Выполнение этой программы дает следующий результат:i is less than onei is less than twoi is less than threei is less than fouri is less than fivei is less than twoi is less than threei is less than fivei is less than threei is less than fouri is less than fivei is less than fouri is less than fivei is less than five
Как демонстрирует приведенный выше пример, выполнение программы будет продолжено в следующей ветви case в отсутствие оператора break. А в следующем примере кода показано, что в операторе switch могут присутствовать пустые ветви case:switch(i) { case 1: case 2: case 3: System.out.println("i is 1, 2 or 3"); break; case 4: System.out.println("i is 4"); break;}
Если в приведенном выше фрагменте кода переменная i имеет значение 1, 2 или 3, то вызывается первый метод println (). А если ее значение равно 4, вызывается второй метод println (). Такое расположение нескольких пустых ветвей case подряд нередко используется в тех случаях, когда нескольким ветвям должен соответствовать один и тот же общий код.Вложенные операторы switch
Один оператор switch может быть частью последовательности операторов другого, внешнего оператора switch. И такой оператор switch называется вложенным. Константы выбора внутреннего и внешнего операторов switch могут содержать общие значения, не вызывая никаких конфликтов. Например, следующий фрагмент кода является вполне допустимым:switch(chi) { case 'A1: System.out.println("This A is part of outer switch."); switch(ch2) { case 'A1: System.out.println("This A is part of inner switch"); break; case 'B' : // ... } // конец внутреннего оператора switch break; case 'B': // ...
Пример для опробования 3.1.Начало построения справочной системы Java
В этом проекте предстоит создать простую справочную систему, предоставляющую сведения о синтаксисе управляющих операторов Java. Программа, реализующая эту справочную систему, отображает меню с названиями операторов и ожидает выбора одного из них. Как только пользователь выберет один из пунктов меню, на экран будут выведены сведения о синтаксисе соответствующего оператора. В первой версии данной программы предоставляются сведения только об операторах if и switch. Ав последующих проектах будут добавлены справочные данные об остальных управляющих операторах.
Последовательность действий
Создайте новый файл Help.java.
В начале работы программы отображается следующее меню:Help on:1. if2. switchChoose one:Для этой цели потребуется приведенная ниже последовательность операторов.System.out.println("Help on:");System.out.println(" 1. if");System.out.println(" 2. switch");System.out.print("Choose one: ");
Далее программа получает данные о выборе пользователя. С этой целью вызывается метод System.in.read(), как показано ниже.choice = (char) System.in.read();
После этого в программе используется оператор switch для отображения сведений о синтаксисе выбранного оператора.switch(choice) {case 111: System.out.println("The if:\n"); System.out.println("if(condition) statement;"); System.out.println("else statement;"); break;case 12’ : System.out.println("The switch:\n"); System.out.println("switch(expression) {"); System.out.println(" case constant:"); System.out.println(" statement sequence"); System.out.println(" break;"); System.out.println (" // ..."); System.out.println("}"); break;default: System.out.print("Selection not found.");}Обратите внимание на то, как в ветви default перехватываются сведения о неправильно сделанном выборе. Так, если пользователь введет значение 3, оно не совпадет ни с одной из констант в ветвях case оператора switch, и тогда управление будет передано коду в ветви default.
Ниже приведен весь исходный код программы из файла Help.java./*Пример для опробования 3.1. Простая справочная система.*/class Help { public static void main(String args[]) throws java.io.IOException { char choice; System.out.println("Help on:") ; System.out.println(" 1. if"); System.out.println(" 2. switch"); System.out.print("Choose one: "); choice = (char) System.in.read(); System.out.println("\n") ; switch(choice) { case '1': System.out.println("The if:\n"); System.out.println("if(condition) statement;"); System.out.println("else statement;"); break; case '2': System.out.println("The switch:\n"); System.out.println("switch(expression) {"); System.out.println(" case constant:"); System.out.println(" statement sequence"); System.out.println(" break;"); System.out.println (" // ..."); System.out.println ("}"); break; default: System.out.print("Selection not found."); } }}
Выполнение этой программы дает следующий результат: Help on: 1. if 2. switch Choose one: 1 The if: if(condition) statement; else statement;Цикл for
Цикл for уже был представлен в главе 1, а здесь он рассматривается более подробно. Вас должны приятно удивить эффективность и гибкость этого цикла. Прежде всего обратимся к самым основным и традиционным формам цикла for.
