1 循环结构
1.1 为什么需要循环结构
提示：张浩的 Java 考试成绩只有 80 分，没有达到自己的目标。为了表明自己勤奋学习的决心，他决定编程写 100 遍“好好学习，天天向上！”
经过努力，张浩终于编写完了程序，如示例 1 所示。
示例1
package cn.jbit.loops1;
public class DoWithoutWhile {
/*
* 不用while打印100遍
*/
public static void main(String[] args) {
System.out.println("第1遍写：好好学习，天天向上！");
System.out.println("第2遍写：好好学习，天天向上！");
System.out.println("第3遍写：好好学习，天天向上！");
System.out.println("第4遍写：好好学习，天天向上！");
//省略91行语句
System.out.println("第96遍写：好好学习，天天向上！");
System.out.println("第97遍写：好好学习，天天向上！");
System.out.println("第98遍写：好好学习，天天向上！");
System.out.println("第99遍写：好好学习，天天向上！");
System.out.println("第100遍写：好好学习，天天向上！");
}
}
程序运行结果如图 5.1 所示。
图 5.1 示例 1 的运行结果
张浩看到这个结果后很高兴，将这段代码拿给老师看。老师看了以后很赞赏张浩努力学习的精神，但给张浩提出了一个问题：如果要写 10000 遍该如何做呢？张浩觉得写 100 遍就花费了很长时间，更何况写 10000 遍呢？张浩去请教了师兄。师兄告诉他可以用循环结构，这样写 100 遍的代码如示例 2 所示。
示例2
package cn.jbit.loops1;
public class WhileDemo1 {
/*
* while打印100遍
*/
public static void main(String[] args) {
int i = 1;
while(i <= 100){
System.out.println("第" +i+ "遍写：好好学习，天天向上！");
i++; // i = i + 1
}
}
}
通过运行，示例 2 的结果和示例 1 的结果相同。如果要写 10000 遍代码，只需改变一条语句即可，如示例 3 所示。
示例3
package cn.jbit.loops1;
public class WhileDemo1 {
/*
* while打印100遍
*/
public static void main(String[] args) {
int i = 1;
while(i <= 10000){
System.out.println("第" +i+ "遍写：好好学习，天天向上！");
i++;
}
}
}
程序运行结果如图 5.2 所示。
图 5.2 示例 3 的运行结果
与示例 1 相比，示例 2 和示例 3 中处理问题的方式更简单。下面学习循环结构。
1.2 什么是循环结构
通过上面的示例，相信大家对循环有了一定的认识。循环就是重复地做，如 5.1.1 节的示例就是重复地写"好好学习，天天向上！"。
其实，在日常生活中有很多循环的例子，如打印 50 份试卷、在 400m 跑道上进行 10000m 赛跑、做 100 道编程题、滚动的车轮等，如图 5.3 所示。
图 5.3 生活中的循环
这些循环结构有哪些共同点呢？
我们可以从循环条件和循环操作两个角度考虑，即明确一句话 “在什么条件成立时不断地做什么事情”。
分析：
打印 50 份试卷：
循环条件——只要打印的试卷份数不足 50 份就继续打印。
循环操作----打印 1 份试卷，打印总份数加 1 。
万米赛跑：
循环条件——跑过的距离不足 10000m 就继续跑。
循环操作——跑 1 圈，跑过的距离增加 400m 。
做 100 道编程题：
循环条件——做编程题不足 100 道就继续做。
循环操作——完成 1 道编程题，完成题目的总数量增加 1 。
滚动车轮：
循环条件——没有到目的地就继续。
循环操作——车轮滚动 1 圈，离目的地更近一点。
由以上分析可以看出，所有的循环结构都有这样的特点：首先，循环不是无休止进行的，满足一定条件的时候循环才会继续，称为"循环条件"，循环条件不满足的时候，循环退出；其次，循环结构是反复进行相同的或类似的一系列操作，称为"循环操作"，如图 5.4 所示。
2 while循环结构
2.1 什么是while循环结构
我们已经了解了循环结构的构成和特点，而程序中的循环结构是什么样的呢？
观察 5.1.1 节的示例 2, 其中使用了 While 循环结构。 Java 程序中的循环结构有三种实现方式: while 循环结构、 do-while 循环结构和 for 循环结构。本章我们学习前两种。
下面先介绍 while 循环结构，如表 5-1 所示。
表 5-1 while 循环结构
关键字while后小括号中的内容是循环条件。循环条件是一个表达式，它的值为boolean类型，即true或false,如i<=100。｛｝中的语句统称为循环操作，又称为循环体。
结合表5-1 , while循环结构的执行顺序一般如下。
(1) 声明并初始化循环变量。
(2) 判断循环条件是否满足，如果满足则执行循环操作；否则退出循环。
(3) 执行完循环操作后，再次判断循环条件，决定继续执行循环或退出循环。
结合流程图思考：如果第一次判断循环条件时就不满足，循环操作会不会被执行？
实际上，while循环结构如果第一次判断循环条件就不满足，则会直接跳出循环，循环操作一遍都不会执行。这是while循环结构的一个特点：先判断，后执行。
2.2 如何使用 while 循环结构
