Раздел 4: Управляющие конструкции
Глава 2: Циклы
while / do-while в Java
Циклы в Java позволяют выполнять блок кода несколько раз, что полезно для повторяющихся задач, таких как обработка данных или ожидание ввода пользователя. В этом уроке мы разберем два типа циклов: while и do-while. Они используются, когда количество итераций неизвестно заранее и зависит от условия.
1. Цикл while
1.1. Синтаксис
Цикл while проверяет условие перед каждой итерацией. Если условие истинно (true), код внутри цикла выполняется. Если ложно (false), выполнение переходит к следующей строке после цикла.
1.2. Как работает
Проверяется условие.
Если условие истинно, выполняется блок кода.
После выполнения блока кода условие проверяется снова.
Если условие ложно, цикл завершается, и выполнение продолжается после цикла.
1.3. Примеры
Простой счетчик
Суммирование чисел до ввода 0
Цикл с несколькими условиями
Бесконечный цикл
1.4. Особенности
Проверка условия: Условие проверяется перед выполнением блока кода, поэтому цикл может не выполниться ни разу, если условие изначально ложно.
Обновление переменных: Необходимо обновлять переменные внутри цикла, чтобы условие в конечном итоге стало ложным.
Использование: Подходит для задач, где количество итераций неизвестно, например, чтение данных до конца файла или ожидание ввода пользователя.
2. Цикл do-while
2.1. Синтаксис
Цикл do-while выполняет блок кода хотя бы один раз, а затем проверяет условие. Если условие истинно, цикл продолжается.
2.2. Как работает
Выполняется блок кода.
Проверяется условие.
Если условие истинно, выполнение возвращается к блоку кода.
Если условие ложно, цикл завершается.
#Java #для_новичков #beginner #while #do_while
Глава 2: Циклы
while / do-while в Java
Циклы в Java позволяют выполнять блок кода несколько раз, что полезно для повторяющихся задач, таких как обработка данных или ожидание ввода пользователя. В этом уроке мы разберем два типа циклов: while и do-while. Они используются, когда количество итераций неизвестно заранее и зависит от условия.
1. Цикл while
1.1. Синтаксис
Цикл while проверяет условие перед каждой итерацией. Если условие истинно (true), код внутри цикла выполняется. Если ложно (false), выполнение переходит к следующей строке после цикла.
while (условие) {
// Код, который выполняется, если условие истинно
}
Условие: Выражение, возвращающее boolean (true или false).
Блок кода: Выполняется, пока условие истинно.
1.2. Как работает
Проверяется условие.
Если условие истинно, выполняется блок кода.
После выполнения блока кода условие проверяется снова.
Если условие ложно, цикл завершается, и выполнение продолжается после цикла.
1.3. Примеры
Простой счетчик
int i = 1;
while (i <= 5) {
System.out.println("Число: " + i);
i++;
}
Вывод:
Число: 1
Число: 2
Число: 3
Число: 4
Число: 5
Объяснение: Цикл начинается с i = 1. Пока i <= 5, печатается значение i, и i увеличивается на 1. Когда i становится 6, условие становится ложным, и цикл завершается.
Суммирование чисел до ввода 0
import java.util.Scanner;
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int sum = 0;
int number;
System.out.println("Введите числа для суммирования (0 для завершения):");
number = scanner.nextInt();
while (number != 0) {
sum += number;
number = scanner.nextInt();
}
System.out.println("Сумма: " + sum);
Объяснение: Пользователь вводит числа, которые добавляются к sum, пока не введет 0. Цикл while проверяет number != 0 перед добавлением.
Цикл с несколькими условиями
int x = 10;
int limit = 20;
while (x > 0 && x < limit) {
System.out.println("x = " + x);
x--;
}
Вывод:
x = 10
x = 9
x = 8
...
x = 1
Объяснение: Цикл выполняется, пока выполняются оба условия: x > 0 и x < limit. Числа печатаются от 10 до 1.
Бесконечный цикл
int i = 0;
while (true) {
System.out.println("Итерация: " + i);
i++;
if (i >= 3) {
break; // Выход из цикла
}
}
Вывод:
Итерация: 0
Итерация: 1
Итерация: 2
Объяснение: Условие true делает цикл бесконечным, но break прерывает его, когда i достигает 3.
1.4. Особенности
Проверка условия: Условие проверяется перед выполнением блока кода, поэтому цикл может не выполниться ни разу, если условие изначально ложно.
Обновление переменных: Необходимо обновлять переменные внутри цикла, чтобы условие в конечном итоге стало ложным.
Использование: Подходит для задач, где количество итераций неизвестно, например, чтение данных до конца файла или ожидание ввода пользователя.
2. Цикл do-while
2.1. Синтаксис
Цикл do-while выполняет блок кода хотя бы один раз, а затем проверяет условие. Если условие истинно, цикл продолжается.
do {
// Код, который выполняется хотя бы один раз
} while (условие);
Условие: Выражение, возвращающее boolean.
Блок кода: Выполняется перед проверкой условия.
2.2. Как работает
Выполняется блок кода.
Проверяется условие.
Если условие истинно, выполнение возвращается к блоку кода.
Если условие ложно, цикл завершается.
#Java #для_новичков #beginner #while #do_while
👍4
2.3. Примеры
Простой счетчик
Выполнение при ложном условии
Меню с вводом пользователя
2.4. Особенности
Гарантированное выполнение: Блок кода выполняется хотя бы один раз, даже если условие ложно.
Использование: Подходит для задач, где нужно выполнить действие хотя бы раз, например, отображение меню или запрос ввода.
3. Правильное применение
3.1. Лучшие практики
Используйте фигурные скобки {}:
Обновляйте переменные:
Убедитесь, что переменные в условии изменяются, чтобы избежать бесконечных циклов.
