Программы, которые мы пишем во время обучения, становятся все сложнее и объемнее. Они все еще очень далеки от реальных программ, где количество строк кода измеряется десятками и сотнями тысяч, но текущая сложность уже способна заставить напрячься людей без опыта.
Начиная с этого урока, мы переходим к одной из самых сложных базовых тем в программировании – циклам.
Любые прикладные программы служат очень прагматичным целям. Они помогают управлять сотрудниками, финансами, развлекают в конце концов. Несмотря на различия, все эти программы выполняют заложенные в них алгоритмы, которые очень похожи между собой.
Алгоритм — это последовательность действий или инструкций, которая приводит нас к какому-то ожидаемому результату. Это описание подходит под любую программу, но под алгоритмами обычно понимается что-то более специфичное.
Представьте себе, что у нас есть книга и мы хотим найти внутри нее какую-то конкретную фразу. Саму фразу мы помним, но не знаем, на какой она странице. Как найти нужную страницу?
Самый простой и долгий способ — последовательно просматривать книгу до тех пор, пока мы не найдем нужную страницу. В худшем случае придется просмотреть все страницы, но результат мы все равно получим.
Именно этот процесс и называется алгоритмом. Он включает в себя перебор страниц и логические проверки, нашли мы фразу или нет. Количество страниц, которое придется посмотреть, заранее неизвестно, но сам процесс просмотра повторяется из раза в раз совершенно одинаковым образом.
Для выполнения повторяющихся действий как раз и нужны циклы. Каждый такой повтор называется итерацией.
Допустим, мы хотим написать метод. Он должен выводить на экран все числа от 1 до того числа, которое мы указали через параметры:
App.printNumbers(3);
// 1
// 2
// 3
Этот метод невозможно реализовать уже изученными средствами, так как количество выводов на экран заранее неизвестно. А с циклами это не составит никаких проблем:
public static void printNumbers(int lastNumber) {
// i — это сокращение от index (порядковый номер)
// Используется по общему соглашению во множестве языков как счетчик цикла
var i = 1;
while (i <= lastNumber) {
System.out.println(i);
i = i + 1;
}
System.out.println("finished!");
}
App.printNumbers(3);
// => 1
// => 2
// => 3
// => finished!
https://replit.com/@hexlet/java-basics-while
В коде метода использован цикл while
. Он состоит из трех элементов:
while
. Несмотря на схожесть с вызовом методов, это не вызов методаwhile
и вычисляется на каждой итерацииКонструкция читается так: «делать то, что указано в теле цикла, пока истинно условие i <= lastNumber
». Разберем работу этого кода для вызова App.printNumbers(3)
:
// Инициализируется i
var i = 1;
// Предикат возвращает true, поэтому выполняется тело цикла
while (1 <= 3)
// System.out.println(1);
// i = 1 + 1;
// Закончилось тело цикла, поэтому происходит возврат в начало
while (2 <= 3)
// System.out.println(2);
// i = 2 + 1;
// Закончилось тело цикла, поэтому происходит возврат в начало
while (3 <= 3)
// System.out.println(3);
// i = 3 + 1;
// Предикат возвращает false, поэтому выполнение переходит за цикл
while (4 <= 3)
// System.out.println("finished!");
// На этом этапе i равен 4, но он нам уже не нужен
// Метод завершается
Самое главное в цикле — завершение его работы, то есть выход из цикла. Процесс, который порождает цикл, должен в конце концов остановиться. Ответственность за остановку полностью лежит на программисте.
Обычно задача сводится к введению переменной, называемой счетчиком цикла. Он работает по такому принципу:
var i = 1
, выполняемая до входа в циклi = i + 1
На этом моменте новички делают больше всего ошибок. Представим, что в коде неправильно написана проверка в предикате. Это может привести к зацикливанию — ситуация, при которой цикл работает бесконечно и программа никогда не останавливается.
В таком случае приходится ее завершать принудительно:
public static void printNumbers(int lastNumber) {
var i = 1;
// Этот цикл никогда не остановится
// и будет печатать всегда одно значение
while (i <= lastNumber) {
System.out.println(i);
}
System.out.println("finished!");
}
В некоторых случаях бесконечные циклы полезны. Здесь мы такие случаи не рассматриваем, но полезно увидеть, как выглядит этот код:
while (true) {
// Что-то делаем
}
Подведем итог. Когда все же нужны циклы, а когда можно обойтись без них? Невозможно обойтись без циклов тогда, когда алгоритм решения задачи требует повторения каких-то действий, при этом количество этих операций заранее неизвестно. Так и было в примере с книгой, который мы рассматривали в начале урока.
Подобные конструкции index = index + 1
в Java используются довольно часто, поэтому создатели языка добавили сокращенный вариант записи: index += 1
. Такие сокращения принято называть синтаксическим сахаром, потому что они делают процесс написания кода немного проще и приятнее.
Существуют сокращенные формы для всех арифметических операций и для конкатенации строк:
a = a + 1
→ a += 1
a = a - 1
→ a -= 1
a = a * 2
→ a *= 2
a = a / 1
→ a /= 1
a = a + "foo"
→ a += "foo"
Вам ответят команда поддержки Хекслета или другие студенты.
Курсы программирования для новичков и опытных разработчиков. Начните обучение бесплатно
Наши выпускники работают в компаниях:
С нуля до разработчика. Возвращаем деньги, если не удалось найти работу.
Зарегистрируйтесь или войдите в свой аккаунт