学习目标：掌握while循环结构的使用方法。
1、循环结构
前面讨论了编程中进行判断的各种方法，然而有些问题仅仅通过判断还不能解决。某些情况中，为解决一个问题常常需要重复执行一个或多个操作。例如，要求输出从1—5分别乘以10所得的乘法表，用以前学过的知识编制的程序如案例1所示：
案例6：输出从1—5分别乘以10所得的乘法表。
在Punit3项目unit包下创建Case6类。代码如下：
package com.unit;
/**
* @date： 2021
* @author：xinch
*/
public class Case6 {
public static void main(String[] args) {
int result1, result2, result3, result4, result5;
result1 = 1 * 10;
System.out.printf("1 * 10 = %d\n", result1);
result2 = 2 * 10;
System.out.printf("2 * 10 = %d\n", result2);
result3 = 3 * 10;
System.out.printf("3 * 10 = %d\n", result3);
result4 = 4 * 10;
System.out.printf("4 * 10 = %d\n", result4);
result5 = 5 * 10;
System.out.printf("5 * 10 = %d\n", result5);
}
}程序结构分析
程序编写五条语句计算乘积，再编写另外五条语句显示这些乘积。如果要求输出1—100的数与10相乘的乘法表呢？就需要重复编写100次这样的语句。这样既费时又费力。我们需要一种方法可以快速有效地执行重复性操作。在Java语言中，可以通过循环结构来解决这类问题。
循环结构是程序中一种很重要的结构。其特点是，在给定条件成立时，重复执行某程序段，直到条件不成立为止。给定的条件成为循环条件，反复执行的程序段称为循环体。Java语言提供了三种不同形式的循环结构。
（1）while循环结构
用于在特定条件为真的情况下重复执行某些操作，在执行循环体之前先检查条件，一旦条件为假，循环就停止。
（2）do—while循环结构
同样用于在特定条件为真的情况下重复执行某些任务。但是在do—while循环中，是在执行循环语句之后再检查条件。因此，在循环结束前，循环体内的语句至少会被执行一次。
（3）for循环结构
fou循环与while循环在功能上类似，只要条件为真，就会执行循环体中的语句。同样，也是在执行循环语句之前先检查条件，但是，其语法规则与while循环有所不同。
2、while循环结构
while循环结构的一般语法是：
while( 条件判断表达式 )
语句；
其中，表达式是循环条件，语句为循环体。while语句的语义是：计算条件判断表达式的值，当值为真（非0）时，执行循环体语句，一旦条件为假，就停止执行循环体。如果条件在开始时就为假，则不执行循环体语句直接退出循环。
循环体语句可以是空语句（空语句就是没有执行任何操作的语句，空语句单独占一行，语句内容只有“；”符号）、单条语句或多条语句。如果是多条语句，则要用“{”和“}”把它们括起来。条件可以是任何表达式。
案例7：实现输出从1—10分别乘以10所得的乘法表。
在Punit3项目unit包下创建Case7类。代码如下：
package com.unit;
/**
* @date： 2021
* @author：xinch
*/
public class Case7 {
public static void main(String[] args) {
// num初始化为1
int num = 1;
int result;
while (num <= 10) {
result = num * 10;
System.out.printf(" %d * 10 = %d \n", num, result);
// 使用自增运算符，修改循环变量
num++;
}
}
}程序结构分析
程序声明了两个int类型的变量num和result，分别用来存储数字和乘积。然后，将num初始化为1，因为打算在while循环中从1开始执行乘法运算，求出1—10的数字与10的乘积，因此将while循环的条件编写为num<=10。这样确保了只要num小于等于10，就执行while循环；而当此条件变为假时，即num的值达到11时，就结束循环。循环体中的第一个语句用num乘以10，将计算结果保存在变量result中。第二个语句输出乘法表，循环体中的最后一个语句将num的值递增1，来修改num的值。此处使用了单目自增运算符++，也可以编写为num=num+1，来替代num++。
程序中的num++非常重要，这条语句通过修改num的值来修改循环条件，直到num的值等于11，循环条件为假时退出循环。也就是说，循环条件中的变量，需要在循环中重新赋值，以逐渐改变循环条件的值，直到循环条件为假；否则循环将永远不会停止，这种循环称为“死循环”或者“无限循环”。
案例8：无限循环。
在Punit3项目unit包下创建Case8类。代码如下：
package com.unit;
/**
* @date： 2021
* @author：xinch
*/
public class Case8 {
public static void main(String[] args) {
int count = 0;
while (count < 100) {
System.out.println("这将没完没了，帮帮我吧！！！");
System.out.printf("试试Ctrl+F2吧");
}
}
}程序结构分析
程序功能主要是演示在while循环语句中，由于缺乏改变条件的语句而导致出现无限循环的问题。
程序中while循环体内没有修改循环变量count的值，导致循环条件一直为真，造成了无限循环。
另外，假如编写了以下while循环语句：
while( 1 )
其中，条件仅仅是一个数值常量1，由于在Java语言中，规定所有的非0值都表示真。因此，它实际上相当于while(true)，而且这个循环条件没有办法在循环体内修改，这样会导致无限循环。可以使用break语句强行跳出循环，这个语句将在后面介绍。
