九、Java 的流程控制语句（while 循环）

1 为什么需要循环结构

让我们思考一个问题：编程求 1~100 的和。

现在的我们可以想到什么解决办法呢？是不辞辛劳地写 sum = 1 + 2 + … + 100; ，还是想到了可以计算 sum = 101 * 50; 呢？

很显然，第二种方式更便于我们写代码，但这需要我们在编程前，对问题进行严谨的分析，这个问题还比较简单，我们不能保证每个问题，我们都可以找到方便的计算方法，甚至可以说，能找到便捷算法的问题才是少数。

对于计算机来说，它的计算能力是极强的，它适合做一些机械的复杂的计算工作，这两种计算方式，虽然第二种会快一些，但差距甚至不会超过半秒，所以，除非极其看重运行速度，否则，我们没有必要帮计算机想怎样计算更快。

那么，我们怎样才能更方便地把 sum = 1 + 2 + … + 100; 写在代码当中呢？

这就需要用到 “循环结构” 。所有流行的编程语言中都有循环语句。循环是程序中的重要流程结构之一。循环语句能够使程序代码重复执行，适用于需要重复一段代码直到满足特定条件为止的情况。

循环语句可以在满足循环条件的情况下，反复执行某一段代码，这段被重复执行的代码被称为循环体。

2 while 语句

while 语句是 Java 最基本的循环语句，是一种先判断的循环结构，可以在一定条件下重复执行一段代码。该语句需要判断一个测试条件，如果该条件为真，则执行循环语句（循环语句可以是一条或多条），否则跳出循环。

while 循环语句的语法结构如下：

while(条件表达式) {

    语句块;

}

其中语句块中的代码可以是一条或者多条语句，而条件表达式是一个有效的 boolean 表达式，它决定了是否执行循环体。当条件表达式的值为 true 时，就执行大括号中的语句块。

执行完毕，再次检查表达式是否为 true，如果还为 true，则再次执行大括号中的代码，否则就跳出循环，执行 while 循环之后的代码。

例 1

求 1~100 的和，其具体代码如下所示。

public class Hello {
    public static void main(String[] args) {
        int n = 1;
        int sum = 0;
        while (n <= 100){
            sum += n;
            n++;
        }
        System.out.println("1~100 的和：" + sum);
    }
}

在上述代码中，定义了两个变量 sum 和 n，循环每执行一次 n 值就加 1，判断 n 的值是否小于等于 100，并利用 sum += n; 语句来实现累加。当 n 的值大于 100 之后，循环便不再执行并退出循环。

输出：1~100 的和：5050

3 do-while 语句

如果 while 循环一开始条件表达式就是假的，那么循环体就根本不被执行。然而，有时需要在开始时条件表达式即使是假的情况下，while 循环至少也要执行一次。换句话说，有时你需要在一次循环结束后再测试中止表达式，而不是在循环开始时。

幸运的是，Java 就提供了这样的循环：do-while 循环。do-while 循环语句的特点是先执行循环体，然后判断循环条件是否成立。

do-while 语句的语法格式如下：（while 语句后必须以分号表示循环结束）

do {

    语句块;

}while(条件表达式);

以上语句的执行过程是，首先执行一次循环操作，然后再判断 while 后面的条件表达式是否为 true，如果循环条件满足，循环继续执行，否则退出循环。

我们把对1到100的求和用do while循环改写一下：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;
        int n = 1;
        do {
            sum = sum + n;
            n ++;
        } while (n <= 100);
        System.out.println(sum);
    }
}

4 比较 while 与 do-while

do-while 循环先执行循环，再判断条件；循环会至少执行一次。

while 循环先判断条件，再执行循环；如果一开始循环条件就不满足，则不会执行循环。

do-while 循环最适合的必须执行一次循环的情境，相对来说较少；而且代码编写起来，也不如 while 循环简单，所以，还是 while 循环用得更多。

5 死循环

如果一个循环结构的循环条件表达式的值，永远不会变成 false ，循环就会一直进行下去，这被称为 “死循环” 。

大部分死循环是 Bug ，比如，在上面的例子中，我们写代码时，遗漏了 n++; ，那么 n 永远都是 1 ，永远不会大于 100 ，n <= 100 这个循环条件表达式的值也就永远是 true ，sum += 1 这个循环将永远执行下去。这种死循环，会严重抢占计算机的算力，导致程序和计算机运行卡顿或崩溃。

但有时，死循环是程序员故意引入的，是程序运行所依赖的。就拿大家的电脑来说，你所看到的每一个窗口，都是一个巨大的死循环，它们每隔一段极小的时间，就在屏幕上渲染一次最新的画面，并查询一次用户通过鼠标、键盘、触屏等输入设备的输入，并进行处理，正因如此，我们才能通过图形用户界面与程序进行交互，这个极小的时间，就是程序的帧率，整个死循环，在程序被关闭时才会停止。

一般来说，程序员故意写的死循环，循环条件表达式会直接写 true 。