下面使用while循环结构实现打印50份试卷。根据前面的分析，打印50份试卷的流程图如图5.5所示。
图5.5打印50份试卷的流程图
根据while循环结构的语法，可以得到如示例4所示的代码。
示例4
package cn.jbit.loops1;
import java.util.Scanner;
public class WhileDemo {
/*
* 如何使用while循环
*/
public static void main(String[] args) {
int count = 1;
while(count <= 50){
System.out.println("打印第" +count+ "份试卷");
count++;
}
}
}
问题：为了帮助张浩尽快提高成绩，老师给他安排了每天的学习任务：上午阅读教材，学习理论部分；下午上机编程，掌握代码部分。老师每天检查学习成果，如果不合格，则继续进行。
分析：对上面的问题，循环条件：老师没有给出满意的评价，就要继续执行任务。循环操作：上午阅读教材，下午上机编程。通过从控制台输入y或n表示老师的评价是“合格”或“不合格”，根据这个条件决定是否执行循环操作。根据while循环的语法，可以得到如示例5所示的代码。
示例5
package cn.jbit.loops1;
import java.util.Scanner;
public class WhileDemo3 {
/*
* 如何使用while循环
*/
public static void main(String[] args) {
String answer; //标识是否合格
Scanner input = new Scanner(System.in);
System.out.print("合格了吗?(y/n)：");
answer = input.next();
while(!"y".equals(answer)){
System.out.println("上午阅读教材！");
System.out.println("下午上机编程！\n");
System.out.print("合格了吗?(y/n)：");
answer = input.next();
}
System.out.println("完成学习任务！");
}
}
分析代码，可能会有以下问题。上一章学到了从控制台获得输入时需使用Scanner,为什么这里语法有变化呢？这是因为以前学的是从控制台获得一个整数，而这里需要从控制台获得一个字符串，将其保存在String类型的变量answer中，代码如下：
answer = input.next();
如何判断输入的字符串是不是"y" ?
回顾上一章，比较两个int类型或char类型变量是否相等，我们使用运算符"==”。这里，answer是String类型的变量，判断String类型变量是否相等通常采用下面的方法。
//判断 String 型的变量 strl 是否等于 str2, 若相等，则值为 true, 若不相等，则值为 false
String strl = "yes";
String str2 = “no";
boolean bool = strl.equals(str2);
System.out.println(bool);
以上代码运行后将输出false。因此，"y" .equals(answer)用来判断变量answer的值是不是小写英文字母y。 ！"y" .equals(answer)的含义：当answer的值不是y的时候，其值为true;answer的值是y的时候，其值为false。所以运行程序后输入y的时候，循环可以退出。程序运行结果如图5.6所示。
图5.6示例5的运行结果
通过示例5可以得到使用while循环结构解决问题的步骤。
说明：使用while循环结构解决问题的步骤如下。
(1) 分析循环条件和循环操作。
(2) 套用while语法写出代码。
(3) 检查循环能否退出。
注意：使用while循环结构解决问题时，一定要注意检查循环能否退出，即避免出现“死循环”现象。检查下面的代码。
package cn.jbit.loops1;
public class ErrorDemo {
public static void main(String[] args) {
int i = 0;
while(i < 4){
System.out.println("循环一直运行，不会退出！");
//这里缺少什么？
}
}
}
分析代码，会发现在循环操作中一直没有改变i的值。i的值一直为0，即始终满足i<4的循环条件，因此循环会一直运行，不会退出。修改的方法是在输出语句之后增加语句：
i++ ；
永远不会退出的循环称为“死循环”。“死循环”是编程中应极力避免出现的情况，所以对于循环，编写完成后要仔细检查循环能否退出。
常见错误1
使用while循环结构解决问题时，经常会遇到下面的一些错误。
(1)没有为循环变量赋初值。
检查下面的代码。
package cn.jbit.loops1;
public class ErrorDemo {
public static void main(String[] args) {
int i;
while(i < 4){
System.out.println("循环");
i++；
}
}
}
分析代码，会发现没有给循环变量i赋初值，程序编译将出现错误，并提示 “为变量i赋初值”。
(2)缺少｛｝。
运行下面的代码，将会出现什么结果？请动手尝试一下
package cn.jbit.loops1;
public class ErrorDemo {
public static void main(String[] args) {
int i = 0;
while(i < 4){
System.out.println("循环");
i++；
}
}
}