Ниже приведена общая форма цикла for для повторного выполнения единственного оператора.for (инициализация; условие; итерация) оператор;
А вот как выглядит его форма для повторного выполнения кодового блока.fог (инициализа ция; условие; итера ция){последовательность операторов;}
где инициализация, как правило, представлена оператором присваивания, задающим первоначальное значение переменной, которая выполняет роль счетчика и управляет циклом; условие — это логическое выражение, определяющее необходимость повторения цикла; а итерация — выражение, определяющее величину, на которую должно изменяться значение переменной, управляющей циклом, на каждом шаге цикла. Обратите внимание на то, что эти три основные части оператора цикла for должны быть разделены точкой с запятой. Выполнение цикла for будет продолжаться до тех пор, пока проверка условия дает истинный результат. Как только эта проверка даст ложный результат, цикл завершится, а выполнение программы будет продолжено с оператора, следующего после цикла for.
Ниже приведен пример программы, где цикл for служит для вывода на экран значений квадратного корня чисел в пределах от 1 до 99. В данной программе отображается также ошибка округления, допущенная при вычислении квадратного корня.// Вывод квадратных корней чисел от 1 до 99 вместе с ошибкой округления,class SqrRoot { public static void main(String args[]) { double num, sroot, rerr; for(num = 1.0; num < 100.0; num++) { sroot = Math.sqrt(num); System.out.println("Square root of " + num + " is " + sroot); // вычислить ошибку округления rerr = num - (sroot * sroot); System.out.println("Rounding error is " + rerr); System.out.println() ; } }}
Обратите внимание на то, что ошибка округления вычисляется путем возведения в квадрат квадратного корня числа. Полученное значение отнимается от исходного числа.
Переменная цикла может как увеличиваться, так и уменьшаться, а величина приращения может выбираться произвольно. Например, в приведенном ниже фрагменте кода выводятся числа в пределах от 100 до -95, и на каждом шаге переменная цикла уменьшается на 5.// Цикл for, выполняющийся с отрицательным приращением переменной,class DecrFor { public static void main(String args[]) { int x; //На каждом шаге цикла управляющая им переменная уменьшается на 5. for(х = 100; х > -100; х -= 5) System.out.println(х); }}
В отношении циклов for следует особо подчеркнуть, что условное выражение всегда проверяется в самом начале цикла. Это означает, что код в цикле может вообще не выполняться, если проверяемое условие с самого начала оказывается ложным. Рассмотрим следующий пример:for(count=10; count < 5; count++) x += count; // этот оператор не будет выполнен
Этот цикл вообще не будет выполняться, поскольку первоначальное значение переменной count, которая им управляет, сразу же оказывается больше 5. А это означает,что условное выражение count < 5 оказывается ложным с самого начала, т.е. еще до выполнения первого шага цикла.Некоторые разновидности цикла for
Цикл for относится к наиболее универсальным операторам языка Java, поскольку он допускает самые разные варианты применения. Например, для управления циклом можно использовать несколько переменных. Рассмотрим следующий пример программы:// Применение запятых в операторе цикла for.class Comma { public static void main(String args[]) { int i, j; // Для управления этим циклом используются две переменные. for (i=0, j =10; i < j; i++, j —) System.out.println("i and j: " + i + " " + j); }}
Выполнение этой программы дает следующий результат:i and j 0 10i and j 1 9i and j 2 8i and j 3 7i and j 4 6
В данном примере запятыми разделяются два оператора инициализации и еще два итерационных выражения. Когда цикл начинается, инициализируются обе переменные, i и j. Всякий раз, когда, цикл повторяется, переменная i инкрементируется, а переменная j декрементируется. Применение нескольких переменных управления циклом нередко оказывается удобным и упрощает некоторые алгоритмы. Теоретически в цикле for может быть указано любое количество операторов инициализации и итерации, но на практике такой цикл получается слишком громоздким, если применяется больше двух подобных операторов.
