Цикл for

1. Порівняння циклів: for vs while

Цикл while можна використовувати у всіх випадках, коли команду або групу команд потрібно виконати декілька разів. Але з усіх випадків один випадок варто виділити окремо.

Це випадок, коли програміст (автор програми) заздалегідь знає, скільки разів має виконатися його цикл. Зазвичай це вирішується введенням спеціальної змінної-лічильника, і кожну ітерацію циклу змінна збільшується (або зменшується) на 1.

Наче все працює, як треба, але не дуже зручно. Перед циклом ми задаємо стартове значення змінної-лічильника, потім в умові перевіряємо, чи досягла вона вже фінального значення. А от змінюємо її зазвичай у самому кінці тіла циклу.

А якщо тіло циклу велике? Або у нас декілька вкладених циклів? Загалом, хотілося б в таких випадках зібрати всю цю інформацію про змінну-лічильник в одному місці. Так у Java з'явився цикл for. Виглядає він теж не дуже складно:

for (команда1; умова; команда2)
{
   блок команд
}

Якщо у циклі while у круглих дужках була тільки умова, тут ще додалися дві команди, розділені крапкою з комою.

Все насправді простіше, ніж здається: компілятор перетворює цикл for на звичайний цикл while таким чином:

команда1;
while (умова)
{
   блок команд
   команда2;
}

Чи краще продемонструємо на прикладі: два приклади нижче ідентичні.

for (int i = 0; i < 20; i++)
{
 System.out.println(i);
}

int i = 0;
while (i < 20)
{
 System.out.println(i);
   i++;
}

Ми просто взяли і зібрали в одному місці весь код, який стосується змінної-лічильника — i.

команда1 у циклі for виконується тільки один раз перед самим циклом (це видно на другому прикладі)

команда2 виконується стільки ж разів, скільки і тіло циклу, але виконуватиметься кожного разу вже після того, як виконається все тіло циклу

2. Де використовується цикл for

Цикл for, мабуть, найвикористовуваніший варіант циклу в Java. Він застосовується всюди, тому що це просто зрозуміліша і зручніша форма запису циклу while для програмістів. Практично будь-який цикл while можна перетворити на цикл for.

Приклади:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Зверніть увагу на останній приклад. Там пропущено команди роботи з лічильником циклу. Немає лічильника — немає команд.

Java дозволяє не писати у циклі for «команду ініціалізації лічильника» і «команду зміни лічильника». І навіть вираз-умову циклу можна не писати.

3. Нюанси використання циклу for

Важливий момент щодо використання циклу for та операторів break і continue.

Оператор break у циклі for працює так само, як і в циклі while — приводить до негайного завершення циклу. А от continue приводить до пропуску тіла циклу, але не команди2 (яка змінює лічильник циклу).

Давайте ще раз подивимось, як пов'язані for і while.

for (команда1; умова; команда2)
{
   блок команд
}

команда1;
while (умова)
{
   блок команд
   команда2;
}

Якщо в блоці команд циклу for викликати оператор continue, залишок блоку команд буде пропущено, а от команда2 (яка працює зі змінною-лічильником циклу for) все одно виконається.

Повернемось до нашого прикладу з пропуском чисел, які діляться на 7.

int i = 1;
while (i <= 20)
{
   if ( (i % 7) == 0) continue;
   System.out.println(i);
   i++;
}

for (int i = 1; i <= 20; i++)
{
   if ( (i % 7) == 0) continue;
   System.out.println(i);
}

Код із використанням циклу while працювати не буде — i ніколи не перевищить 7. А от код із циклом for працюватиме відмінно.

4. Порівняння циклів for: Java vs Pascal

У Паскалі, до речі, теж є цикл For. Він взагалі є практично у всіх мовах програмування. Тільки в Паскалі він набагато зрозуміліший. Приклади:

For i := 1 to 10 do
Begin
   Writeln(i);
End;

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

For i := 1 to 10 do step 2
Begin
   Writeln(i);
End;

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

For i := 10 downto 0 do step 2
Begin
   Writeln(i);
End;

for (int i = 10; i >= 0; i = i - 2)
{
   System.out.println(i);
}