Java 基础 - 8. 循环语句 while

1. 引入

在编程中，重复执行某些任务是很常见的需求。当我们知道需要重复多少次操作时，通常使用 for 循环来处理。但是，有时候我们并不事先知道循环的次数，而是根据某个条件来决定是否继续执行循环。在这种情况下，while 循环非常适合。

while 循环允许在满足特定条件的情况下反复执行代码块，直到条件不再满足为止。

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2. 介绍

while 循环是另一种常用的循环语句，它与 for 循环相比更加灵活。while 循环适用于在循环次数不确定时使用，比如我们根据某个条件来控制循环是否继续。

while 循环的基本结构：

while (条件) {
    // 循环体
}

• 条件：在每次循环之前都会检查这个条件。如果条件为 true，则执行循环体；如果条件为 false，则停止循环。
• 循环体：在条件为 true 时会被反复执行。

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3. 语法 + 案例

3.1 while 循环的基本示例

示例：打印 1 到 5 的数字

public class WhileExample {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 1; // 初始化变量
        while (i <= 5) { // 条件检查
            System.out.println(i); // 打印数字
            i++; // 更新变量
        }
    }
}

运行结果：

1
2
3
4
5

在这个例子中：

• 我们先初始化了变量 i = 1，然后使用 while 循环。
• 每次进入循环时，都会检查 i <= 5 是否为 true，如果是，就执行循环体，打印出当前值，并在每次循环结束后 i++ 增加 1。
• 当 i 的值大于 5 时，循环停止。

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3.2 在循环中执行多个语句

while 循环体内不仅可以执行一条语句，还可以执行多条语句，只需要使用大括号 {} 将多条语句包围起来。

示例：打印数字及其平方

public class WhileExample {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 1;
        while (i <= 5) {
            System.out.println("数字: " + i);
            System.out.println("平方: " + (i * i));
            i++;
        }
    }
}

运行结果：

数字: 1
平方: 1
数字: 2
平方: 4
数字: 3
平方: 9
数字: 4
平方: 16
数字: 5
平方: 25

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3.3 使用 while 循环计算 1 到 N 的和

while 循环适用于我们不知道循环次数，或者希望根据某个条件不断循环的情况。接下来我们来通过 while 循环计算从 1 到某个数字 N 的总和。

示例：计算 1 到 100 的和

public class SumExample {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;
        int i = 1;
        while (i <= 100) {
            sum += i; // 累加
            i++; // 更新变量
        }
        System.out.println("1 到 100 的和是: " + sum);
    }
}

运行结果：

1 到 100 的和是: 5050

在这个例子中：

• 我们使用 sum += i 将 1 到 100 的数字逐一相加，并在每次循环结束时通过 i++ 更新循环变量。

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4. 代码说明

1. 初始化部分：int i = 1; 先定义并初始化变量 i，通常只会执行一次。

2. 条件部分：while (i <= 5) 在每次循环前检查条件表达式是否为 true，如果条件满足，则继续执行循环体。如果条件为 false，则跳出循环。

3. 更新部分：i++ 每次循环后会更新循环变量的值，确保循环变量不断变化。

4. 循环体：在满足条件时，执行循环体内的代码。在每次条件成立时，循环体的内容将被重复执行。

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5. 练习题（含答案）

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练习 1：打印 1 到 10 的数字

要求：编写程序，使用 while 循环打印从 1 到 10 的数字。

参考答案：

public class PrintNumbers {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 1;
        while (i <= 10) {
            System.out.println(i);
            i++;
        }
    }
}

运行结果：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

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练习 2：计算 1 到 N 的和

要求：编写程序，计算从 1 到用户输入的数字 N 的和。

参考答案：

import java.util.Scanner;

public class SumUpToN {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.print("请输入一个数字 N：");
        int N = scanner.nextInt();
        
        int sum = 0;
        int i = 1;
        while (i <= N) {
            sum += i;
            i++;
        }
        System.out.println("从 1 到 " + N + " 的和是: " + sum);
    }
}

示例运行结果：

请输入一个数字 N：10
从 1 到 10 的和是: 55

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练习 3：输出从 10 到 1 的倒序数字

要求：编写程序，使用 while 循环输出从 10 到 1 的数字。

参考答案：

public class ReverseNumbers {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 10;
        while (i >= 1) {
            System.out.println(i);
            i--;
        }
    }
}

运行结果：

10
9
8
7
6
5
4
3
2
1

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通过这篇文章，您了解了如何使用 while 循环来执行重复的任务。当我们不确定循环次数，而是希望基于某个条件来控制循环时，while 循环是一种非常有效的工具。希望这些示例能够帮助您掌握 while 循环的基本用法！