התוכניות הראשונות שלנו היו רצף של הוראות שמתבצעות בזו אחר זו. בלי מזלגות. זה כולל את HelloWorld, שמציג ברכה. זה כולל חישובים אריתמטיים. לאחר התוכניות הראשונות שלנו, למדנו איך להסניף, כלומר איך לגרום לתוכנית לבצע פעולות שונות בהתאם לתנאים ספציפיים. הנה קוד לשליטה במערכת הסקה מרכזית ומיזוג אוויר:
לְהַמשִׁיך.
if (tempRoom>tempComfort)
airConditionerOn();
if (tempRoom<tempComfort)
heaterOn();
קח את הצעד הבא. בחיי היומיום אנו מבצעים לעיתים קרובות פעולות חוזרות ונשנות, למשל, קילוף תפוחים לפשטידה. ניתן לתאר תהליך מרתק זה כך:
-
אם יש תפוחים בקערה, אנו מבצעים את שלבים 1.1 עד 1.4:
- 1.1. תפוס תפוח
- 1.2. מקלפים וחותכים אותו לפרוסות
- 1.3. מסדרים את פרוסות התפוחים בתבנית הפאי בתבנית
- 1.4. חזור לשלב 1.
- אנחנו קושרים את עצמנו למספר התפוחים, אבל אם אין לנו מספיק מהם, אז חלק מהפקודות יתבצעו ללא "עומס" (ואולי נחתוך את עצמנו תוך כדי ניסיון לקלף תפוח שלא קיים).
- אם יש יותר תפוחים מאשר פקודות לקלף, אז חלק מהתפוחים יישארו לא קלופים.
- קשה לקרוא קוד כזה. יש לו הרבה חזרות וקשה לשינוי.
לולאות הן אמירות המאפשרות לבצע פעולות שוב ושוב
לולאת ה-while של Java תעבוד טוב במקרה שלנו. מבנה זה מכניס פעולות מרובות למבנה תמציתי ומובן. באמצעות לולאת while , אלגוריתם חיתוך תפוחים לעוגה עשוי להיראות כך ב-Java:
while (numberOfApplesInBowl > 0) {
apple = bowl.grabNextApple();
arrangeInPie(apple.peel().slice());
numberOfApplesInBow--; // "--" is the decrement operator, which reduces the number of apples by one
}
System.out.println("The apples for the pie have been processed.");
תחביר פקודה
הגרסה הראשונה של הצהרת while היא כזו:
while (Boolean expression) {
// Loop body — the statement(s) that are repeatedly executed
}
להלן הסבר שלב אחר שלב של מה קורה כאשר קוד זה מבוצע:
- אנו מעריכים את הביטוי הבוליאני שנמצא בסוגריים לאחר מילת המפתח while .
- אם הביטוי הבוליאני מוערך כ-true, אז ההצהרות בגוף הלולאה מבוצעות. לאחר ביצוע ההצהרה האחרונה בגוף הלולאה, נעבור לשלב 1
- אם הביטוי הבוליאני מוערך ל-false, אז אנחנו קופצים להצהרה הראשונה אחרי לולאת while .
לולאה עם תנאי מוקדם
מכיוון שאנו תמיד מעריכים את הביטוי הבוליאני (התנאי לכניסה ללולאה) לפני שאנו מבצעים את גוף הלולאה, צורה זו של לולאת while נקראת לעתים קרובות לולאה עם תנאי מוקדם . בואו נבנה טבלה של עשרת החזקות הראשונות של מספר:
public static void main(String[] args) {
int base = 3; // The number that will be exponentiated
int result = 1; // The result of exponentiation
int exponent = 1; // The initial exponent
while (exponent <= 10) { // The condition for entering the loop
result = result * base;
System.out.println(base + " raised to the power of " + exponent + " = " + result);
exponent++;
}
}
פלט מסוף:
3 raised to the power of 1 = 3
3 raised to the power of 2 = 9
3 raised to the power of 3 = 27
3 raised to the power of 4 = 81
3 raised to the power of 5 = 243
3 raised to the power of 6 = 729
3 raised to the power of 7 = 2187
3 raised to the power of 8 = 6561
3 raised to the power of 9 = 19683
3 raised to the power of 10 = 59049
Process finished with exit code 0
לולאה עם postcondition
הנה הגרסה השנייה של הלולאה הזו:
do {
// Loop body — the statement(s) that are repeatedly executed
} while (Boolean expression);
להלן הסבר על מה שקורה כאשר הקוד הזה מופעל:
- גוף הלולאה מבוצע (מיד אחרי מילת המפתח do ).
