حلقة while في جافا: الصياغة، do-while، والأخطاء الشائعة

حين لا يكون لديك عدّاد

حلقة for مبنية حول عدّاد تضبطه مسبقًا. لكن كثيرًا من الحلقات لا يوجد لها عدد واضح: استمر في قراءة الأسطر حتى ينتهي الملف، استمر في طلب كلمة مرور حتى تصح، استمر في تنصيف عدد حتى يبلغ 1. لهذه الحالات تكون حلقة while هي الخيار الطبيعي - فهي تكرر فقط ما دام شرط يبقى صحيحًا.

تفحص حلقة while شرطها قبل كل مرور، بما في ذلك المرور الأول. فإن كان الشرط خاطئًا من البداية، لا يعمل الجسم على الإطلاق.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int count = 3;

        while (count > 0) {
            System.out.println("Liftoff in " + count);
            count--;
        }

        System.out.println("Go!");
    }
}

يُفحص الشرط count > 0 أولًا؛ فإن كان صحيحًا عمل الجسم؛ ثم نعود ونفحص مرة أخرى. السطر count-- هو ما يجعل الشرط خاطئًا في النهاية - أسقطه وستعمل الحلقة إلى الأبد.

تشريح حلقة while

قارنها بحلقة for الثلاثية الأجزاء التي تعرفها. تفصل حلقة while تلك المهام الثلاث: تنفّذ التهيئة قبل الحلقة، ويوضع الشرط في الأقواس، ويعيش التحديث داخل الجسم.

int i = 0;              // initialization - before the loop
while (i < 5) {         // condition - checked each pass
    System.out.println(i);
    i++;                // update - you must remember this yourself
}

ذلك الجزء الأخير هو المشكلة. في حلقة for يقع التحديث بجوار الشرط مباشرةً، فيصعب نسيانه. أما في حلقة while فهو مجرد عبارة أخرى في الجسم - وأكثر الأخطاء شيوعًا هو إغفاله وتعليق البرنامج.

do-while: شغّل الجسم مرة واحدة على الأقل

أحيانًا تحتاج إلى تشغيل الجسم مرة قبل أن تستطيع حتى تقرير ما إذا كنت ستكرر. تفحص حلقة do-while شرطها في الأسفل، لذا ينفَّذ الجسم دائمًا مرة واحدة على الأقل:

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        int number;

        do {
            System.out.print("Enter a positive number: ");
            number = in.nextInt();
        } while (number <= 0);

        System.out.println("Thanks! You entered " + number);
    }
}

عليك أن تطلب الإدخال وتقرأه مرة واحدة على الأقل قبل أن تعرف ما إذا كان صالحًا، وهذا بالضبط ما تقدمه do-while. لاحظ الفاصلة المنقوطة بعد while (...) - فهي مطلوبة، ونسيانها خطأ ترجمة متكرر.

يظهر الفرق عن حلقة while العادية بوضوح حين يبدأ الشرط خاطئًا:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int x = 10;

        // while: condition false up front -> body never runs
        while (x < 5) {
            System.out.println("while body");
        }

        // do-while: runs once, THEN checks -> body runs exactly once
        do {
            System.out.println("do-while body");
        } while (x < 5);
    }
}

يُطبع do-while body فقط. تتخطى حلقة while جسمها كليًا لأن x < 5 كان خاطئًا قبل الفحص الأول.

التكرار حتى قيمة فاصلة

من الاستخدامات الكلاسيكية لـ while القراءة حتى قيمة "توقف" خاصة - قيمة فاصلة (sentinel). لا يوجد عدّاد هنا؛ تستمر فقط حتى تخبرك البيانات بأن تتوقف:

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        int sum = 0;

        System.out.println("Enter numbers to add (0 to finish):");
        int value = in.nextInt();

        while (value != 0) {
            sum += value;
            value = in.nextInt();
        }

        System.out.println("Total: " + sum);
    }
}

النمط هو اقرأ مرة قبل الحلقة، ثم اقرأ مرة أخرى في أسفل كل مرور. بهذه الطريقة يختبر الشرط دائمًا إدخالًا جديدًا. وإن نسيت القراءة الثانية داخل الجسم، فلن تتغير value أبدًا وستحصل على حلقة لانهائية.

break و continue في حلقات while

تعمل break وcontinue هنا تمامًا كما في حلقة for. تغادر break الحلقة فورًا؛ وتقفز continue مباشرةً إلى فحص الشرط، متخطيةً بقية المرور الحالي:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int n = 0;

        while (true) {              // intentional "loop forever"
            n++;
            if (n % 2 == 0) continue;   // skip even numbers
            if (n > 9) break;           // stop once past 9
            System.out.println(n);
        }
    }
}

يطبع هذا 1 3 5 7 9. تعمدت while (true) ألا تتوقف من تلقاء نفسها أبدًا - فـ break هي المخرج الوحيد. احذر من continue في حلقة while: لأن التحديث جزء من الجسم، فإن القفز إلى الأعلى بـ continue قبل أن تكون قد قدّمت عدّادك طريقة خفية لتعليق الحلقة. في المثال أعلاه تعمل n++ أولًا، لذا فهي آمنة.

احذر من الحلقات اللانهائية

يجب أن يصبح الشرط خاطئًا في النهاية، وهذا يعتمد كليًا على تغيّر شيء داخل الجسم. السببان المعتادان هما نسيان التحديث والتحديث بالطريقة الخطأ:

int i = 0;
while (i < 5) {
    System.out.println(i);   // i never changes -> runs forever
}

int i = 0;
while (i != 10) {
    i += 3;   // 0, 3, 6, 9, 12... skips right past 10 -> runs forever
}

تتعلق الأولى لأن i لا تُحدَّث أبدًا. وتتعلق الثانية لأن العدّاد يتخطى القيمة الدقيقة التي يبحث عنها الشرط - فضّل < أو <= على != حين قد لا يقع التزايد على القيمة بالضبط. حلقة while (true) لا بأس بها إن كان لها break مضمون؛ أما العرضية منها فمجرد خطأ.

التالي: حلقة for-each

حلقة while هي الأداة المناسبة حين تكرر حتى يتغير شرط ولا يوجد عدد واضح. لكن حين تريد ببساطة زيارة كل عنصر في مصفوفة أو قائمة - بلا فهرس ولا شرط تديره - فهناك ما هو أنظف: حلقة for-each المحسّنة. تلك هي الصفحة التالية.