学习目标：掌握for循环结构的使用方法。

1、 for循环结构

for循环语句是Java语言提供的功能更强，使用更广泛的一种循环语句。Java语言的for循环语句使用最为灵活，不仅可以用于循环次数已经确定的情况，而且可以用于循环次数不确定而只给出循环条件的情况，它完全可以代替while循环。

for循环的一般语法为：

for(表达式1; 表达式2; 表达式3;)
{
  语句；
}

语法说明如下：

表达式1：通常用来给循环变量赋初值，一般是赋值表达式，也允许在for语句外给循环变量赋初值，此时可以省略该表达式；

表达式2：通常是循环条件，一般为关系表达式或逻辑表达式；

表达式3： 通常可用来修改循环变量的值，一般是赋值语句。

for循环中的这三部分必须用分号隔开，组成循环体的语句可以是单条语句或多条语句。

一般语法中的“语句”即为循环体语句。for语句的语义是：

（1）首先计算表达式1的值，通常为循环变量赋初值；

（2）再计算表达式2的值，即判断循环条件是否为真，若值为真则执行循环体一次，否则跳出循环；

（3）再计算表达式3的值，这里通常写更新循环变量的赋值表达式，然后转回第二步重复执行。

在整个for循环过程中，表达式1只计算一次，表达式2和表达式3则可能计算多次。循环体可能执行多次，也可能一次都不执行。

案例12：使用for循环求数的阶乘。

在Punit3项目unit包下创建Case12类。代码如下：

package com.unit;
 
import java.util.Scanner;
 
/**
 * @date： 2021/6/2
 * @author：xinch
 */
 
public class Case12 {
    public static void main(String[] args) {
        int number, count;
        int factorial = 1;
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入任意一个正整数");
        number = sc.nextInt();
        for (count = 1; count <= number; count++) {
            factorial = factorial * count;
        }
        System.out.printf("%d的阶乘 = %d", number, factorial);
 
    }
}

程序结构分析

程序声明了3个int类型的变量，number、count、factorial。分别用于存储输入的整数、循环变量的值、阶乘值。for循环中表达式count=1为变量赋初值，表达式count<=number作为循环条件用来测试是否继续执行循环，表达式count++用来修改循环变量的值。

案例13：使用for循环输出加法表。

在Punit3项目unit包下创建Case13类。代码如下：

package com.unit;
 
import java.util.Scanner;
 
/**
 * @date： 2021/6/2
 * @author：xinch
 */
 
public class Case13 {
    public static void main(String[] args) {
        int i, j, max;
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入任意一个数值");
        System.out.println("根据这个值可以输出以下加法表");
        max = sc.nextInt();
        for (i = 0, j = max; i <= max; i++, j--) {
            System.out.printf("\n %d + %d = %d", i, j, i + j);
        }
 
    }
}

程序结构分析

程序功能主要是演示for循环中逗号表达式的使用。

程序在for循环中，表达式1为逗号表达式，该表达式为循环变量i和j赋初值，执行此表达式后，i被赋值为0，j被赋予max中的当前值；表达式3也是一个逗号表达式，每次循环后，i自加1，j自减1。

前面已讨论，for循环中有三个表达式，for循环中的这三个表达式都可以省略，但要注意分号分割符号不能省略，下面分别讨论for循环中省略部分或者全部表达式的情况。

（1）省略表达式1

for循环语句中表达式1可以省略不写，此时，循环变量应在循环语句之外赋值，例如如下语句：

int  i = 0；
for( ; i < 10; i++ )
{
   System.out.printf("\n %d=", i*2)
}

程序输出20以内的偶数，int  i = 0对循环变量进行赋值，因为循环变量i已经被赋值，此时循环语句可以省略表达式1。

（2）省略表达式2

for循环语句中的表达式2，在一定条件下也可以省略, 表达式2主要用于循环条件的判断。如果省略表达式2，就必须要在循环体中增加循环条件判断语句，如果不满足循环条件，则跳出循环。跳出循环可以用break语句，break语句将在后面介绍。省略表达式2的示例语句如下：

int i；
for( i=0;; i++ )
{
  if( i >=10 )
     break;
System.out.printf("\n %d=", i*2)
}

