Java語言中的三種循環語句教學研究

曾新洲

摘 要： 循環語句是面向對象程序設計的基礎，Java程序設計語言提供了三種基本的循環語句：while循環語句、for循環語句和do…while循環語句[1]，通常情況下，這三種循環語句可互換[2]，但又略有不同，for循環語句與另外兩種循環語句相比，結構更緊湊，編寫更方便，使用更頻繁。本文針對高職學生學習循環語句難度較大的問題，提出了一種引導式教學方法，通過分析一個典型案例---“求前10個自然數的和”的執行過程，提煉出循環體、循環執行條件等，引導學生自己拼湊出循環語句，同時也分析了Java語言中三種循環語句的結構，并對三種循環語句的相同點和不同點進行了詳細探討。

關鍵詞： Java語言； for循環語句； while循環語句； do…while循環語句

中圖分類號：TP312 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2018）09-51-04

Abstract： Loop statements are the basis of object oriented programming， and the Java programming language provides three basic loop statements： while loop statement， for loop statement， and do... While loop statement， usually， these three loop statements are interchangeable， but are slightly different， for loop statement is more compact in structure， more convenient to write， and more frequently used than the other two loop statements. In order to solve the problem of Higher Vocational Students' difficulty in learning loop sentences， a guiding teaching method is put forward. By analyzing a typical case， the execution process of "the sum of the 10 natural numbers in the first place"， the body of the loop and the execution condition of the loop are extracted to guide the students to piece together the loop sentences. The structure of three loop statements in Java language is discussed， and the similarities and differences between the three loop statements are discussed in detail.

Key words： Java language； for loop statement； while loop statement； do...while loop statement

0 引言

Java語言作為目前使用最為廣泛的一種程序設計語言，有三種基本的循環語句：while循環語句、for循環語句和do…while循環語句。高職有不少學生英語和數學基礎較差，邏輯思維能力較弱，在學習循環語句時有點力不從心。為了讓學生盡快掌握循環語句，在教學過程中盡可能聯系實際，例如采用引導式教學法，引導學生使用循環語句實現“求前10個自然數的和”；然后要求學生模仿教師的做法，使用循環語句實現“求前100個自然數的和”；并進行擴展練習，如使用循環語句實現“求2+4+6+…+18+20的和”。下面我們對Java語言中的三種循環語句進行詳細分析。

1 while循環語句

while循環語句的通用格式如下：

①

while（②）

{

③

}

④

其中①表示while循環語句之前的語句，②表示循環執行的條件，③表示循環體[3]（滿足循環條件時，執行循環體，循環體為重復執行的代碼），④表示while循環語句之后的語句，while循環語句的執行流程如圖1所示。

在教學中采用先分析執行過程，然后再拼湊循環語句的方式進行講解，例如，采用while循環語句實現“求前10個自然數的和”，教學過程設計如下。

⑴ 求和運算，定義一個初始值為0的整形變量保存最終結果，如下所示：

int sum=0；

⑵ 執行求和運算，這里采用小學生的做法，首先將自然數1加入到最終的結果中：

sum=sum+1； //語句⑴

⑶ 然后將自然數2加入到最終的結果中：

sum=sum+2； //語句⑵

依此類推：

sum=sum+3； //語句⑶

…

sum=sum+10； //語句⑽

語句⑴、⑵、⑶….⑽中的數字不相同，且相鄰語句之間的數字相差1，若采用一個整形變量i（初始值為1）來替換語句⑴中的數字1，語句⑴執行完以后，變量i的值加1，使用變量i替換語句⑵中的數字2，語句⑵執行完后，變量i的值再加1，使用變量i替換語句⑶中的數字3，依此類推，執行過程如下：

int i=1；

sum=sum+i； //等同于sum=sum+1

i++；

sum=sum+i； //等同于sum=sum+2

i++；

…

sum=sum+i； //等同于sum=sum+10

i++；

上述執行過程中，有兩條語句重復執行：

sum=sum+i；

i++；

這部分代碼可作為while循環語句通用格式中的③，變量i的初始值為1，每執行一次循環體③，i的值加1，最終i的值變成11，程序結束，因此，可將i<11作為while循環語句執行的條件②。而以下兩行語句在while循環之前執行。

int sum=0；

int i=1；

因此，可將其作為while循環之前的第①部分，引導學生拼湊出如下while循環語句。

int sum=0；

int i=1；

while（i<11）

{

sum=sum+i；

i++；

}

在編寫服務器程序時，經常使用無限循環，while循環語句表示無限循環的一般格式如下：

while（true）

{

循環體；

}

上述“求前10個自然數的和”的while循環語句，可使用無限循環方式實現，實現過程如下：

int sum=0；

int i=1；

while（true）

{

if（i<11）

{

sum=sum+i；

i++；

}

else

break；

}

在上述語句中，將循環執行的條件"i<11"放置在循環體內，一旦循環變量i的值等于11，便結束while循環語句。

2 for循環語句

for循環語句的通用格式如下：

①

for（②； ③； ④）

{

⑤

}

⑥

其中①表示for循環語句之前的語句，②一般用來做循環變量的初始化操作，③表示循環執行的條件，④表示循環變量的變化，⑤表示循環體[4]，⑥表示for循環語句之后的語句，for循環語句的執行流程[5]如圖2所示。

