Contenu connexe Similaire à SCJP ch06 (9) 1. 第 6 章
流程控制 ( 二 ) ：迴圈
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3. 前言
在第 5 章中 , 我們已充分練習了如何使用條件判斷
來控制程式流程 , 本章我們要開始學習流程控制的另
一把利器 ― 迴圈 (loop) 。
迴圈是用來解決重複性工作 ( 重複的執行動作 ) 的敘
述。在日常生活中 , 往往我們都會為了一些例行性
(routine) 的工作浪費許多時間；辦公人員每天重複的
收發表格、操作員重複地把原料放到機器上等。
6. 前言
上列程式中 , 我們浪費太多的時間在撰寫重複的程式
碼。如
果程式要算的是 1 加到 1000, 甚至 1 加到 10000
呢？此時將耗費許多不必要的時間在程式撰寫上面。
為了改進重複性程式的撰寫或執行效率 , Java 提供
了數種『迴圈』敘述 , 讓我們可大幅簡化重複性程式
的撰寫。
9. 前言
程式碼是不是精簡很多了呢？那是因為重複的程式碼
被我們用迴圈取代了 , 只需寫一次即可 , 不必重複寫
很多次 , 這就是迴圈的妙用。
其中 for 迴圈的用法我們會在下一節中詳細的說明。
在 Java 語言中 , 共有 for 、 while 及 do 三種迴
圈敘述。以下我們將分別解說此三類迴圈並實際演練
。
▪ 單從寫程式的觀點 , 本就應熟悉各種迴圈的應用才能
寫出有效率的程式 , 而應考 SCJP 時更是應將各種迴
圈的寫法、結構、執行的流程了然於胸。
10. 6-1 for 迴圈
在前面的範例中 , 我們使用了 for 迴圈來計算 1 加
到 100 的數值。
而 for 迴圈就是適用在需要精確控制迴圈執行次數的
場合 , 像上述的例子 , 我們就是控制迴圈加到 100
就不要再執行了 , 此時程式便跳出迴圈。
以下就來說明 for 迴圈的語法。
11. 6-1-1 語法
for 迴圈的語法如下：
初始運算式：在第一次進入迴圈時 , 會先執行此處的
運算式。在一般的情況下 , 我們都是在此設定條件運
算式中會用到的變數之初始值。
13. 語法
控制運算式：每次執行完 for 迴圈中的動作後 , 就會先
執行此運算式。此運算式通常都是用於調整條件運算式
中會用到的變數值。
以上例來說 , 在條件運算式為 i < 10 的情況下 , 要想讓
此迴圈可以執行十次 , 就會在『初始運算式』設定 i=0,
再利用控制運算式來改變 i 值 , 例如 i++, 讓 i 以每次
加 1 的方式不斷累加 , 等到 i 的值加到 10 的時候 ,
條件運算式 i < 10 的結果即為 false, 此時迴圈結束 , 也
完成我們想要迴圈執行 10 次的目標。
迴圈動作敘述：將您希望利用迴圈重複執行的敘述放在
此處 , 如果要執行的敘述只有一個 , 也可省略前後的大
括弧 {} 。
14. 語法
整個 for 迴圈的執行流程圖
如右：
瞭解完語法後 , 以下進一步
來控制運算式看 for 迴圈是
怎麼執行的。
16. 執行流程
由上述例子可知 , 我們只要善用迴圈的條件運算式及
控制運算式 , 就可以控制迴圈的執行次數。由此亦可
得知 , 如果我們需要控制程式執行的次數 , for 迴圈
將是最好的選擇。
我們實際以一個例子來作說明 , 假設要逐步計算某個
範圍內 ( 例如 1 〜 1000) 所有奇數的總和 , 此時使
用 for 迴圈來處理是最恰當的 , 程式碼如下。
18. 執行流程
▪ 程式第 5 行、第 13 〜 17 行有關讓使用者輸入所需
的程式碼 , 請如前一章介紹的先依此形式直接使用 ,
在第 14 、 16 章 , 才會說明這些程式碼的功用。
19. 執行流程
在 for 迴圈的初始運算式中 , 也可以直接宣告新的變
數來使用 , 例如上面程式中的 for(int i=1;...) 。
