java从入门到起飞（八）——循环和递归

Java循环

1. 什么是循环？

循环是一种重复执行特定代码块的结构。在编程中，我们经常需要重复执行某些任务，这时循环就派上了用场。

1.1 为什么需要循环？

循环使得程序可以自动化地执行重复的任务，而不需要手动重复编写相同的代码。它能够提高代码的可读性、简化程序的逻辑，并且方便对大量数据进行处理。

1.2 循环的分类

常见的循环类型包括：

• 前测试循环：在执行循环体之前对循环条件进行判断，例如C语言中的for循环。
• 后测试循环：在执行循环体之后对循环条件进行判断，例如Java中的while循环和do-while循环。
• 无限循环：条件始终为真，例如在服务器程序中等待客户端连接的情况。

2. Java中的循环结构

在Java中，有三种主要的循环结构：for循环、while循环和do-while循环。它们分别适用于不同的应用场景。

2.1 for循环

for循环是一种前测试循环结构，它通常用于已知循环次数的情况。for循环由三部分组成：初始化、循环条件和循环迭代。

for (初始化; 循环条件; 循环迭代) {
    // 执行的代码块
}
1
2
3

例如，我们可以通过for循环输出数字1到10：

for (int i = 1; i <= 10; i++) {
    System.out.println(i);
}
1
2
3

2.2 while循环

while循环是一种前测试循环结构，它适用于未知循环次数但满足条件的情况。在执行循环体之前，先判断循环条件是否为真，如果为真则执行循环体。

while (循环条件) {
    // 执行的代码块
}
1
2
3

例如，我们可以通过while循环输出数字1到10：

int i = 1;
while (i <= 10) {
    System.out.println(i);
    i++;
}
1
2
3
4
5

2.3 do-while循环

do-while循环是一种后测试循环结构，它在执行循环体之后才判断循环条件。即使循环条件不满足，至少会执行一次循环体。

do {
    // 执行的代码块
} while (循环条件);
1
2
3

例如，我们可以通过do-while循环输出数字1到10：

int i = 1;
do {
    System.out.println(i);
    i++;
} while (i <= 10);
1
2
3
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5

3. 循环控制语句

在循环中，还有一些特殊的语句用于控制循环的执行流程。

3.1 break语句

break语句用于提前结束循环，即使循环条件尚未满足。它可以用于任何循环结构（for循环、while循环和do-while循环）。

for (int i = 1; i <= 10; i++) {
    if (i == 5) {
        break;
    }
    System.out.println(i);
}
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6

上面的示例中，当i等于5时，break语句会立即终止循环。

3.2 continue语句

continue语句用于跳过当前循环的剩余代码，继续下一次循环的执行。它也可以用于任何循环结构。

for (int i = 1; i <= 10; i++) {
    if (i % 2 == 0) {
        continue;
    }
    System.out.println(i);
}
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6

上面的示例中，当i是偶数时，continue语句会跳过输出语句，直接进行下一次循环。

4. 总结

Java提供了for循环、while循环和do-while循环这三种主要的循环结构，用于重复执行特定的代码块。通过合理使用循环结构和循环控制语句，可以轻松处理重复性任务和大量数据的处理。

在使用循环时，需要注意循环条件的设置和循环体内的代码逻辑，以避免出现无限循环或错误的运算结果。同时，要根据具体的需求选择合适的循环结构，提高代码的可读性和可维护性。

希望本文对你理解和应用Java循环提供了一些帮助。​

Java递归

1. 什么是递归

递归是一种在函数内部调用自身的编程技巧。在Java中，递归是一种常见的算法和编程方法，用于解决需要重复执行相同操作的问题。

2. 递归的原理

递归的原理可以简单描述为以下几个步骤：

1. 定义基本情况：确定递归终止的条件，即递归函数不再调用自身的情况。
2. 定义递归规则：将问题划分为更小的子问题，并通过调用自身来解决子问题。
3. 调用递归函数：在函数内部调用自身，将问题规模不断缩小，直到达到基本情况。
4. 返回结果：将子问题的结果合并，得到最终的解。

3. 递归的实现

在Java中，实现递归通常需要定义一个递归函数。递归函数需要满足以下几个条件：

• 基本情况：递归函数必须有一个或多个基本情况，当满足基本情况时，递归函数不再调用自身，直接返回结果。
• 递归调用：递归函数内部需要调用自身，将问题划分为更小的子问题。
• 问题规模减小：每次递归调用时，问题规模都应该比上一次调用时小，以确保递归能够终止。
  下面是一个简单的例子，用于计算一个正整数的阶乘：

public class RecursionExample {
    public static int factorial(int n) {
        // 基本情况：n为0或1时，直接返回1
        if (n == 0 || n == 1) {
            return 1;
        }
        // 递归调用：将问题规模缩小，计算n-1的阶乘
        return n * factorial(n - 1);
    }
    public static void main(String[] args) {
        int result = factorial(5);
        System.out.println("5的阶乘为：" + result);
    }
}
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4. 递归的应用

递归在实际开发中有许多应用场景，例如：

• 文件和目录的遍历：通过递归遍历文件夹和子文件夹，实现文件的查找、复制等操作。
• 树的遍历：通过递归遍历二叉树或多叉树，实现查找、插入、删除等操作。
• 数组和列表的操作：通过递归实现数组和列表的排序、搜索、合并等操作。

需要注意的是，递归可能会导致性能问题和堆栈溢出的风险。在使用递归时，需要合理设计递归终止条件，避免出现无限递归的情况。

5. 总结

递归是一种在函数内部调用自身的编程技巧，用于解决需要重复执行相同操作的问题。在Java中，递归通常通过定义递归函数来实现。递归函数需要满足基本情况、递归调用和问题规模减小的条件。递归在实际开发中有广泛的应用场景，但需要注意性能和堆栈溢出的问题。通过合理设计递归终止条件和优化递归算法，可以充分发挥递归的优势，解决复杂的问题。