Циклы в языке программирования Java

В Java циклы используются для многократного выполнения блока кода на основе определенного условия. В Java существует три типа циклов: for, while и do-while. Каждый тип цикла имеет свой собственный синтаксис и варианты использования. Давайте рассмотрим каждый из них более подробно:

Цикл for

Цикл for используется, когда вам заранее известно количество итераций. Он состоит из трех частей: инициализации, условия и инструкции итерации.

for (initialization; condition; iteration) {
    // вызываемый код
}

Рассмотрим как это работает:

• Инициализация: используется для инициализации счетчика цикла или переменных перед запуском цикла.
• Условие: логическое выражение, которое определяет условие продолжения выполнения цикла.
• Итерация: выполняется после каждой итерации и обновляет счетчик циклов или переменные.

Пример: вывод чисел от 1 до 5 с использованием цикла for.

for (int i = 1; i <= 5; i++) {
    System.out.println(i);
}

Цикл while

Цикл while используется, когда количество итераций заранее неизвестно, и цикл продолжает выполняться до тех пор, пока условие не станет ложным.

while (condition) {
    // вызываемый код
}

Рассмотрим как это работает:

• Условие: логическое выражение, которое вычисляется перед каждой итерацией. Если условие истинно, цикл продолжается; в противном случае он завершается.

Пример: вывод чисел от 1 до 5 с использованием цикла while.

int i = 1;

while (i <= 5) {
    System.out.println(i);
    i++;
}

Цикл do-while

Цикл do-while аналогичен циклу while, но условие выполняется после каждой итерации. Это гарантирует, что тело цикла будет выполнено хотя бы один раз.

do {
    // вызываемый код
} while (condition);

Рассмотрим как это работает:

• Выполнение кода: код внутри цикла выполняется первым.
• Условие: логическое выражение, которое вычисляется после каждой итерации. Если условие истинно, цикл продолжается; в противном случае он завершается.

Пример: вывод чисел от 1 до 5 с использованием цикла do-while.

int i = 1;
do {
    System.out.println(i);
    i++;
} while (i <= 5);

В Java инструкции break и continue используются в циклах для изменения обычного процесса выполнения. Они обеспечивают дополнительный контроль над поведением цикла. Давайте обсудим, как break и continue работают конкретно в контексте цикла for.

Оператор break

Оператор break используется для преждевременного завершения цикла. Когда внутри цикла встречается оператор break, элемент управления немедленно завершает цикл, и программа продолжает выполнение со следующего оператора после цикла.

Пример: bспользование инструкции break в цикле for для остановки при выполнении условия.

for (int i = 1; i <= 10; i++) {
    if (i == 6) {
        break;
    }
    System.out.println(i);
}

В приведенном выше примере цикл повторяется от 1 до 10. Однако, когда значение i становится равным 6, возникает оператор break, и цикл завершается. Следовательно, результатом будет:

1
2
3
4
5

Оператор contunue

Оператор continue используется для пропуска оставшегося кода внутри цикла для текущей итерации и перехода к следующей итерации. При появлении инструкции continue элемент управления переходит к началу цикла для следующей итерации.

Пример: использование continue в цикле for для пропуска вывода четных чисел.

for (int i = 1; i <= 10; i++) {
    if (i % 2 == 0) {
        continue;
    }
    System.out.println(i);
}

В приведенном выше примере цикл выполняется от 1 до 10 итераций. Однако, если i - четное число, выполняется оператор continue, и оставшийся код внутри цикла пропускается. Затем элемент управления переходит к следующей итерации. Следовательно, результатом будет:

1
3
5
7
9

Инструкции break и continue обеспечивают контроль над выполнением цикла. Однако важно использовать их разумно, чтобы избежать нежелательного поведения и гарантировать, что ваш код остается читаемым и поддерживаемым.

Бесконечный цикл

Бесконечный цикл - это цикл, который продолжает выполняться бесконечно долго без условия завершения. Он продолжает повторять один и тот же блок кода снова и снова, пока программа не будет завершена вручную. Хотя бесконечные циклы могут быть полезны в некоторых конкретных сценариях, они обычно считаются ошибкой, если возникают непреднамеренно.

Рассмотрим пример бесконечного цикла:

while (true) {
    // код, который будет выполняться бесконечно
}

В приведенном выше примере условие true всегда истинно, поэтому цикл будет выполняться бесконечно. Если вы запустите этот код, он не завершится сам по себе, и вам потребуется принудительно остановить программу.

Бесконечные циклы также могут возникать случайно из-за логических ошибок в условии цикла или забывания обновить переменные для счетчика в теле цикла.

Рассмотрим пример случайного бесконечного цикла:

int i = 0;
while (i < 5) {
    System.out.println(i);
    // пропущено выражение i++;
}

В этом примере цикл начинается с i, равного 0, и условие i < 5 изначально истинно. Однако, поскольку мы забыли включить инструкцию увеличения i++, значение i остается неизменным, и цикл никогда не завершается. Результатом будет бесконечное повторение 0.

Чтобы избежать случайных бесконечных циклов, важно убедиться, что условие цикла правильно определено и обновлено в теле цикла. Кроме того, будьте осторожны при использовании циклических конструкций, таких как while и do-while, чтобы предотвратить бесконечные циклы.

Недостижимый код

Недостижимый код относится к разделу кода, который не может быть выполнен во время выполнения программы. В контексте циклов недостижимый код обычно возникает, когда после инструкции помещается код, который вызывает безусловный выход из цикла. В таких случаях код, помещенный после инструкции прерывающей или завершающей выполнение цикла, никогда не будет достигнут или выполнен. Давайте рассмотрим пример, чтобы лучше понять эту концепцию:

while (true) {
    // код внутри цикла
    break; // выход из цикла
    // код расположенный после инструкции break (недостижимый код)
}

В приведенном выше примере оператор break используется для безусловного выхода из цикла. Любой код, размещенный после оператора break, никогда не будет выполнен, поскольку элемент управления немедленно завершит цикл при обнаружении оператора break. Таким образом, код, следующий за оператором break, становится недостижимым.

Рассмотрим другой пример:

for (int i = 1; i <= 5; i++) {
    continue; // пропуск текущей итерации
    // код расположенный после инструкции break (недостижимый код)
}

В этом примере оператор continue используется для пропуска оставшегося кода в текущей итерации и перехода к следующей итерации. В результате любой код, размещенный после оператора continue, становится недостижимым, поскольку он будет пропускаться на каждой итерации.

Недостижимый код часто указывает на логическую ошибку или непреднамеренное размещение кода. Компилятор Java генерирует ошибку компиляции, если обнаруживает недостижимый код, поскольку это может помочь отследить ошибки и улучшить качество кода. Важно просмотреть и изменить порядок вашего кода, чтобы убедиться, что недостижимый код либо удален, либо помещен в доступный раздел вашей программы.

Пара примеров

С клавиатуры вводятся два числа. Напишите программу для определения значения одного числа, возведенного в степень другого

public class FindPower {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("Введите число: ");
        int number = sc.nextInt();
        System.out.println("Введите степень: ");
        int power = sc.nextInt();

        int powered = 1;

        for (int i = 1; i <= power; i++) {
            powered *= number;
        }

        System.out.println(number + " в степени " + power + " = " + powered);
    }
}

Вывод:

Введите число: 2
Введите степень: 3
2 в степени 3 = 8

Напишите программу для вывода чисел от 1 до 10

public class Task1 {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 1;

        while (i < 11) {
            System.out.println(i);
            i++;
        }
    }
}

Вывод:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10