Java函数中的循环语句如何工作？

在 Java 函数中，循环语句被用来重复执行相同或类似的代码块。循环语句主要有三种：for 循环、while 循环和do-while 循环。这些循环语句在代码执行过程中，被用来控制计算机在特定条件下执行相同操作的次数。

循环语句的工作原理非常简单。Java 引擎会首先执行循环的初始化语句，然后检查循环条件，只有当条件为 true 时，代码块才会被执行。一次执行完成后，Java 引擎会再次检查条件，如果条件为 true，循环会再次被执行，直到循环条件返回 false。

下面分别介绍三种循环语句的工作原理：

1. for 循环

for 循环是最常用的循环语句。for 循环有三个控制语句：初始化、循环条件和更新。在循环开始之前，初始化语句一次性地执行，并设置循环计数器的初始值。然后，循环条件被检查，如果条件为 true，则代码块被执行。在执行代码块之后，更新语句被执行，计数器的值得到更新。然后，循环条件再次检查。如果循环条件为 true，代码块会再次被执行，以此类推，直到循环条件返回 false。

下面是一个计算所有自然数之和的示例：

int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 100; i++) {
    sum += i;
}
System.out.println("Sum of 1 to 100 is: " + sum);

在这个示例中，sum 的初始值为 0。for 循环执行了 100 次，每次循环将 i 加 1，然后将 i 的值加到 sum 变量中。

2. while 循环

while 循环在执行之前首先检查循环条件。如果条件为 true，那么代码块被执行，然后条件再次检查，执行次数不确定，直到循环条件返回 false。

下面是一个计算随机数之和的示例：

int sum = 0;
int i = 0;
while (i < 10) {
    int random = (int) (Math.random() * 100); // 产生一个随机数
    sum += random;
    i++;
}
System.out.println("Sum of 10 random numbers is: " + sum);

在这个示例中，sum 的初始值为 0，i 的初始值为 0。循环条件 i < 10 在循环开始之前被检查，并且只要 i < 10 为 true，那么代码块就会被执行，每次执行会将随机数加到 sum 变量中，然后 i 增加 1。在 i 增加到 10 之后，循环条件 i < 10 返回 false，循环结束。

3. do-while 循环

do-while 循环和 while 循环类似，不同之处在于循环刚开始时一定会执行一次，即使循环条件为 false。

下面是一个读取用户输入然后计算数组元素之和的示例：

int[] array = new int[5];
int i = 0;
do {
    Scanner input = new Scanner(System.in);
    System.out.println("Enter a number (or -1 to quit): ");
    int num = input.nextInt();
    if (num == -1) {
        break; // 如果用户输入 -1，则跳出循环
    }
    array[i] = num;
    i++;
} while (i < array.length);

int sum = 0;
for (int j = 0; j < i; j++) {
    sum += array[j];
}
System.out.println("Sum of " + i + " numbers is: " + sum);

在这个示例中，首先创建一个长度为 5 的整数数组。然后，使用 do-while 循环提示用户输入数字，直到填充整个数组或用户输入 -1 为止。最后，在 for 循环中计算数组元素之和并输出结果。

总结

循环语句是控制重复执行相同操作的基础性语言结构之一，对于处理一些需要反复操作的场景非常有用。for 循环、while 循环和 do-while 循环都是常见的循环语句，通过清楚地理解它们的工作原理，可以帮助我们更好地利用循环语句编写高效的代码。