Java-01-02-04-while循环

何若

发布于：2020年8月2日

循环语句就是让计算机根据条件做循环计算，在条件满足时继续循环，条件不满足时退出循环。

例如，计算从1到100的和：

1	1 + 2 + 3 + 4 + … + 100 = ?

除了用数列公式外，完全可以让计算机做100次循环累加。因为计算机的特点是计算速度非常快，我们让计算机循环一亿次也用不到1秒，所以很多计算的任务，人去算是算不了的，但是计算机算，使用循环这种简单粗暴的方法就可以快速得到结果。

我们先看Java提供的while条件循环。它的基本用法是：

while (条件表达式) {
    循环语句
}
// 继续执行后续代码

while循环在每次循环开始前，首先判断条件是否成立。如果计算结果为true，就把循环体内的语句执行一遍，如果计算结果为false，那就直接跳到while循环的末尾，继续往下执行。

我们用while循环来累加1到100，可以这么写：

// while

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0; // 累加的和，初始化为0
        int n = 1;
        while (n <= 100) { // 循环条件是n <= 100
            sum = sum + n; // 把n累加到sum中
            n ++; // n自身加1
        }
        System.out.println(sum); // 5050
    }
}

注意到while循环是先判断循环条件，再循环，因此，有可能一次循环都不做。

对于循环条件判断，以及自增变量的处理，要特别注意边界条件。思考一下下面的代码为何没有获得正确结果：

// while

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;
        int n = 0;
        while (n <= 100) {
            n ++; // 最后一次循环，此处n自加变成了101
            sum = sum + n;
        }
        System.out.println(sum);
    }
}

如果循环条件永远满足，那这个循环就变成了死循环。死循环将导致100%的CPU占用，用户会感觉电脑运行缓慢，所以要避免编写死循环代码。

如果循环条件的逻辑写得有问题，也会造成意料之外的结果：

// while

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;
        int n = 1;
        while (n > 0) {
            sum = sum + n;
            n ++;
        }
        System.out.println(n); // -2147483648
        System.out.println(sum);
    }
}

表面上看，上面的while循环是一个死循环，但是，Java的int类型有最大值，达到最大值后，再加1会变成负数，结果，意外退出了while循环。

练习

使用while计算从m到n的和：

/**
 * while练习
 */
public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;
        int m = 20;
        int n = 100;
        // FIXME: 使用while计算M+...+N:
        while (m <= n) {
            sum += m;
            m++;
        }
        System.out.println(sum);
    }

}