Java while 循环：语法、do-while 与常见陷阱

没有计数器的时候

for 循环是围绕一个事先设好的计数器构建的。但很多循环并没有清晰的次数：一直读取行直到文件结束，一直询问密码直到输入正确，一直把一个数减半直到它变成 1。对于这些情况，while 循环是最自然的选择：只要条件保持为 true，它就一直重复。

while 循环在每次执行之前都会检查条件，包括第一次。如果条件一开始就是 false，循环体就根本不会执行。

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!");
    }
}

先检查条件 count > 0；如果为 true，就执行循环体；然后回到开头再检查一次。count-- 这一行最终会让条件变为 false，去掉它，循环就会永远运行下去。

while 循环的结构

把它和你已经熟悉的三段式 for 循环比较一下。while 循环把这三项工作拆开了：初始化在循环之前完成，条件写在括号里，更新则放在循环体内部。

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
}

问题就出在最后这一部分。在 for 循环中，更新紧挨着条件，很难忘记。而在 while 循环中，它只是循环体里的一条普通语句，最常见的 bug 就是漏写它，导致程序卡住。

do-while：循环体至少执行一次

有时你需要先执行一次循环体，才能决定是否要重复。do-while 循环在末尾检查条件，所以循环体总是至少执行一次：

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);
    }
}

你必须至少提示并读取一次，才能知道输入是否有效，而这正是 do-while 提供的。注意 while (...) 后面的分号，它是必需的，忘了写它是一个常见的编译错误。

当条件一开始就是 false 时，它和普通 while 的区别就非常明显了：

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);
    }
}

只会打印 do-while body。while 循环完全跳过了它的循环体，因为在第一次检查之前 x < 5 就已经是 false 了。

循环直到遇到哨兵值

while 的一个经典用法是一直读取，直到遇到一个特殊的“停止”值，也就是哨兵值。这里没有计数器，你只是一直进行下去，直到数据告诉你该停了：

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);
    }
}

这里的模式是：在循环之前先读取一次，然后在每次循环的末尾再读取一次。这样条件检查的永远是最新的输入。如果忘了在循环体里再次读取，value 永远不会改变，你就写出了一个死循环。

while 循环中的 break 和 continue

break 和 continue 在这里的作用和在 for 循环中一样。break 立即离开循环；continue 直接跳回条件检查，跳过本次循环剩下的部分：

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);
        }
    }
}

这会打印 1 3 5 7 9。while (true) 故意设计成永远不会自己停下来，break 是唯一的出口。在 while 循环中使用 continue 要小心：因为更新是循环体的一部分，如果在推进计数器之前就用 continue 跳回开头，循环就会悄无声息地卡住。上面的例子中 n++ 先执行，所以是安全的。

小心死循环

条件最终必须变为 false，而这完全取决于循环体里有没有东西在改变。最常见的两个原因是忘了更新和更新的方式不对：

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
}

第一个卡住，是因为 i 从来没有被更新。第二个卡住，是因为计数器跨过了条件要找的那个确切的值。当步长可能无法正好落在目标值上时，优先用 < 或 <=，而不是 !=。while (true) 本身没有问题，前提是它有一个一定会执行到的 break；不小心写出来的死循环就只是一个 bug。

下一页：for-each 循环

当你要循环直到某个条件改变、又没有清晰的计数时，while 循环是合适的工具。但如果你只是想访问数组或列表中的每个元素，不需要索引，也不需要管理条件，那么还有更简洁的写法：增强的 for-each 循环。这就是下一页的内容。