Цикли в Java

1. Цикли в нашому житті

У житті нам дуже часто доводиться багато разів виконувати одноманітні дії. Приміром, мені потрібно відсканувати документ, який містить багато сторінок. Для цього я знов і знов повторюю одні й ті самі дії:

• Покласти першу сторінку на сканер
• Натиснути кнопку сканування
• Покласти наступну сторінку

Робити це вручну складно. Добре було б цей процес якось автоматизувати.

Ось іще приклад: я хочу позначити всі непрочитані листи в поштовій скриньці як спам. Колись їх доводилося виділяти й позначати як спам по одному.

Але програмісти — люди ледачі, тому цю функцію вже давно автоматизували: ви просто виділяєте потрібний список листів і натискаєте кнопку «позначити як спам», а ваш поштовий клієнт сам пробігає цим списком і переносить кожен лист у папку для спаму.

Ну що сказати? Зручно, коли комп'ютер або програма можуть зробити сотні й тисячі рутинних операцій одним клацанням. Зараз і ви цьому навчитеся.

2. Цикл while

Оператор if-else суттєво розширив наші можливості програмування: тепер можна писати програми, які виконують різні дії залежно від ситуації. Але є ще одна штука, яка зробить наші програми на порядок потужнішими — це цикли.

У Java є 4 види циклів: while, for, for-each і do-while. Зараз ми розглянемо найперший із них.

Оператор циклу while дуже простий і складається лише з двох частин: умови та тіла циклу. Тіло циклу виконується знов і знов, доки умова дорівнює true. Цикл while має такий загальний вигляд:

while (умова)
   команда;

while (умова)
{
   блок команд
}

Все дуже просто. Команда або блок команд виконуються знову й знову, доки умова циклу істинна, тобто дорівнює true.

Ось як це працює. Спочатку перевіряється умова, і якщо вона істинна, виконується тіло циклу (команда чи блок команд), потім знову перевіряється умова і знову виконується тіло циклу. І так доти, доки умова не стане хибною.

Якщо умова завжди буде істинною, цикл виконуватиметься нескінченно, і програма ніколи не припинить роботу.

А якщо умова з першого разу виявиться хибною, тіло циклу не буде виконано жодного разу.

3. Приклади циклів

Ось декілька практичних прикладів використання циклів.

int  n = 5;
while (n > 0)
{
   System.out.println(n);
   n--;
}

5
4
3
2
1

int  n = 0;
while (n < 10)
{
   System.out.println(n);
   n++;
}

0
1
...
8
9

Scanner console = new Scanner(System.in);
while(console.hasNextInt())
{
   int x = console.nextInt();
} 

while (true)
   System.out.println("C");

Scanner console = new Scanner(System.in);
boolean isExit = false;
while (!isExit)
{
   String s = console.nextLine();
   isExit = s.equals("exit");
}

Функція equals() у попередньому прикладі використовується для порівняння рядків. Якщо рядки однакові, функція поверне результат true, а якщо неоднакові, то поверне false.

4. Цикл у циклі

Під час розгляду умовного оператора ви бачили, що, комбінуючи кілька умовних операторів, можна реалізовувати складну логіку. Тобто всередину одного оператора if можна вкласти інший if.

З циклами теж так можна. Щоб створити цикл у циклі, потрібно в тіло першого циклу вписати другий цикл. Ця конструкція має такий вигляд:

while (умова зовнішнього циклу)
{
   while (умова внутрішнього циклу)
   {
     блок команд
   }
}

Розгляньмо три задачі.

Задача 1. Приміром, ми хочемо написати програму, яка 4 рази виводитиме на екран слово Мама. Цикл — це саме те, що нам потрібно. І наш код мав би такий вигляд:

int  n = 0;
while (n < 4)
{
   System.out.println("Мама");
   n++;
}

Мама
Мама
Мама
Мама

Задача 2. Нам потрібно написати програму, яка виводитиме 5 літер А в одному рядку. Для цього нам знову-таки потрібен цикл. Цей код матиме такий вигляд:

int n = 0;
while (n < 5)
{
   System.out.print("A");
   n++;
}

AAAAA

Задача 3. Нам потрібно вивести на екран прямокутник із літер А розміром 4 рядки на 5 стовпців. І ось для цього нам вже знадобляться вкладені цикли. Просто візьмімо перший приклад, де ми виводимо 4 рядки, і замінимо код, який виводить один рядок, на код із другого прикладу.

int n = 0;

while (n < 4)
{

   int m = 0;

   
while (m < 5)
{
   System.out.print("А");
   m++;
}

   System.out.println();

   n++;

}
 

ААААА
ААААА
ААААА
ААААА

Для підрахунку кількості виконаних витків у зовнішньому та внутрішньому циклах слід використовувати різні змінні. Крім того, після внутрішнього циклу довелося додати команду System.out.println (), адже він друкує літери А в одному рядку. Тому після виведення всіх літер треба якимось чином перевести курсор на новий рядок.

5. Порівняння циклів: Java і Pascal

Багато хто з вас вивчав у школі мову Pascal. Тому для кращого розуміння матеріалу ми наводимо порівняння циклів while у мовах Pascal і Java. Якщо ви не знайомі з мовою Pascal, просто пропустіть цей розділ.

i := 3;
While i >= 0 Do
   Begin
      WriteLn(i);
      i := i - 1;
   End;

int i = 3;
while (i >= 0)
{
   System.out.println(i);
   i--;
}

i := 0;
While i < 3 Do
   Begin
      WriteLn(i);
      i := i + 1;
   End;

int i = 0;
while (i < 3)
{
   System.out.println(i);
   i++;
}

IsExit := False;
While Not isExit Do
   Begin
      ReadLn(s);
      isExit :=  (s = 'exit');
   End;

boolean isExit = false;
while (!isExit)
{
   String s = console.nextLine();
   isExit = s.equals("exit");
}

While True Do
   WriteLn('C');

while (true)
   System.out.println("C");

While True Do
   Begin
     ReadLn(s);
     If s = 'exit' Then
       Break;
   End;

while (true)
{
   String s = console.nextLine();
   if (s.equals("exit"))
     break;
}