В программировании есть отдельный класс задач, который не может обойтись без циклов — он называется агрегированием данных.
К таким задачам относится поиск:
Их главная особенность в том, что результат зависит от всего набора данных. Для расчета суммы нужно сложить все числа, для вычисления максимального нужно сравнить все числа.
С этой темой хорошо знакомы все, кто занимаются числами. Например, с такими задачами часто работают бухгалтеры или маркетологи в таблицах наподобие Microsoft Excel или Google Sheets.
Разберем самый простой пример — поиск суммы набора чисел. Реализуем функцию, которая складывает числа в указанном диапазоне, включая границы.
В этом случае диапазоном называется ряд чисел от какого-то начала до определенного конца. Например, диапазон [1, 10]
включает в себя все целые числа от 1 до 10:
App.sumNumbersFromRange(5, 7); // 5 + 6 + 7 = 18
App.sumNumbersFromRange(1, 2); // 1 + 2 = 3
// Диапазон [1, 1] с одинаковым началом и концом – тоже диапазон
// Он включает одно число — саму границу диапазона
App.sumNumbersFromRange(1, 1); // 1
App.sumNumbersFromRange(100, 100); // 100
Для реализации этого кода нам понадобится цикл. Мы выбираем именно цикл, потому что сложение чисел – это итеративный процесс. Он повторяется для каждого числа, а количество итераций зависит от размера диапазона.
Чтобы лучше понять тему, попробуйте ответить на вопросы:
А теперь посмотрите код ниже:
public static int sumNumbersFromRange(int start, int finish) {
// Технически можно менять start, но входные аргументы нужно оставлять в исходном значении
// Это сделает код проще для анализа
var i = start;
var sum = 0; // Инициализация суммы
while (i <= finish) { // Двигаемся до конца диапазона
sum = sum + i; // Считаем сумму для каждого числа
i = i + 1; // Переходим к следующему числу в диапазоне
}
// Возвращаем получившийся результат
return sum;
}
https://replit.com/@hexlet/java-basics-loops-using-1
Общая структура цикла здесь стандартна:
Количество итераций в таком цикле равно finish - start + 1
. Например, нужно 3 итерации, чтобы посчитать диапазон от 5 до 7:
7 - 5 + 1 = 3
Главные отличия от обычной обработки связаны с логикой вычислений результата. В задачах на агрегацию всегда есть какая-то переменная, которая хранит внутри себя результат работы цикла. В коде выше это sum
.
На каждой итерации цикла происходит ее изменение, прибавление следующего числа в диапазоне: sum = sum + i
. Весь процесс выглядит так:
// Для вызова sumNumbersFromRange(2, 5);
var sum = 0;
sum = sum + 2; // 2
sum = sum + 3; // 5
sum = sum + 4; // 9
sum = sum + 5; // 14
// 14 – результат сложения чисел в диапазоне [2, 5]
В математике существует понятие нейтральный элемент операции. Операция с таким элементом не изменяет то значение, над которым проводится операция:
"" + "one"
будет "one"
Агрегация применяется не только к числам, но и к строкам.
При агрегации строка формируется динамически, то есть заранее неизвестно, какого она размера и что будет содержать. Представьте себе метод, который умеет умножать строку — то есть он повторяет ее указанное количество раз:
App.repeat("hexlet", 3); // "hexlethexlethexlet"
Принцип работы этого метода довольно простой. В цикле происходит наращивание строки указанное количество раз:
public static String repeat(String text, int times) {
// Нейтральный элемент для строк – пустая строка
var result = "";
var i = 1;
while (i <= times) {
// Каждый раз добавляем строку к результату
result = result + text;
i = i + 1;
}
return result;
}
Распишем выполнение этого кода по шагам:
// Для вызова repeat("hexlet", 3);
var result = "";
result = result + "hexlet"; // "hexlet"
result = result + "hexlet"; // "hexlethexlet"
result = result + "hexlet"; // "hexlethexlethexlet"
Циклы подходят не только для обработки чисел, но и при работе со строками. В первую очередь благодаря возможности получить конкретный символ по его индексу. Ниже пример кода, который распечатывает буквы каждого слова на отдельной строке:
public static void printNameBySymbol(String name) {
var i = 0;
// Такая проверка будет выполняться до конца строки
// включая последний символ. Его индекс `length() - 1`.
while (i < name.length()) {
// Обращаемся к символу по индексу
System.out.println(name.charAt(i));
i += 1;
}
}
var name = "Arya";
App.printNameBySymbol(name);
// "A"
// "r"
// "y"
// "a"
Самое главное в этом коде — поставить правильное условие в while
. Это можно сделать сразу двумя способами:
i < name.length()
i <= name.length() - 1
Оба способа приводят к одному результату.
Еще одно использование циклов — формирование строк. Подобная задача нередко встречается в программировании. Она сводится к обычной агрегации через конкатенацию.
Есть одна задача, которая популярна на собеседованиях — это переворот строки. Ее можно решить множеством разных способов, но именно посимвольный перебор считается базовым:
App.reverse("Hexlet"); // "telxeH"
Общая идея переворота состоит в следующем — нужно брать символы по очереди с начала строки и соединять их в обратном порядке. Давайте проверим, как это работает:
public static String reverse(String str) {
var i = 0;
// Нейтральный элемент для строк — это пустая строка
var result = "";
while (i < str.length()) {
// Соединяем в обратном порядке
result = str.charAt(i) + result;
i += 1;
}
return result;
}
var name = "Bran";
App.reverse(name); // "narB"
// Проверка нейтрального элемента
App.reverse(""); // ""
https://replit.com/@hexlet/java-basics-loops-using-2
Важно прочувствовать, как собирается сама строка — каждый следующий символ прикрепляется к результирующей строке слева, и в итоге строка оказывается перевернута.
Вам ответят команда поддержки Хекслета или другие студенты.
Курсы программирования для новичков и опытных разработчиков. Начните обучение бесплатно
Наши выпускники работают в компаниях:
Зарегистрируйтесь или войдите в свой аккаунт