- אנו מעריכים את הביטוי הבוליאני שנמצא בסוגריים לאחר מילת המפתח while .
- אם הביטוי הבוליאני מוערך כאמת, נעבור לשלב 1
- אם הביטוי הבוליאני מוערך ל-false, אז אנחנו קופצים להצהרה הראשונה אחרי לולאת while .
public static void main(String[] args) {
int base = 3; // The number that will be exponentiated
int result = base; // The result of exponentiation
int exponent = 1; // The initial exponent
do {
System.out.println(base + " raised to the power of " + exponent + " = " + result);
exponent++;
result = result * base;
} while (result < 10000); // The condition for exiting the loop
}
פלט מסוף:
3 raised to the power of 1 = 3
3 raised to the power of 2 = 9
3 raised to the power of 3 = 27
3 raised to the power of 4 = 81
3 raised to the power of 5 = 243
3 raised to the power of 6 = 729
3 raised to the power of 7 = 2187
3 raised to the power of 8 = 6561
Process finished with exit code 0
שימו לב לשינויים בקוד. השווה זאת עם הלולאה עם תנאי מוקדם.
עובדות מעניינות על עבודה עם לולאות
הצהרות הסתעפות בתוך גוף הלולאה
ישנן שתי הצהרות המשפיעות על ביצוע בתוך לולאה: break (עליו נדון ביתר פירוט בפרק הבא) ו- continue — מדלג על ביצוע שאר גוף הלולאה באיטרציה הנוכחית וקופץ להערכת הביטוי הבוליאני של הצהרת while. אם הביטוי מוערך כ-true, אז הלולאה ממשיכה.
- break - מפסיק מיד את הביצוע של האיטרציה הנוכחית ומעביר את השליטה להצהרה הראשונה אחרי הלולאה. לפיכך, הצהרה זו מסיימת את ביצוע הלולאה הנוכחית. נשקול זאת ביתר פירוט במאמר הבא.
while (numberOfApplesInBowl > 0) {
apple = bowl.grabNextApple();
numberOfApplesInBow--; // "--" is the decrement operator, which reduces the number of apples by one
if (apple.isBad()) { // This method returns true for rotten apples
apple.throwInGarbage();
continue; // Continue the loop. Jump to evaluation of numberOfApplesInBowl > 0
}
arrangeInPie(apple.peel().slice());
}
הצהרת
continue משמשת לעתים קרובות כאשר יש לבצע הצהרות בגוף הלולאה אם מתקיים תנאי מסוים. לדוגמה, ייתכן שנרצה לבצע פעולות כאשר חיישן חומרה מופעל (אחרת, פשוט להמשיך את הלולאה בה אנו מבצעים קריאות חיישן) או שנרצה לחשב ביטוי רק באיטרציות מסוימות של לולאה. דוגמה למקרה האחרון ניתן לראות בשימוש שלנו בלולאת while לחישוב סכום הקוביות של מספרים טבעיים שהריבוע שלהם קטן ממספר המספרים. מְבוּלבָּל? בדוק את הקוד הבא:
public static void main(String[] args) {
int sum = 0; // Total amount
int i = 0; // Initial number in the series
int count = 20; // Number of numbers
while (i <= count) {
i++; // Get the next number — "i++" is equivalent to "i = i + 1"
if (i * i <= count) // If the square of the number is less than
continue; // the number of numbers, then we won't calculate the sum
// Jump to the next number in the loop
sum += i * i * i; // Otherwise, we calculate the sum of the cubes of numbers
} // "sum += i * i * i" is notation that is equivalent to "sum = sum + i * i * i"
System.out.println(sum); // Print the result
}
לולאה אינסופית
הצהרות הסתעפות אלו משמשות לרוב בלולאות אינסופיות. אנו קוראים ללולאה אינסופית אם התנאי הבוליאני ליציאה מהלולאה לעולם לא מתקיים. בקוד, זה נראה בערך כך:
while (true) {
// Loop body
}
במקרה זה, הצהרת
break עוזרת לנו לצאת מהלולאה. סוג זה של לולאה מתאים כאשר ממתינים לתנאים חיצוניים שנקבעו מחוץ לגוף הלולאה. למשל, במערכות הפעלה או משחקים (יציאה מהלולאה פירושה יציאה מהמשחק). או כשמשתמשים באלגוריתמים שמנסים, עם כל איטרציה של לולאה, לשפר תוצאה כלשהי, אבל מגבילים את מספר האיטרציות על סמך זמן שחלף או התרחשות של אירוע חיצוני (למשל דמקה, שחמט או תחזית מזג אוויר). זכור שבתנאים רגילים אינסוף לולאות אינן רצויות. כדי להדגים, נחזור להגדלת הערך:
