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014_循环语句（for / for-each / while / do-while）

news 2025/7/3 11:34:01

一、循环语句概述

循环语句用于重复执行一段代码块，直到满足终止条件，是程序控制流的重要组成部分。Java 提供四种主要循环语句：

for 循环：适合已知循环次数的场景
for-each 循环：简化数组和集合的遍历
while 循环：适合循环次数不确定，依赖条件判断的场景
do-while 循环：至少执行一次的循环场景

合理使用循环可以避免代码冗余，实现批量处理、迭代计算等功能。

二、for 循环

2.1 基本语法

for (初始化语句; 循环条件; 迭代语句) {// 循环体（需要重复执行的代码）
}

初始化语句：循环开始前执行一次，通常用于声明循环变量（如int i = 0）
循环条件：布尔表达式，为true时执行循环体，为false时终止循环
迭代语句：每次循环体执行后执行，通常用于更新循环变量（如i++）

2.2 执行流程

在这里插入图片描述

执行步骤：

执行初始化语句（仅一次）
判断循环条件：
- 若为true，执行循环体
- 若为false，退出循环
循环体执行完毕后，执行迭代语句
重复步骤 2-3

2.3 代码示例

// 基本用法：打印1-5的数字
for (int i = 1; i <= 5; i++) {System.out.println(i);
}// 嵌套for循环：打印5x5乘法表
for (int row = 1; row <= 5; row++) {for (int col = 1; col <= row; col++) {System.out.print(col + "x" + row + "=" + (col*row) + "\t");}System.out.println();
}// 省略部分语句（不推荐，降低可读性）
int i = 0;
for (; i < 5; ) {System.out.println(i);i++;
}

2.4 注意事项

循环变量的作用域：在 for 循环中声明的变量仅在循环体内有效

for (int i = 0; i < 3; i++) { ... }
// System.out.println(i); // 编译错误：i超出作用域

死循环风险：若循环条件始终为true且无 break，会导致无限循环

// 死循环示例（谨慎使用）
for (;;) { // 省略所有语句，条件默认为true// 需在循环体内通过break手动终止if (someCondition) break;
}

多重循环的性能：嵌套循环层数越多，性能消耗越大，建议控制在 3 层以内

三、for-each 循环（增强 for 循环）

3.1 基本语法

for (元素类型 变量名 : 数组或集合) {// 循环体：变量名代表当前遍历的元素
}

3.2 适用范围

数组（int[]、String[]等）
实现Iterable接口的集合（List、Set等）

3.3 执行流程

在这里插入图片描述

执行步骤：

依次从数组或集合中获取元素，赋值给变量
执行循环体
重复步骤 1-2，直到所有元素遍历完毕

3.4 代码示例

// 遍历数组
int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
for (int num : numbers) {System.out.println(num); // 依次输出数组元素
}// 遍历集合
List<String> fruits = Arrays.asList("苹果", "香蕉", "橙子");
for (String fruit : fruits) {System.out.println(fruit); // 依次输出集合元素
}// 遍历字符串（本质是字符数组）
String str = "hello";
for (char c : str.toCharArray()) {System.out.println(c); // 依次输出每个字符
}

3.5 特点与限制

优点：语法简洁，无需关心索引，减少数组越界风险
限制：
- 无法获取元素索引（如需索引需用普通 for 循环）
- 不能在循环中添加 / 删除集合元素（会抛出ConcurrentModificationException）
- 不能修改数组 / 集合的元素（基本类型修改的是副本，引用类型可修改对象属性）

for (int num : numbers) {num = 100; // 无效：仅修改临时变量，原数组不变
}

四、while 循环

4.1 基本语法

while (循环条件) {// 循环体
}

4.2 执行流程

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执行步骤：

判断循环条件：
- 若为true，执行循环体
- 若为false，退出循环
循环体执行完毕后，回到步骤 1 重复判断

4.3 代码示例

// 基本用法：计算1-100的和
int sum = 0;
int i = 1;
while (i <= 100) {sum += i;i++; // 必须手动更新循环变量，否则会死循环
}
System.out.println("1-100的和：" + sum);// 读取用户输入直到合法
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int age;
while (true) {System.out.print("请输入年龄（1-120）：");age = scanner.nextInt();if (age >= 1 && age <= 120) {break; // 输入合法，退出循环}System.out.println("年龄不合法，请重新输入！");
}

