы. Поэтому каждый цикл стоит проверять на способность корректно завершиться в нужный момент. Для этого нужно:
Советуем также посмотреть мастер-класс по созданию приложения «Погода», где рассматривается работа с циклами
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.
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 int a = 1;
while (a
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.
Выведем таблицу умножения с помощью двух массивов:
int a, b, result = 0;
for (a = 2; a
for (b = 2; b
result = a*b;
System.out.println(a+»x»+b+» = «+result);
Cоздание объектов в цикле Java
Циклы удобны, когда нужно создать и пронумеровать множество объектов. Их число бывает неизвестно заранее: объекты могут создаваться по запросу пользователя. Вот мы спросили, сколько нужно чего-то, и записали число в переменную n. Теперь создадим объекты в нужном количестве:
Something[] array = new Something[n]; //создаем массив типа “что-то” из n элементов
for(int i = 0; i
array[i] = new Something(); //создаем “что-то” и помещаем его в массив
Как выйти из цикла Java
Для выхода из цикла есть ключевые слова break — «прервать», continue — «возобновить» и return — «вернуться». Команда break переключает программу на выполнение следующих за циклом операторов. Условия прерывания цикла в Java оформляют через if-ветвление. Главное, чтобы проверка выполнялась перед основной частью тела цикла.
//после создания массива m пишем:
if (a==5) break;
System.out.println(a);
Операторы ветвления и цикла в Java часто работают вместе: запускаем цикл, а внутри него проверяем, не выполнено ли еще условие, при котором нужно прервать цикл или сделать что-то ещё.
Если использовать break во вложенном цикле, прервётся только он, а внешний продолжит выполняться.
Для досрочного прерывания итерации цикла for в Java используют continue. Когда программа до него доходит, она пропускает невыполненную часть итерации, обновляет счётчик и переходит к следующей итерации.
В конструкциях while тот же continue работает иначе: возвращает нас к проверке условия продолжения цикла. Другая команда – return – возвращает программу к месту, откуда был вызван метод, в котором цикл находится.
break Mark1; //при условии, что где-то выше стоит метка Mark1 :
Бесконечный цикл Java
Создать бесконечный цикл легко — достаточно не указывать параметры в for:
for (; 😉 <>
Сложнее извлечь из этого пользу. Обычно бесконечность цикла – критическая ошибка, которая мешает выполнению программы. Поэтому каждый цикл стоит проверять на способность корректно завершиться в нужный момент. Для этого нужно:
Советуем также посмотреть мастер-класс по созданию приложения «Погода», где рассматривается работа с циклами
10.1. Java — Циклы и операторы цикла
Цикл — операторы выполняются последовательно: первый оператор функции выполняется первым, затем второй и так далее. Цикл используется в ситуации, когда Вам нужно выполнить блок кода несколько раз.
Языки программирования предлагают различные структуры управления, позволяющие более сложные пути выполнения.
Содержание
Циклы
Объявления цикла позволяет выполнить оператор или группу операторов несколько раз, ниже приводится общая структура оператора цикла в большинстве языков программирования:
Существуют следующие циклы в Java для обработки циклических требований (перейдите последующим ссылкам, чтобы узнать подробнее о каждом).
| Цикл | Описание |
| while | Повторяет оператор или группу операторов, пока заданное условие является true. Цикл проверяет условие до выполнения тела цикла. |
| for | Выполняет последовательность операторов несколько раз и сокращает код, которым управляет переменная цикла. |
| улучшенный for | Выполняет последовательность операторов несколько раз и сокращает код, которым управляет переменная цикла. |
| do. while | Выполняется цикл while, за исключением того, что он проверяет условия в конце тела цикла. |
Операторы цикла
Операторы цикла — изменяют нормальное выполнение последовательности цикла в Java. Когда выполнение выходит из своей области, все объекты, которые были созданы автоматически в этой области будут уничтожены.
Java поддерживает следующие управляющие операторы цикла.