如果循环条件中包含多个条件表达式的组合，这时需要检查整个条件表达式的值。如果整个条件表达式的值为假，即使其中某个子条件表达式为真，循环也会结束。
案例9：编写一个程序，要求从摄氏度0度到250度，每隔20度为一项，输出一个摄氏温度与华氏温度的对照表，同时要求对照表中的条目不超过10条。
在Punit3项目unit包下创建Case9类。代码如下：
package com.unit;
/**
* @date： 2021
* @author：xinch
*/
public class Case9 {
public static void main(String[] args) {
int count = 0;
int c = 0;
double f;
// 输出控制在10条以内
while (c <= 250 && count < 10) {
count++;
System.out.printf("%d: ", count);
//计算华氏温度
f = c * 9 / 5.0 + 32.0;
System.out.printf("c = %d, F = %7.2f\n", c, f);
c = c + 20;
}
}
}程序结构分析
程序中的循环将执行10次，虽然温度只显示到180，但是由于对照表中条目已经满10条，即count<10变为假，从而导致循环结束。
3、do-while循环结构
do-while循环与while循环的不同在于：它先执行循环体中的语句，然后再判断条件是否为真。如果为真则继续循环，如果为假，则终止循环。因此，do-while循环至少要执行一次循环语句。同样当有多条语句参加循环时，要用“{”和“}”把它们括起来。
do-while循环的一般语法是：
do{
语句;
}while(条件);
注意：在do-while语句的表达式后面必须加分号。
案例10：编写一个猜数游戏，要求猜一个介于1—10之间的数字，根据用户猜测的数与答案进行对比，并给出提示，以便下次猜测能接近标准值，直到猜中为止。
在Punit3项目unit包下创建Case10类。代码如下：
package com.unit;
import java.util.Scanner;
/**
* @date： 2021
* @author：xinch
*/
public class Case10 {
public static void main(String[] args) {
//初始化猜数的标准数值
int number = 5;
int guess;
Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println("猜一个介于 1 与 10 之间的数");
do
{
System.out.println("请输入您猜测的数");
guess = sc.nextInt();
// 比较guess与number
if( guess > number )
System.out.println("太大");
else if( guess < number )
System.out.println("太小");
}while( guess != number );
System.out.printf("您猜中了：答案为 %d\n",number);
}
}程序结构分析
程序内部设置一个答案存储到变量number中，并声明一个guess变量接收用户猜测的数值。采用do-while结构可以确保用户至少能进行一次猜数操作，在循环体内，提示用户输入要猜的数，用户输入猜测的数值后，利用if-else语句和正确答案进行判断，如果用户猜测的数值大于答案，提示用户数太大；如果用户猜测的数值小于答案，提示用户数太小。while语句后面的表达式( guess != number )用于判断循环条件是否满足,如果用户输入的数值和答案不相等，该表达式返回的结果为真，继续执行循环体，要求用户根据提示继续猜数，否则，表达式返回的结果为假，循环条件不满足，程序不再执行循环体，直接执行循环体后面的语句。
从上述结果可以看出，输入的数值与答案不相等时，程序给出相应提示，并继续执行循环。当用户输入的数值与答案相等时，程序不再执行循环，并输出猜中的答案。
do-while语句是一种先执行循环体，然后再判断条件的结构，即只有在循环体中的代码执行之后，才会判断循环条件。总的来说，循环结构在开始执行的时候，先执行循环体内的代码，然后通过while里面的条件进行判断，条件成立就继续执行循环，不成立就跳出循环，循环体内代码至少被执行一次。
4、 while嵌套循环结构
就像if语句可以嵌套一样，一个循环也可以嵌套在另一个循环中，一个循环中含有另一个循环就称为嵌套循环。
嵌套循环的工作原理如下：首先外循环的第一轮触发内循环，内循环将一直执行到完成为止，然后，外循环的第二轮再次触发内循环，此过程不断重复直到外循环结束，使用嵌套循环时，只有在内循环完全结束后，外循环才会执行下一趟循环，
一个while循环可以嵌套在另一个while循环中，示例1演示了嵌套while循环的用法。
案例11：用*输出一个直角三角形图案。
在Punit3项目unit包下创建Case11类。代码如下：
package com.unit;
/**
* @date： 2021
* @author：xinch
*/
public class Case11 {
public static void main(String[] args) {
int nstars=1,stars;
//外层循环控制输出*的行数
while( nstars <= 10 )
{
stars = 1;
//内层循环控制打印星号的数量
while( stars <= nstars )
{
System.out.printf("*");
stars++;
}
System.out.printf("\n");
nstars++;
}
}
}程序结构分析：
程序用外层循环控制输出“*”的行数，循环条件为nstars <= 10，nstars初始化为1，该条件允许输出10行“*”；内层循环控制“*”输出的数量，循环条件为stars <= nstars，内层循环开始前，stars都被赋值为1，然后在内层循环体内做自增操作。
程序执行结果如下图所示：
while循环和do-while循环也可以互相嵌套。例如，可以将示例11的内层while循环修改为do-while循环，或者将外层循环修改为do-while循环。