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

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1、第4章 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)Java程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)2學(xué)習(xí)目標(biāo)l 熟練掌握while、do-while、for語(yǔ)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(yǔ)句Java程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)34.1 循環(huán)結(jié)構(gòu)解決的問(wèn)題l 實(shí)際編程中有很多需要多次重復(fù)相同或相似的操作的問(wèn)題，幾乎每一種高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言都提供循環(huán)控制語(yǔ)句來(lái)處理重復(fù)操作。如：向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輸入100個(gè)學(xué)生的檔案，重復(fù)進(jìn)行100次輸入操作。為全班30個(gè)學(xué)生分別計(jì)算其5門課的平均成績(jī)，重復(fù)進(jìn)行30次求平均數(shù)的算術(shù)運(yùn)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(yǔ)言提供標(biāo)準(zhǔn)的三種循環(huán)控制語(yǔ)句：while語(yǔ)句、do-while語(yǔ)句和for語(yǔ)句。Java程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)44.1 循環(huán)結(jié)構(gòu)解決的問(wèn)題4.2 while語(yǔ)句l while循環(huán)語(yǔ)句的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)如下： while(循環(huán)繼續(xù)條件) 循環(huán)語(yǔ)句l while循環(huán)的執(zhí)行流程Java程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)54.2 while語(yǔ)句l while語(yǔ)句使用時(shí)需要注意的方面(1)while語(yǔ)句的循環(huán)體只能包含一條語(yǔ)句，當(dāng)循環(huán)體需要多條語(yǔ)句組成時(shí)，使用語(yǔ)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(yǔ)句。 while(i100) i = i + 1; Java程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)64.2 while語(yǔ)句例4-1：求1 + 2 + 3 + + 100的值，使用while語(yǔ)句。/文件名：GaussProblemWithWhile.javapublic class GaussProblemWithWhile public static void main(String args) int i = 1; /變量i存儲(chǔ)參加累加的數(shù)，初始值為1 int sum = 0; /變量s

4、um存儲(chǔ)和，初始值為0 while (i = 100) sum = sum + i; /累加運(yùn)算 i+; /i增加1，為下次累加準(zhǔn)備，同時(shí)也使循環(huán)繼續(xù)條件最終會(huì)變成false /循環(huán)結(jié)束后，執(zhí)行后面語(yǔ)句，輸出結(jié)果 System.out.println(sum = + sum); Java程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)74.3 do-while語(yǔ)句l do-while循環(huán)語(yǔ)句的語(yǔ)法格式： do 循環(huán)語(yǔ)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(jì)程序設(shè)計(jì)84.3 do-while語(yǔ)句l do-while語(yǔ)句使用時(shí)需要注意的方面(1)注意do-while語(yǔ)句的最后的分號(hào)表示語(yǔ)

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(jì)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(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)終止，程序繼續(xù)執(zhí)行do-while語(yǔ)句后面的語(yǔ)句。 do sum = sum + i; i+; while (i = 100);Java程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)94.4 for語(yǔ)句l for循環(huán)語(yǔ)句的語(yǔ)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(jì)程序設(shè)計(jì)104.4 for語(yǔ)句l for語(yǔ)句執(zhí)行流程對(duì)其各個(gè)組成部分進(jìn)行說(shuō)明（1）for語(yǔ)句總是從初始操作開(kāi)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(yǔ)

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(jì)算該表達(dá)式的值，若為true則循環(huán)繼續(xù)，否則終止整個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)。（3）循環(huán)體也只能有一條語(yǔ)句，需要多條語(yǔ)句時(shí)使用語(yǔ)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(jì)程序設(shè)計(jì)114.4 for語(yǔ)句l 例4-3：求1 + 2 + 3 + + 100的值，使用for語(yǔ)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(jì)程序設(shè)計(jì)124.5 循環(huán)語(yǔ)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(cè)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(cè)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(yǔ)句都可以用來(lái)處理相同的需要進(jìn)行重復(fù)操作的問(wèn)題，一般情況下三者之間可以相互替換。Java程序

8、設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)134.5 循環(huán)語(yǔ)句的比較編寫程序處理循環(huán)結(jié)構(gòu)時(shí)，選擇哪一種循環(huán)語(yǔ)句沒(méi)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(yǔ)句；l 循環(huán)次數(shù)不確定的情況使用while語(yǔ)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(yǔ)句。Java程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)144.5 循環(huán)語(yǔ)句的比較l 三種循環(huán)語(yǔ)句中do-while語(yǔ)句的后面必須使用分號(hào)結(jié)束。同時(shí)必須注意for語(yǔ)句和while語(yǔ)句循環(huán)繼續(xù)條件的括號(hào)后面不能加分號(hào)，如果不留意加了分號(hào)，可能不會(huì)有語(yǔ)法錯(cuò)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(gè)循環(huán)語(yǔ)句的循環(huán)體內(nèi)包含另一個(gè)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(gè)循環(huán)的內(nèi)嵌一層循環(huán)叫雙層循環(huán)嵌套，簡(jiǎn)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(lái)說(shuō)可以是無(wú)限的，可以形成多重循環(huán)。Java程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)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(jì)程序設(shè)計(jì)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(gè)等式 System.out.printf(%d*%d=%2d , i, j, i * j); /輸出一個(gè)乘法等式 System.out.println(); /一行輸出結(jié)束，輸出換行 Java程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)184.7 break和continue語(yǔ)句l 循環(huán)語(yǔ)句在執(zhí)行時(shí)，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(shí)終止循環(huán)，這稱為循環(huán)的正常執(zhí)行。程序設(shè)計(jì)過(guò)程中有時(shí)會(huì)需要提前終止循環(huán)，或者跳