4.4 注意事项

循环变量的初始化：需在循环外手动初始化（区别于 for 循环）
迭代语句的位置：必须在循环体内包含更新循环变量的语句，否则易导致死循环

// 死循环示例（缺少迭代语句）
int j = 0;
while (j < 5) {System.out.println(j);// 缺少j++，j始终为0，循环永不结束
}

五、do-while 循环

5.1 基本语法

do {// 循环体
} while (循环条件);

5.2 执行流程

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执行步骤：

执行循环体（至少执行一次）
判断循环条件：
- 若为true，回到步骤 1 继续执行
- 若为false，退出循环

5.3 代码示例

// 基本用法：至少执行一次的场景
int input;
do {System.out.print("请输入0退出：");input = scanner.nextInt();
} while (input != 0);// 计算阶乘（n! = 1*2*...*n）
int n = 5;
int factorial = 1;
int k = 1;
do {factorial *= k;k++;
} while (k <= n);
System.out.println(n + "的阶乘：" + factorial);

5.4 与 while 循环的区别

执行次数：do-while 至少执行一次循环体，while 可能一次都不执行
适用场景：do-while 适合 “先执行后判断” 的场景（如用户输入验证、菜单选择）

// while循环：条件不满足则一次都不执行
int a = 5;
while (a < 5) {System.out.println("while循环执行"); // 不会执行
}// do-while循环：无论条件如何，至少执行一次
int b = 5;
do {System.out.println("do-while循环执行"); // 会执行一次
} while (b < 5);

六、循环控制语句（break、continue）

6.1 break 语句

作用：立即终止当前循环，跳出循环体
适用场景：for、for-each、while、do-while 循环，以及 switch-case

// 找到第一个偶数就退出
int[] nums = {1, 3, 4, 5, 6};
for (int num : nums) {if (num % 2 == 0) {System.out.println("第一个偶数：" + num);break; // 找到后立即退出循环}
}// 嵌套循环中跳出指定循环（需配合标签）
outer: for (int i = 0; i < 3; i++) {for (int j = 0; j < 3; j++) {if (i == 1 && j == 1) {break outer; // 跳出outer标签对应的外层循环}System.out.println(i + "," + j);}
}

6.2 continue 语句

作用：跳过当前循环体的剩余部分，直接进入下一次循环
适用场景：仅用于循环语句

// 打印1-10中的奇数
for (int i = 1; i <= 10; i++) {if (i % 2 == 0) {continue; // 跳过偶数，进入下一次循环}System.out.println(i);
}// 配合标签使用
outer: for (int i = 0; i < 3; i++) {for (int j = 0; j < 3; j++) {if (j == 1) {continue outer; // 跳过外层循环的当前迭代，进入下一次}System.out.println(i + "," + j);}
}

七、四种循环的对比与选择

循环类型	语法特点	适用场景	优势	局限性
for 循环	初始化、条件、迭代集中定义	已知循环次数（如遍历前 n 个元素）	结构清晰，循环变量作用域可控	语法相对繁琐
for-each 循环	简化的遍历语法	数组或集合的遍历（无需索引）	代码简洁，无越界风险	无法获取索引，不能修改元素
while 循环	仅包含循环条件	循环次数不确定（依赖动态条件）	灵活，适合复杂条件判断	需手动管理循环变量
do-while 循环	先执行后判断	至少执行一次的场景（如输入验证）	保证循环体至少执行一次	适用场景有限

7.1 选择建议

遍历数组 / 集合且无需索引 → 优先用 for-each 循环
已知循环次数或需要索引 → 用 for 循环
循环次数不确定且可能不执行 → 用 while 循环
循环次数不确定但必须执行一次 → 用 do-while 循环

八、常见错误与最佳实践

8.1 常见错误

死循环：循环条件始终为true且无 break

// 错误示例：i始终为0，条件永远成立
int i = 0;
while (i < 5) {System.out.println(i);// 缺少i++，导致死循环
}

循环变量更新位置错误

// 错误示例：迭代语句在continue之后，导致i不更新
for (int i = 0; i < 5; ) {if (i == 2) {continue; // 跳过迭代语句}System.out.println(i);i++;
}

数组越界：循环变量超出数组索引范围

int[] arr = {1, 2, 3};
// 错误：arr.length是3，索引最大为2，i <= 3会越界
for (int i = 0; i <= arr.length; i++) {System.out.println(arr[i]); // 抛出ArrayIndexOutOfBoundsException
}