不過要特別注意 , 在 for 中宣告的變數就只能在 for
迴圈中使用 , 例如：
20. 執行流程
另外 , 在初始運算式及控制運算式中也可以包含多個以
逗號分隔的運算式 , 例如以下二種寫法都是允許的：
不過 , 在條件運算式中就只能有一個運算式 , 而且運算
結果必須為 true 或 false 才行。
因此我們不可將『 i<5 && j>0 』寫成『 i<5 , j>0 』 ,
當然也不可寫出像『 i=5 』這類運算結果不是布林值的
式子 ( 應該用 == 而非 =) 。
21. 執行流程
最後 , for 迴圈的初始、控制、及條件運算式都不是必
要的 , 若不需要可以省略 ( 雖然我們並不建議這樣
做)。
例如底下 3 個 for 敘述都是合法的：
22. 6-1-3 for-each 迴圈
for 還有一種另類的用法： for-each 迴圈 , 就是針對
陣列 ( 詳見第 7 章 ) 或集合 ( 詳見第 18 章 ) 中的
每一個元素 , 每次取出一個來進行迴圈處理。例如：
24. 6-2 while 迴圈
while 迴圈的結構和前一章介紹的 if 條件判斷式看
起來很類似 , 兩者都有個用括號括住的條件運算式 ,
加上一組由大括號括住的的動作敘述。
但兩者的差異在於： while 迴圈每次在執行完大括
號中的動作敘述後 , 會跳回 while 的條件運算式再
次檢查 , 如此反覆執行 , 直到條件運算式為 false 時
才停止執行迴圈的動作。
25. 6-2-1 語法
while 迴圈有別於 for 迴圈的地方在於 , while 迴圈
不需要初始算值及控制運算式 , 只需要條件運算式即
可。如下述：
while ：『當 . . 』 的意思。會根據條件式的真假 ,
來決定是否執行迴圈內的動作。也就是說 『當條件
式結果為真』 , 就執行迴圈內的動作的意思。若為
假 , 則不予執行 ( 跳出迴圈 ) 。
條件運算式：可以是任何結果為布林值的運算式或布
林變數。
26. 6-2-2 執行流程
看完如右的流程圖 , 應該
不難發現 , 其實 while 迴
圈的執行與 for 迴圈十分
類似。
我們以上述計算奇數和的
例子為藍圖 , 用 while 迴
圈來改寫 , 並將奇數和改
為偶數和 , 結果如下。
29. 執行流程
其中第 22 行的 i+=2; 有點類似 for 迴圈的控制運
算式 , 讓 while 迴圈的條件運算式有可能產生 false
的結果。
如果把這行敘述拿掉 , while 迴圈內的條件運算式狀
況將不會有所改變 ( 永遠是 true), 此時程式就會一
直重複執行迴圈的敘述 , 而不會停下來 , 這種情況稱
之為無窮迴圈。
假設我們要設計一個程式 , 計算 1 到 8 間 , 所有整
數的和 , 而且在畫面上顯示從 1 開始加的時候 , 每
一次累加的和。
如果使用 while 卻沒有敘述去改變條件運算式中用
到的數值 , 就會發生計算結果不正確的情況。
32. 執行流程
我們可以發現這個程式有 2 個問題：
▪ 首先 , 我們希望程式算的是 0+1 、再加 2 、再加 3
的情形 , 但上列程式卻不是這樣加。
▪ 其次 , 這個迴圈會不停執行下去 , 因為 i 值恆等於 1,
自然永遠都小於使用者輸入的 range 指定數值 , 所以
不會停止。
我們必須在程式第 24 行加入 "i++;" 或 "i+=1;" 的
敘述：
33. 執行流程
加到後面 , i 值就會以累加 1 的方式不斷變動 , 最後
當 i 值大於 8 時就會停止迴圈。
而且這樣一來 , 程式顯示的執行結果也會變得正確：
34. 6-3 do-while 迴圈
在三種迴圈方式裡 , do-while 迴圈算是 while 的一
種變型 , 但它和 while 及 for 迴圈的執行流程上也
有一些差異。
前面介紹的 for 及 while 迴圈通常被稱為『預先條
件運算式』 迴圈。也就是說在執行迴圈之前 , 會預