Проверяйте на null:
Используйте понятные имена:
Например, counter вместо i делает код понятнее.
Избегайте бесконечных циклов:
3.2. Распространенные ошибки
Неправильный выбор цикла:
Использование do-while, когда while лучше, или наоборот.
Сложные условия:
4. Работа под капотом
4.1. Компиляция в байт-код
Цикл while:
Компилируется в инструкции if и goto. Условие проверяется перед выполнением, и если оно истинно, JVM переходит к блоку кода.
Пример байт-кода (упрощенно):
Цикл do-while:
Блок кода выполняется сначала, затем проверяется условие с помощью if и goto.
Пример байт-кода:
4.2. Память и стек
Стек операндов: Условие цикла вычисляется в стеке операндов JVM.
Стек вызовов: Локальные переменные цикла (например, i) хранятся в стеке вызовов.
Куча: Если в цикле создаются объекты (например, new String()), они хранятся в куче.
4.3. Оптимизация в JVM
JIT-компиляция: JVM может оптимизировать циклы, встраивая их в машинный код для повышения производительности.
Короткое замыкание: Если условие содержит логические операторы (&&, ||), JVM пропускает ненужные вычисления.
Удаление пустых циклов: Если цикл не выполняет полезной работы, JIT-компилятор может его убрать.
4.4. Ошибки в памяти
Бесконечные циклы: Могут переполнить стек или кучу, если создаются объекты.
NullPointerException: Работа с объектами без проверки на null в условии.
#Java #для_новичков #beginner #while #do_while
Простой счетчик
int i = 1;
do {
System.out.println("Число: " + i);
i++;
} while (i <= 5);
Вывод:
Число: 1
Число: 2
Число: 3
Число: 4
Число: 5
Объяснение: Блок кода выполняется, затем проверяется i <= 5. Цикл продолжается, пока условие истинно.
Выполнение при ложном условии
int i = 6;
do {
System.out.println("Это выполнится один раз");
} while (i <= 5);
Вывод: Это выполнится один раз
Объяснение: Блок кода выполняется один раз, даже если условие i <= 5 изначально ложно.
Меню с вводом пользователя
import java.util.Scanner;
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
String input;
do {
System.out.print("Введите команду (или 'quit' для выхода): ");
input = scanner.nextLine();
System.out.println("Вы ввели: " + input);
} while (!input.equalsIgnoreCase("quit"));
Объяснение: Пользователь вводит команды, пока не введет "quit". Цикл гарантирует, что запрос появится хотя бы один раз.
2.4. Особенности
Гарантированное выполнение: Блок кода выполняется хотя бы один раз, даже если условие ложно.
Использование: Подходит для задач, где нужно выполнить действие хотя бы раз, например, отображение меню или запрос ввода.
3. Правильное применение
3.1. Лучшие практики
Используйте фигурные скобки {}:
Даже для одной строки, чтобы избежать ошибок и улучшить читаемость.// Плохо: без скобок
while (i < 5)
System.out.println(i++);
// Хорошо: со скобками
while (i < 5) {
System.out.println(i++);
}
Обновляйте переменные:
Убедитесь, что переменные в условии изменяются, чтобы избежать бесконечных циклов.
Проверяйте на null:
Если работаете с объектами, проверяйте их на null, чтобы избежать NullPointerException.String input = null;
while (input != null && !input.isEmpty()) {
// Обработка ввода
}
Используйте понятные имена:
Например, counter вместо i делает код понятнее.
Избегайте бесконечных циклов:
Если используете while (true), добавьте break для выхода.while (true) {
if (условие) break;
}
3.2. Распространенные ошибки
Забыть обновить переменную:int i = 1;
while (i <= 5) {
System.out.println(i); // Бесконечный цикл, так как i не увеличивается
}
Неправильный выбор цикла:
Использование do-while, когда while лучше, или наоборот.
Сложные условия:
Слишком сложные условия затрудняют чтение. Разбивайте их на переменные.
// Плохо
while (x > 0 && y < 10 && z != null && z.isValid()) {}
// Хорошо
boolean isValid = x > 0 && y < 10 && z != null && z.isValid();
while (isValid) {}
4. Работа под капотом
4.1. Компиляция в байт-код
Цикл while:
Компилируется в инструкции if и goto. Условие проверяется перед выполнением, и если оно истинно, JVM переходит к блоку кода.
Пример байт-кода (упрощенно):
while (i < 5) {
i++;
}
Байт-код:iload i
bipush 5
if_icmpge end
iinc i, 1
goto loop
end:
Цикл do-while:
Блок кода выполняется сначала, затем проверяется условие с помощью if и goto.
Пример байт-кода:
do {
i++;
} while (i < 5);
Байт-код:loop:
iinc i, 1
iload i
bipush 5
if_icmplt loop
4.2. Память и стек
Стек операндов: Условие цикла вычисляется в стеке операндов JVM.
Стек вызовов: Локальные переменные цикла (например, i) хранятся в стеке вызовов.
Куча: Если в цикле создаются объекты (например, new String()), они хранятся в куче.
4.3. Оптимизация в JVM
JIT-компиляция: JVM может оптимизировать циклы, встраивая их в машинный код для повышения производительности.
Короткое замыкание: Если условие содержит логические операторы (&&, ||), JVM пропускает ненужные вычисления.
Удаление пустых циклов: Если цикл не выполняет полезной работы, JIT-компилятор может его убрать.
4.4. Ошибки в памяти
Бесконечные циклы: Могут переполнить стек или кучу, если создаются объекты.
NullPointerException: Работа с объектами без проверки на null в условии.
String s = null;
while (s.length() > 0) { // Ошибка: NullPointerException
}
#Java #для_новичков #beginner #while #do_while
👍3