Условным выражением, управляющим циклом for, может быть любое действительное выражение, дающее результат типа bool. В него не обязательно должна входить переменная управления циклом. В следующем примере программы цикл будет выполняться до тех пор, пока пользователь не введет с клавиатуры букву S.// Выполнение цикла до тех пор, пока с клавиатуры//не будет введена буква S.class ForTest { public static void main(String args[]) throws java.io.IOException { int i; System.out.println("Press S to stop."); for(i = 0; (char) System.in.read() != 'S'; i++) System.out.println("Pass #" + i); }}Пропуск отдельных частей в определении цикла for
Ряд интересных разновидностей цикла for получается в том случае, если оставить пустыми отдельные части в определении цикла. В Java допускается оставлять пустыми любые или же все части инициализации, условия и итерации в операторе цикла for. В качестве примера рассмотрим следующую программу:// Пропуск отдельных частей в определении цикла for.class Empty { public static void main(String args[]) { int i; // В определении этого цикла отсутствует итерационное выражение. for(i =0; i < 10; ) { System.out.println("Pass #" + i) ; i++; // инкрементировать переменную управления циклом } }}
В данном примере итерационное выражение в определении цикла for оказывается пустым, т.е. вообще отсутствует. Вместо этого переменная i, управляющая циклом, инкрементируется в теле самого цикла. Это означает, что всякий раз, когда цикл повторяется, значение переменной i проверяется на равенство числу 10, но никаких других действий при этом не происходит. А поскольку переменная i инкрементируется в теле цикла, то сам цикл выполняется обычным образом, выводя приведенный ниже результат.Pass #0Pass #1Pass #2Pass #3Pass #4Pass #5Pass #6Pass #7Pass #8Pass #9
В следующем примере программы из определения цикла for исключена инициали¬ зирующая часть.// Пропуск дополнительных частей в определении цикла for.class Empty2 { public static void main(String args[]) { int i; //Из определения этого цикла исключено не только // итерационное, но и инициализирующее выражение. i = 0; for (; i < 10; ) { System.out.println("Pass #" + i) ; i++; // инкрементировать переменную управления циклом } }}
В данном примере переменная i инициализируется перед началом цикла, а не в самом цикле for. Как правило, переменная управления циклом инициализируется в цикле for. Выведение инициализирующей части за пределы цикла обычно делается лишь в том случае, если первоначальное значение управляющей им переменной получается в результате сложного процесса, который нецелесообразно вводить в само определение цикла for.Бесконечный цикл
Если оставить пустым выражение условия в определении цикла for, то получится бесконечный цикл, т.е. такой цикл, который никогда не завершается. В качестве примера в следующем фрагменте кода показано, каким образом в Java обычно создается бесконечный цикл:for(;;) // цикл, намеренно сделанный бесконечным{// ...}
Этот цикл будет выполняться бесконечно. Несмотря на то что бесконечные циклы требуются для решения некоторых задач программирования, например при разработке командных процессоров операционных систем, большинство так называемых “бесконечных” циклов на самом деле представляют собой циклы со специальными требованиями к завершению. (Подробнее об этом речь пойдет ближе к концу главы, но, как правило, выход из бесконечного цикла осуществляется с помощью оператора break.)Циклы без тела
В Java допускается оставлять пустым тело цикла for или любого другого цикла, поскольку пустой оператор с точки зрения синтаксиса этого языка считается действительным. Циклы без тела нередко оказываются полезными. Например, в следующей программе цикл без тела служит для получения суммы чисел от 1 до 5:// Тело цикла for может быть пустым,class Empty3 { public static void main(String args[]) { int i; int sum = 0; // Несмотря на отсутствие тела, в этом цикле // производится суммирование чисел от 1 до 5! for(i =1; i <= 5; sum += i++) ; System.out.println("Sum is " + sum); }}
Выполнение этой программы дает следующий результат:Sum is 15
Обратите внимание на то, что процесс суммирования чисел выполняется полностью в операторе цикла for, и для этого тело цикла не требуется. В этом цикле особое внимание обращает на себя итерационное выражение.sum += i++
Подобные операторы не должны вас смущать. Они часто встречаются в программах, профессионально написанных на Java, и становятся вполне понятными, если разобрать их по частям. Дословно приведенный выше оператор означает следующее: сложить со значением переменной sum результат суммирования значений переменных sum и i, а затем инкрементировать значение переменной i. Следовательно, данный оператор равнозначен следующей последовательности операторов:sum = sum + i;i++;Объявление управляющих переменных в цикле for
Нередко переменная, управляющая циклом for, требуется только для выполнения самого цикла и нигде больше не используется. В таком случае управляющую переменную можно объявить в инициализирующей части оператора цикла for. Например, в приведенной ниже программе вычисляется сумма и факториал чисел от 1 до 5, а переменная i, управляющая циклом for, объявляется в этом цикле.// Объявление переменной управления циклом в самом цикле for.class ForVar { public static void main(String args[]) { int sum = 0; int fact = 1; // Вычисление факториала чисел от 1 до 5. // Переменная управления объявляется в этом цикле for. for(int i = 1; i <= 5; i++) { sum += i; // Она доступна во всем цикле, fact *= i; } //Но недоступна за пределами цикла. System.out.println("Sum is " + sum); System.out.println("Factorial is " + fact); }}
Объявляя переменную в цикле for, не следует забывать о том, что область действия этой переменной ограничивается пределами оператора цикла for. Это означает, что за пределами цикла действие данной переменной прекращается. Так, в приведенном выше примере переменная i оказывается недоступной за пределами цикла for. Для того чтобы использовать переменную управления циклом в каком-нибудь другом месте программы, ее нельзя объявлять в цикле for.
Прежде чем переходить к чтению последующих разделов этой главы, поэкспериментируйте с собственными разновидностями цикла for. В ходе эксперимента вы непременно обнаружите замечательные свойства этого цикла.Расширенный цикл for