public static void main(String[] args) {
int base = 3; // The number that will be exponentiated
int result = 1; // The result of exponentiation
int exponent = 1; // The initial exponent
while (true) {
result = result * base;
System.out.println(base + " raised to the power of " + exponent + " = " + result);
exponent++;
if (exponent > 10)
break; // Exit the loop
}
}
פלט מסוף:
3 raised to the power of 1 = 3
3 raised to the power of 2 = 9
3 raised to the power of 3 = 27
3 raised to the power of 4 = 81
3 raised to the power of 5 = 243
3 raised to the power of 6 = 729
3 raised to the power of 7 = 2187
3 raised to the power of 8 = 6561
3 raised to the power of 9 = 19683
3 raised to the power of 10 = 59049
Process finished with exit code 0
לולאות מקוננות
ועכשיו אנחנו מגיעים לנושא האחרון שלנו על לולאות. זכור את עוגת התפוחים ההיא (אני מקווה שאתה לא רעב כרגע) ואת לולאת קילוף התפוחים שלנו:-
אם יש תפוחים בקערה, אנו מבצעים את שלבים 1.1 עד 1.4:
- 1.1. תפוס תפוח
- 1.2. מקלפים וחותכים אותו לפרוסות
- 1.3. מסדרים את פרוסות התפוחים בתבנית הפאי בתבנית
- 1.4. חזור לשלב 1.
- מספר פרוסות = 0
-
כל עוד מספר הפרוסות הוא < 12, בצע את שלבים 2.1 עד 2.3
- 2.1. חותכים פרוסה נוספת מהתפוח
- 2.2. מספר פרוסות++
- 2.3. חזור לשלב 2
-
אם יש תפוחים בקערה, אנו מבצעים את שלבים 1.1 עד 1.6:
- 1.1. תפוס תפוח
- 1.2. לקלף את זה
- 1.3. מספר פרוסות = 0
- 1.4. כל עוד מספר הפרוסות הוא < 12, אז בצע את שלבים 1.4.1 עד 1.4.3
- 1.4.1. חותכים פרוסה נוספת מהתפוח
- 1.4.2. מספר פרוסות++ 1.4.3. חזור לשלב 1.4
- 1.5. מסדרים את פרוסות התפוחים בתבנית הפאי בתבנית
- 1.6. חזור לשלב 1.
public static void main(String[] args) {
// Print the second factors in a row
System.out.println(" 2 3 4 5 6 7 8 9");
int i = 2; // Assign the first factor to the variable
while (i < 10) { // First loop: execute as long as the first factor is less than 10
System.out.print(i + " | "); // Print the first factor at the beginning of the line
int j = 2; // The starting value of the second factor
while (j < 10) { // Second loop: execute as long as the second factor is less than 10
int product = i * j; // Calculate the product of the factors
if (product < 10) // If the product is a single digit, then we print two spaces after the product
System.out.print(product + " ");
else // Otherwise, print the product and one space after it
System.out.print(product + " ");
j++; // Increment the second factor by one
} // Go to the beginning of the second loop, i.e. "while (j < 10)"
System.out.println(); // Move to the next line on the console
i++; // Increment the first factor by one
} // Go to the beginning of the first loop, i.e. "while (i < 10)"
}
פלט מסוף:
2 3 4 5 6 7 8 9
2 | 4 6 8 10 12 14 16 18
3 | 6 9 12 15 18 21 24 27
4 | 8 12 16 20 24 28 32 36
5 | 10 15 20 25 30 35 40 45
6 | 12 18 24 30 36 42 48 54
7 | 14 21 28 35 42 49 56 63
8 | 16 24 32 40 48 56 64 72
9 | 18 27 36 45 54 63 72 81
Process finished with exit code 0
לולאות (במיוחד הצהרת
while ) הן אחד מאבני הבניין הבסיסיות של תוכנה. על ידי פתרון משימות ב- CodeGym, תלמד את כל סוגי הלולאות השונים, תבין את המורכבויות שלהן ותרכוש מיומנויות מעשיות בשימוש בהן.
GO TO FULL VERSION