先檢查條件式是否為真 , 是的話才執行迴圈內的動作
敘述。
do-while 迴圈則不同 , 在第一次進入迴圈時 , 不會
先做任何檢查 , 而是先執行完迴圈內的動作敘述後 ,
再檢查條件式是否成立 , 所以 do-while 迴圈的特點
就是：不論條件式為何 , 迴圈敘述至少都會執行一次
36. 6-3-2 執行流程
正如前面所提及的 , do-while 是
先執行迴圈內的敘述再進行條件
運算式判斷 , 因此其執行流程也
稍稍有所不同 , 如右：
我們以一個實際的例子來測試 ,
就可以清楚的觀察到相同的程式
因為執行流程上的不同 , 所產生
的結果也會不同的情況 , 我們先
用 while 迴圈來設計 , 如下。
38. 執行流程
此範例程式的 while 迴圈會在每次做完條件檢查時 ,
將 i 的值加 1, 結果使迴圈的敘述會執行 3 次。
接著用 do-while 來改寫同一個程式 , 如下：
39. 執行流程
如上 , 由於 i 是從 0 開始 , 且 do-while 會先執行
完一次迴圈內的動作後 , 才進行檢查 , 使得這次迴圈
的動作比前一個範例多執行 1 次。
讀者在設計程式時 , 可依程式的特性選用適當的迴圈
敘述。
40. 6-4 巢狀 迴圈
在上述的迴圈範例中 , 我們都是以一維的方式去思考
, 比如說 1 加到 100, 只要一個累加變數就能解決
問題。
但是如果要解決像九九乘法表這種二維的問題 (x,y
兩累加變數相乘的情況 ), 就必須將使用迴圈的方式
做一些變化 , 也就是使用巢狀 迴圈 (Nested
loops) 。
巢狀迴圈就是迴圈的大括號之中 , 還有其它迴圈。例
如 for 迴圈中還有 for 迴圈 , 或是 while 迴圈等。
以下就用實例來說明巢狀迴圈的應用。
43. 巢狀 迴圈
在上述的例子中 , 我們利用兩
個迴圈分別來處理九九乘法表
的 (x, y) 變數的相乘動作。
當 x 等於 1 時 , 必須分別乘
以 1 到 9 的 y ；當 x 等於
2 時 , 又是分別乘上 1 到 9
的 y..., 也就是在外部的 for 迴
圈每執行一輪時 , 內迴圈就會
執行 9 次 , 以此類推。執行流
程如右圖：
45. 6-5 變更正常流程的 break 與 continue
有兩個敘述： break 及 continue, 都可以忽視迴圈
正常的執行流程 , 而終止執行迴圈或跳出該輪迴圈。
46. 6-5-1 跳出一層迴圈的 break
如同 switch 多條件分支可以利用 break 敘述改變
程式流程一樣 , 迴圈一樣有 break 敘述可以用來改
變迴圈執行的流程。
迴圈中的 break 敘述 , 與 switch 的 break 敘述有
相同的功能 , 它會中斷目前的迴圈執行 , 或者說是
『跳出』迴圈。
寫過數個迴圈程式後 , 我們可以試著使用 break 來
跳出迴圈：當程式中遇到某種狀況時 , 而不要繼續執
行迴圈 , 即可用 break 來中斷迴圈 , 方法如下。
48. 跳出一層迴圈的 break
由於在第 7 行的條件運算式 "i > 0" 恆為真 , 所以
會變成一個無窮迴圈。
不過由於程式在實際執行時 , i 變數會持續累加 , 等
累加到 i 的值等於 5 時 , 第 9 行的 if 條件運算式
其值為真 , 所以會執行 break 來跳出此層迴圈。
49. 6-5-2 結束這一輪迴圈的 continue
除了 break 敘述外 , 迴圈還有一個 continue 敘述 ,
continue 的功能與 break 相似 , 不同之處在於
break 會跳出整個迴圈 , continue 僅跳出『這一輪』
的迴圈 , 請看以下的程式範例。
52. 6-5-3 標籤與 break/continue 敘述
如果程式中用的是巢狀迴圈 , 而您需要程式在某種狀
況下 , 同時中止每一層的迴圈、或是同時中止該輪的