根據while循環語句部分的分析，可通過for循環語句實現“求前10個自然數的和”。

int sum=0；

int i=1；

這兩條語句是while循環語句之前執行的語句，其中變量i為循環變量，因此，可將int i=1；放在for循環語句的第②個部分（循環變量的初始化部分），int sum=0；放在for循環語句的第①個部分（for循環語句之前執行的語句），while循環語句中的循環體包括以下兩條語句：sum=sum+i； i++；其中sum=sum+i；作為for循環語句第⑤個部分（循環體），而i++作為for循環語句的第④個部分（循環變量的變化），i<11為循環的執行條件，作為for循環語句中的第③部分，用for循環語句實現“求前10個自然數的和”如下所示：

int sum=0；

for（int i=1； i<11； i++）

{

sum=sum+i；

}

實際上，for循環語句的通用格式中的第②、③、④部分都可以省略，但它們之間的分號必須保留，以“求前10個自然數的和”為例，代碼如下：

int sum=0；

int i=1

for（； ；）

{

if（i<11）

{

sum=sum+i；

i++；

}

else

break；

}

此時，for循環語句變成了一個無限循環，類似于while無限循環，將循環變量初始化操作放在for循環語句之前，循環執行的條件和循環變量的變化放置在for循環體內。

3 do…while循環語句

do…while循環語句的通用格式如下：

①

do

{

②

} while（③）；

④

其中①表示do…while循環語句之前的語句，②表示循環體，③表示循環執行的條件，④表示do…while循環語句之后的語句，do..while循環語句的執行流程如圖3所示。

在do…while循環語句中，先執行循環體，然后再判斷循環執行的條件，如果條件為真，則繼續執行循環體，如果條件為假，則結束整個do…while循環語句，采用do…while循環語句實現“求前10個自然數的和”代碼如下：

int sum=0；

int i=1；

do

{

sum=sum+i；

i++；

} while（i<11）；

這種方式跟while循環語句非常類似，只是將while循環語句中的while換成do，然后將while（i<11）放在了循環體后，并以分號結束。但do…while循環語句與while循環語句并不完全相同，因為do…while循環語句不管循環執行的條件是否為真，都會執行一次循環體，因此，初次判斷循環執行的條件為真時，兩者完全相等，而初次判斷循環執行的條件為假時，do…while循環語句與while循環語句不同，以下的do…while循環語句和while循環語句就不相同。

while循環語句如下：

int i=20；

while（i<10）

{

System.out.println（i）；

i--；

}

do…while循環語句如下：

int i=20；

do

{

System.out.println（i）；

i--；

} while（i<10）；

其中while循環語句沒有輸出，而do…while循環語句輸出20。

4 結束語

do…while循環語句不管條件如何，至少會執行一次，while循環語句和for循環語句可互換，for循環語句與while循環語句相比，結構更緊湊，在實際開發中，更傾向于使用for循環語句，特別是在多重循環中均采用for循環語句來實現。在編寫循環語句時，必須弄清循環語句的四個組成部分：循環變量的初始化、循環執行的條件、循環體和循環變量的變化。其中循環執行的條件和循環體最為關鍵，可采用歸納法，提取出重復執行的部分——循環體[6]，通過分析，確定什么情況下執行循環——循環語句的執行條件，確定了上述兩部分內容后，循環語句也就基本確定了。

參考文獻（References）：

[1] [美]Bruce Eckel著，陳昊鵬譯.Java編程思想（第四版）[M].機械工業出版社，2007.

[2] 李英.C語言中for循環語句教學設計[J].網絡與信息工程，2017.8：60-61

[3] 凱 S.霍斯特曼（Cay S.Horstmann）.Java核心技術 卷I：基礎知識（原書第十版）[M].機械工業出版社，2016.

[4] 張淑敏，王元芬.C語言中三種循環語句辨析[J].電腦與信息技術，2017.25（1）：26-27

[5] 明日科技.Java從入門到精通（第四版）[M].清華大學出版社，2016.

[6] 宋靈香.C語言中for循環語句教學研究[J].軟件導刊，2013.12（3）：184-186