程序在循环体内增加了if( i >= 10 )条件判断语句，如果i>=10为真，则通过break语句跳出循环，如果循环体内没有跳出循环的条件判断语句，程序将进入无限循环。

（3）省略表达式3

for循环语句中的表达式3一般是用来修改循环变量的值，如果在循环体内有修改循环变量的语句，此时表达式3可以省略。例如如下语句：

循环体内的i = i+1等同于for( ; i < 10; i++ )语句中的i++，每循环一次，i就进行加1操作，当i自增到10时，循环终止。

三个表达式都省略

三个表达式都省略的情况比较少见，此时，循环体为有循环变量的赋值语句，循环体内应有修改循环变量和循环条件判断的语句，否则很容易形成无限循环。例如如下语句：

int i=0；
for( ;; ; )
{
i = i+1;
  if( i >=10 )
     break;
System.out.printf("\n %d=", i*2)
}

程序中int i=0为循环变量i赋初值，循环体内i = i+1修改循环变量i的值，if( i >= 10 )判断循环变量i的值是否大于等于10，如果条件为真，则跳出循环。

for循环在Java编程中应用非常广泛，它不仅可以用于循环次数已经确定的情况，而且可以用于循环次数不确定而只给出循环条件的情况，它完全可以代替while循环。只要弄明白了for循环的三个表达式，就可以掌握for循环的用法，表达式1是进入第一次for循环之前运行，并且只会执行一次；表示式2是for循环的执行条件，满足这个条件后才能进入循环里面的语句；表达式3是在执行一次循环后执行的语句。

2、 循环控制语句

break语句

有时可能不知道循环将要执行的次数，终止循环的条件可在以后确定。所以需要提供一种机制在条件满足的时候跳出循环。有时候，我们需要根据条件跳过循环中的一些语句。Java语言提供了break和continue两个关键字（也称为break语句和continue语句），用于改变程序的控制流。

break语句通常用在前面介绍过的switch语句及循环语句中。当break语句用于switch语句时，可使程序跳出switch结构而执行switch语句之后的语句；当break语句用于while、do-while、for循环语句时，可使程序终止循环而执行循环后面的语句。

break语句实际上就是为了使人能方便地描述从循环执行中退出的动作。通常应把break语句放在条件语句控制之下，以便在某些条件成立时立即结束循环。

案例14：使用break语句退出循环。

在Punit3项目unit包下创建Case14类。代码如下：

package com.unit;
 
/**
 * @date： 2021/6/2
 * @author：xinch
 */
 
public class Case14 {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 0;
        while (i < 7) {
            i++;
            System.out.printf("\n 第%d次循环", i);
            // 当i==时，跳出循环
            if (i == 5) {
                System.out.printf("\n i==5 跳出循环，程序结束", i);
                break;
            }
 
        }
    }
}

程序结构分析

该循环在变量i的值等于5时，满足条件，然后执行break语句，结束整个循环，循环语句后面没有其它语句可执行，程序退出。

continue语句

continue语句只能用在循环里。continue语句的作用是跳过循环体中剩余的语句而准备执行下一次循环。对于while和do-while循环，continue执行之后的动作是条件判断；对于for循环，随后的动作是变量更新。

注意break语句和continue语句的差别。break语句导致循环终止，使程序控制流转向这个循环语句之后；而continue引起的则是循环内部的一次控制转移，使执行控制跳到循环体的最后，相当于跳过循环体里continue语句后面的那些语句，继续下一次循环，下图说明了break语句和continue语句引起的控制转移的情况。

案例15：求整数1—100的累加值，但要求跳过所有个位为3的数。

提示：在循环中加一个判断，如果该数个位是3，就跳过该数不加。如何判断1到100中的哪些整数的个位数是3呢？可以使用取余运算符“%”，将一个正整数，除以10以后余数是3，就说明这个数的个位数为3。