內 / 外迴圈 , 用單純的 break/continue 敘述就顯得
不方便了。
因為您必須在每一層的迴圈中 , 都加上
break/continue 敘述 , 才能跳出迴圈或中止該輪的內
/ 外迴圈。為解決這個問題 , Java 提供了另一種
break/continue 敘述的寫法 , 就是在 break/continue
敘述之後加上標籤 (Label) 。
53. 標籤與 break/continue 敘述
在迴圈敘述之前 , 可加上『標籤』來識別迴圈 , 其格
式如右：
替迴圈加上標籤後 , 在內迴圈中都可在
break/continue 敘述後加上該標籤名稱 , 表示要中斷
的是指定標籤的迴圈 , 例如：
54. 標籤與 break/continue 敘述
此時 break 敘述不止會跳出最內層的 do 迴圈 , 也
會跳出外層的 for 、 while 迴圈。
我們仍用前面的九九乘法表範例程式來說明 , 假設我
們現在要讓 1 〜 9 的乘法表中各只列出乘積小於或
等於 25 的項目 , 此時可在內迴圈中檢查迴圈變數的
乘積 , 大於 25 就中止該輪外迴圈 , 因此程式可改成
如下。
57. 標籤與 break/continue 敘述
第 11 行的 if 敘述判斷 p 是否大於 25, 是就輸出
換行字元 , 並於第 13 行用 "continue outloop;" 敘
述中止這一輪的 outloop 迴圈 ( 第 7 行 ) 。
所以最後輸出的乘法表中 , 沒有乘積超過 25 的項目
。
58. 6-A 迴圈與 if 條件式判斷式混合應用：取出 1 到指定
數值之間的質數
6-B 巢狀迴圈的應用：利用迴圈輸出等腰三角形圖案
6-C 各種迴圈的混合應用：計算階乘
60. 2. Given :
What is the result?
A. 3
B. 4
C. 5
D. 6
E. Compilation fails..
當答案中有編譯錯誤或執行錯誤的選項時 , 最好先檢查程
式中是否有語法或邏輯錯誤 , 確定都沒錯之後 , 再去計算
輸出值為何。
61. ▪ 當 s 為 null 時 , 執行 『 s == null 』 結果會是 true,
而執行 『 s.length() = 0 』 時則會造成錯誤。在第 4
行若將 | 改為短路的 ||, 則可以正確執行 , 並輸出
NULL 。
62. 3. What is the result of following program:
A. 012
B.01223
C.012233
D. 021323
compile.
E. 0213233
E.This program will not
64. 4. The following program is unable to compile:
Which two lines are causing the problem?
A. L1
B. L2
C. L3
D. L4
E. L5
F. L6
67. What is the result?
A. 45x7
B. 45x877
C. 455x877
D. 345x
E. 3455x
F. 345x7
G. 3455x877
H. Compilation fails.
69. What is the result?
A. DABCD
B. DEABCDE
C. EABCD
D. EABCDE
E. Compilation fails.
70. 7. Given:
Which two statements are true?
A. The result is 23.
B. There is an infinitive loop in line 4-6.
C. i is 7 when the do loop is running over.
D. Compilation fails in line 1.
E. Compilation fails in line 4.