11、過(guò)某次迭代中的部分語(yǔ)句直接進(jìn)入下一次迭代。break語(yǔ)句和continue語(yǔ)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(jì)程序設(shè)計(jì)194.7.1 break語(yǔ)句l break語(yǔ)句可以用于switch語(yǔ)句和循環(huán)語(yǔ)句中用于跳出switch語(yǔ)句或者提前終止循環(huán)。break語(yǔ)句用于循環(huán)語(yǔ)句的語(yǔ)法格式如下： break 語(yǔ)句標(biāo)號(hào);l 方括號(hào)表示其中的語(yǔ)句標(biāo)號(hào)是可選的，語(yǔ)句標(biāo)號(hào)的定義形式是一個(gè)合法的Java標(biāo)識(shí)符后面加上一個(gè)冒號(hào)，通常放在循環(huán)語(yǔ)句的前面，用以指明它代表該循環(huán)語(yǔ)句。Java程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)204.7.1 break語(yǔ)句Java程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)214.7.1 break語(yǔ)句J

12、ava程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)224.7.1 break語(yǔ)句Java程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)23例4-5：判斷正整數(shù)是否為質(zhì)數(shù)。從鍵盤輸入一個(gè)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(duì)任意的正整數(shù)n，只需要從2開(kāi)始到n-1結(jié)束，依次嘗試n是否被某個(gè)數(shù)整除即可?？梢韵燃僭O(shè)n是質(zhì)數(shù)，若找到一個(gè)數(shù)i使n%i=0，則確定n不是質(zhì)數(shù)，此時(shí)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(yǔ)句Java程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)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(yǔ)句Java程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)25 continue語(yǔ)句實(shí)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(yǔ)法形式為： continue 語(yǔ)句標(biāo)號(hào); continue語(yǔ)句的語(yǔ)句標(biāo)號(hào)使用方法與break語(yǔ)句相同。continute語(yǔ)句的作用是提前結(jié)束語(yǔ)句標(biāo)號(hào)指明的循環(huán)的本次迭代，即跳過(guò)continue語(yǔ)句后面直到循環(huán)體末尾的所有語(yǔ)句，直接去重新判斷循環(huán)繼續(xù)條件，再?zèng)Q定是否開(kāi)始下一次迭代。省略語(yǔ)句標(biāo)號(hào)時(shí)針對(duì)包括continue語(yǔ)句的最內(nèi)層循環(huán)。4.7.2 continue語(yǔ)句Java程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)264.7.2 continue語(yǔ)句Java程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)274.7.2 c

15、ontinue語(yǔ)句Java程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)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(kāi)始到200為止，依次對(duì)每個(gè)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(guò)輸出，直接檢查下一個(gè)數(shù)；不能整除時(shí)輸出。其中跳過(guò)輸出的操作可以由continue語(yǔ)句完成。4.7.2 continue語(yǔ)句Java程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)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(gè)數(shù) for (int i = 100

16、; i = 200; i+) if (i % 7 = 0) continue; /如果被7整除，跳過(guò)下面的輸出語(yǔ)句 System.out.println(i); 4.8 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序舉例Java程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)30例4-8：求Fibonacci數(shù)列的前20個(gè)數(shù)。該數(shù)列的特點(diǎn)：前兩個(gè)數(shù)F1和F2均為1，從第3個(gè)數(shù)開(kāi)始，F(xiàn)n=Fn-1+Fn-2。 解題思路：要解決該問(wèn)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(gè)數(shù)之和計(jì)算后面數(shù)。設(shè)f1表示第1個(gè)數(shù)，f2表示第2個(gè)數(shù)，則f3=f1+f2為第3個(gè)數(shù)；然后將f2賦給f1，f3賦給f2，則f1表示第2個(gè)數(shù)，f2表示第3個(gè)數(shù)，則f3=f1+f2

17、為第4個(gè)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(gè)數(shù)個(gè)數(shù) System.out.println(f1); System.out.println(f2); /循環(huán)計(jì)算并輸出后面循環(huán)計(jì)算并輸出后面18個(gè)數(shù)個(gè)數(shù) for (int i = 0; i 18; i+) f3 = f1 + f2; /計(jì)算下個(gè)數(shù)計(jì)算下個(gè)數(shù) System.out.println(f3); /輸出下個(gè)數(shù)輸出下個(gè)數(shù) f1 =

18、f2; f2 = f3; /為下次計(jì)算準(zhǔn)備為下次計(jì)算準(zhǔn)備 4.8 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序舉例Java程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)32例4-9：求用數(shù)字09可以組成多少個(gè)沒(méi)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(wèn)題的解決需要將所有滿足條件的可能情況全部列出來(lái)，需要用循環(huán)嵌套來(lái)處理，對(duì)百位、十位、個(gè)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(gè)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(gè)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(shí)才考慮個(gè)位數(shù)只有在百位數(shù)與十位數(shù)不同時(shí)才考慮個(gè)位數(shù) /最內(nèi)層循環(huán)控制個(gè)位數(shù)變化最內(nèi)層循環(huán)控制個(gè)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(gè)整數(shù)，計(jì)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(gè)整數(shù)，顯示它的所有的素?cái)?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(gè)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(gè)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(jì)程序設(shè)計(jì)36