在Punit3项目unit包下创建Case15类。代码如下：
package com.unit;
 
/**
 * @date： 2021/6/2
 * @author：xinch
 */
 
public class Case15 {
    public static void main(String[] args) {
        int i;
        int sum = 0;
        for (i = 1; i <= 100; i++) {
            // 判断i的余数是否是3
            if (i % 10 == 3) {
                // 执行下一轮循环
                continue;
            }
            sum += i;
        }
        System.out.printf("sum = %d", sum);
 
    }
}

程序结构分析

程序检查i除以10的余数是否等于3，如果是，则说明该数的个位数是3，这种情况下，将使用continue语句跳过后续语句，然后转向for循环的表达式3更新循环变量，继续下一次循环。

3、  for嵌套循环

前面已经介绍了嵌套循环的概念，并通过示例介绍了while循环和do-while循环嵌套的情况。for循环也可以嵌套，它可以和for循环结构，也可以和while循环结构混合嵌套。

嵌套循环时，必须将被嵌套的循环语句完整地包含在外层循环的循环体内，下面给出嵌套循环的示例。

案例16：用“*”输出一个菱形图案，图案如下:

在Punit3项目unit包下创建Case16类。代码如下：

package com.unit;
 
/**
 * @date： 2021/6/2
 * @author：xinch
 */
 
public class Case16 {
    public static void main(String[] args) {
        int i, j, k;
 
        // 先打印上边的四行
        for (i = 1; i <= 4; i++) {
            // 控制要打印的空格数
            for (j = 1; j <= 4 - i; j++)
                System.out.print(" ");
            // 控制要打印的星号数
            for (k = 1; k <= 2 * i - 1; k++)
                System.out.print("*");
            System.out.print("\n");
        }
 
        // 打印下边的三行
        for (i = 1; i <= 3; i++) {
            // 控制要打印的空格数
            for (j = 1; j <= i; j++)
                System.out.print(" ");
            // 控制要打印的星号数
            for (k = 1; k <= 7 - 2 * i; k++)
                System.out.print("*");
            System.out.print("\n");
        }
 
    }
}

程序结构分析

程序分为两部分循环，第一部分循环输出菱形图案的上边四行，最外层循环控制输出的行数，内层嵌套了两个for循环，第一个嵌套循环输出打印的空格数，第二个嵌套循环输出打印的星号数；第二部分循环输出菱形图案的下边三行，原理和第一部分循环相同。

案例17：打印输出100至200之间的全部素数。

提示：素数是指能被1和它本身整除的数。算法比较简单，先将这个数被2除，如果能整除，且该数又不等于2，则该数不是素数。如果该数不能被2整除，再看是否能被3整除，并且该数不等于3，则该数不是素数，否则再判断是否能被4整除，依次类推，该数只要是能被小于其本身的某个数整除时，就不是素数。

在Punit3项目unit包下创建Case17类。代码如下：

package com.unit;
 
/**
 * @date： 2021/6/2
 * @author：xinch
 */
 
public class Case17 {
    public static void main(String[] args) {
        int i, j, n;
        n = 0;
        for (i = 100; i <= 200; i++) {
            j = 2;
            // 从2到i之间寻找第一个能被整除的数
            while (i % j != 0)
                j++;
            // 如果第一个能被整除的数等于该数本身，则说明该数为素数
            if (i == j) {
                System.out.printf("%4d", i);
                n++;
                // 控制每行输出8个素数
                if (n % 8 == 0)
                    System.out.print("\n");
            }
        }
        System.out.print("\n");
 
    }
}

程序结构分析

程序外层循环控制输出100至200之间的数，内层的while循环用于找寻从2到该数之间第一个能被整除的数，内层循环判断条件为i%j != 0，其中i为当前要判断是否是素数的数，j为从2开始循环递增的数，如果i%j != 0，则说明i不能被j整除，j自增后程序继续执行while循环，如果i%j == 0，则说明i能被j整除，程序跳出while循环，循环后面的if语句判断i与j是否相等，如果相等，则说明i为素数，程序输出i。