Циклы while и for


Давайте представим, что мы хотим разделить целое число m на другое целое число n.

И мы хотим получить результат целочисленного деления, то есть самое большое количество раз, которое n вписывается в m.



Например, целочисленное деление 7 на 2, равно 3, потому что 2 по 3 раза, это 6.

Остаток равен 1.

И представьте себе, что у нас нет встроенной операции, которая выполняет эту операцию для нас.

Поэтому нам нужно сделать повторяемые вычитания.

И если нам удастся вычесть 2 из 7 три раза, это означает, что целочисленное деление равно 3.

Целочисленное деление y и целочисленный остаток x соответствуют формуле, m равно y умножить на n плюс x.

Предположим, что нам даны целые числа m и n.

А в x сохраняется оставшееся значение после вычитаний.



Итак, давайте начнем с x равно m.

y содержит результат целочисленного деления.

Мы инициализируем y 0 и приращиваем y на 1 каждый раз, когда мы вычитаем n из x.

И мы продолжаем вычитать n из x, пока x не меньше n.

Если x больше или равно n, мы вычитаем n из x и увеличим y на 1.

Таким образом, эта программа делает то, что мы хотим, но тут есть проблема.

Мы не знаем, сколько операторов if мы должны добавить.

Потому что это зависит от фактических значений m и n.

Например, с 7 и 2, это будет три выражения if.

При других входных данных это должно быть другое число if выражений.

В Java эту проблему решает оператор while.

Теперь эта программа делает то же самое, что и прежде, повторяет выражение, пока выполняется условие.



Но теперь у нас есть одно большое преимущество.

Выражения повторяются столько раз, сколько это необходимо, автоматически.

Но теперь вы должны быть очень осторожны при написании условия while.

Потому что есть опасность войти в бесконечный цикл, если условие while никогда не прекратится.

Преимущество цикла while заключается в том, что нам не нужно заранее знать, сколько раз мы должны что-либо повторять.



Мы повторяем, пока не будет достигнута цель, выраженная логическим условием.

Иногда, однако, мы знаем, сколько раз нам нужно что-либо повторить.

Это легко реализовать подсчетом.

Хитрость заключается в том, чтобы ввести счетчик.

Это целочисленная переменная, которую мы обновляем на каждой итерации.



Здесь существует три важных элемента: величина, с которой мы хотим начать, значение в конце и шаг между значениями.

Здесь мы начинаем с 0 и заканчиваем 3. И шаг 1.

Поэтому мы выполняем четыре итерации для i равного 0, 1, 2 и 3.

Теперь, помимо подсчета, мы можем захотеть что-то сделать в теле цикла.

В этом случае предположим, что у нас есть другая переменная, n, которую мы хотим умножать на 2 при каждой итерации.



Так как такого рода подсчет используется часто, в Java для этого есть специальная конструкция.

А именно, цикл for.

Этот цикл объединяет три важных момента для переменной счетчика:



Ее инициализацию, условие остановки, и выражение обновления.

Имейте в виду, что обновление выполняется после того, как выполняется тело цикла, а не раньше.

Для цикла for скобки являются обязательными, а также две точки с запятой внутри.

Фигурные скобки необходимы только в том случае, если есть более одного выражения в теле цикла.

Но это хорошая практика, чтобы всегда писать их.

Как вы видели, если в начальный момент условное выражение, управляющее циклом while, ложно, тело цикла вообще не будет выполняться.



Однако иногда желательно выполнить тело цикла хотя бы один раз, даже если в начальный момент условное выражение ложно.

Иначе говоря, существуют ситуации, когда проверку условия прерывания цикла желательно выполнять в конце цикла, а не в его начале.

И в Java есть именно такой цикл: do-while.

Этот цикл всегда выполняет тело цикла хотя бы один раз, так как его условное выражение проверяется в конце цикла.

В приведенном примере тело цикла выполняется до первой проверки условия завершения.

Мы уже видели оператор break в выражении switch.



Но оператор break также может прерывать любой цикл.

Предположим, у вас есть цикл.

И иногда желательно немедленно завершить цикл, не проверяя условие.

В таких случаях используется оператор break.

Оператор break немедленно завершает цикл, и управление программой переходит к следующему выражению, следующему за циклом.

Оператор break почти всегда используется вместе с выражением if else.

Также иногда желательно не прервать цикл, а пропустить код тела цикла и перейти к следующей итерации.



Оператор continue пропускает текущую итерацию цикла и когда выполняется оператор continue, управление программой переходит к концу цикла.

Затем проверяется условие, которое управляет циклом.

Оператор continue также почти всегда используется вместе с выражением if else.