diff --git a/docs/courses/java/01-Java语法入门/11-多重循环.md b/docs/courses/java/01-Java语法入门/11-多重循环.md new file mode 100644 index 000000000..c37711037 --- /dev/null +++ b/docs/courses/java/01-Java语法入门/11-多重循环.md @@ -0,0 +1,366 @@ +--- +title: 多重循环 +author: 查尔斯 +date: 2020/10/08 13:22 +categories: + - Java基础快速入门 +tags: + - Java + - Java基础 +--- + +# 多重循环 + +## 前言 + +**C：** 对于很多同学来讲，上一篇，可以说是对你当前逻辑思维能力的检验篇。 + +逻辑思维强的同学，套着思路分析步骤和语法，很容易就写完了练习。而逻辑思维不强的同学，则因为缺少相应的练习，思路不畅导致代码写的自己都看不懂，更别提遵守什么代码规范了。但是如果认真敲完笔者的案例，应该是可以很容易看得懂一些参考答案的，只不过就是自己想不出来，甚至因而变得焦躁、钻牛角尖（为什么自己想不到，为什么别人可以想到？）。 + +![202010081210666](../../../public/img/2020/10/08/202010081210666.jpeg) + +那逻辑思维除了先天之外，自然也是可以后天培养的。笔者的培养方法是个笨方法：那就是多做练习。既然想不到解决方法，那就塌下心来学习别人怎么做，甚至是背代码，最后做多了，量变引发质变，就可以提升出自己的东西。 + +这种方法当然不能称之为好，但是目前它适合普罗大众，你要做的就是塌下心来，承认自己的不足，学习解决思路。 + +::: tip 笔者说 +这类话，笔者后面文章也会反复提起，一次两次你是听不进去的。 +::: + +本篇我们继续学习循环结构，不过是对循环的更高级玩法，所以难度更大。不过别担心，笔者会通过思路分析一点点的带你进行案例实现。 + + + +## Why？ + +在学完了基本的循环结构后，我们也掌握了对简单的有规律性、重复性步骤的优化能力。别飘，新的需求又来了，看看下方的图形，如何用程序在控制台打印出来呢？ + + + +不同的人看待问题的角度不同，有些同学一看到它就会想：这个需求一点不难，实现很简单，看看下方已经被押送 "海王星" 的同学写的实现。 + +```java +// 第一个图形 +for(int i = 0; i < 5; i++){ + System.out.println("*****"); +} + +// 第二个图形 +System.out.println(" *****"); +System.out.println(" *****"); +System.out.println(" *****"); +System.out.println(" *****"); +System.out.println("*****"); + +// 第三个图形 +System.out.println(" * "); +System.out.println(" *** "); +System.out.println(" ***** "); +System.out.println(" ******* "); +System.out.println("*********"); +``` + +![202010081210737](../../../public/img/2020/10/08/202010081210737.jpeg) + +谁看谁不落泪？一点毛病都没有！所以也怪笔者的需求描述不清楚，那再对需求补充一个要求：使用循环，以一颗 `*` 一颗 `*` 的形式来实现打印这些图形。 + +头疼了吧？因为现有的技术你基本无法实现。 **单层循环无法解决稍微复杂些的需求。** + +## 概述 + +多重循环（嵌套循环），其实就是一个循环体内又包含另一个完整的循环结构。 + +和嵌套 if 是一回事。各循环之间可互相嵌套，但一般不超过三层，否则导致逻辑混乱，因小失大。又因为一般都是二层嵌套，故往往称为二重循环/双重循环。 + +**常见的多重循环伪代码如下：** + +```java +while (外层循环条件) { + ...外层循环操作... + while (内层循环条件) { + ...内层循环操作... + } +} +``` + +```java +do { + ...外层循环操作... + do { + ...内层循环操作... + } while (内层循环条件); +} while (外层循环条件); +``` + +```java +for (;外层循环条件;) { + ...外层循环操作... + for (;内层循环条件;) { + ...内层循环操作... + } +} +``` + +```java +while (外层循环条件) { + ...外层循环操作... + for (;内层循环条件;) { + ...内层循环操作... + } + for (;内层循环条件;) { + ...内层循环操作... + } +} +``` + +::: tip 笔者说 +多重循环要比嵌套 if 难。因为 **内层循环 就是 外层循环的 循环操作的 组成部分** ，所以程序执行特点是： **外层循环执行一次，内层循环执行一遍。** +::: + +## 使用 + +接下来笔者带大家打打样，看看多重循环一般怎么用，也找找它们的使用规律。 + +### 打印矩形 + +之前我们的单层循环，是解决一行行具有规律性的需求，每一行输出的格式比较稳定，例如下方输出： + +![202010081211672](../../../public/img/2020/10/08/202010081211672.png) + +这回这些复杂的图形，不仅要求我们考虑行的规律，还需要考虑每行内的规律（列）。 + +有规律的内容就要靠循环实现，两个有规律就要用两个循环，三个有规律就用三个循环，以此类推。 + +而列是包含在行内的， **所以意味着实现行规律的循环 要 包含着实现列规律的循环** ，这就是多重循环的应用场景了。 + +::: tip 笔者说 +你就记住这类需求的一个规律，**外层循环可以控制行规律，内层循环控制每行内容(列)的规律** 。 +::: + +**思路分析：** + +1. 根据需求，行和列都有重复性规律，采用多重循环 +2. 确定此案例中，两个循环的组成部分 + + 外层循环 + - 循环条件：`<= 5` + - 循环操作：内层循环，每行结尾换行 + + 内层循环 + - 循环条件：`<= 5` + - 循环操作：打印每颗 `*` +3. 由于两个都是固定次数循环，套用 for 循环的语法来编写代码 + +4. 检查是否能正常结束循环 + +```java +// 外层循环，执行五次，每次输出一行* +for (int i = 1; i <= 5; i++) { + // 内层循环，执行五次，每次输出一个* + for (int j = 1; j <= 5; j++){ + // 不换行输出* + System.out.print("*"); + } + // 每行结尾换行 + System.out.println(); +} +``` + +### 打印直角三角形 + +![202010081211708](../../../public/img/2020/10/08/202010081211708.png) + +**思路分析：** + +1. 根据需求，行和列都有重复性规律，采用多重循环 + +2. 确定此案例中，两个循环的组成部分 + + 外层循环 + + - 循环条件：`<= 5` + - 循环操作：内层循环，每行结尾换行 + + 内层循环 + + - 循环条件：`2 * 外层循环变量 - 1` + - 循环操作：打印每颗 `*` + +3. 由于两个都是固定次数循环，套用 for 循环的语法来编写代码 + +4. 检查是否能正常结束循环 + +::: tip 笔者说 +每行 `*` 的规律是我们在学习数学数列时最常见的规律，第一行：1、第二行：3、第三行：5、第四行：7、第五行：9... +::: + +```java +// 外层循环 +for (int i = 1; i <= 5; i++) { + // 内层循环 + for (int j = 1; j <= 2 * i - 1; j++) { + System.out.print("*"); + } + // 每行结尾换行 + System.out.println(); +} +``` + +### 打印等腰三角形 + +![202010081211825](../../../public/img/2020/10/08/202010081211825.png) + +**思路分析：** + +1. 根据需求，行和列都有重复性规律，采用多重循环 + + 等腰三角形的一部分和刚才的直角三角形规律是一样的，你看看把这个图形变换一下，是不是就明白了？ + + ![202010081212507](../../../public/img/2020/10/08/202010081212507.png) + + 但此次多重循环不能只是两个循环了，我们需要多准备一个循环来实现每行打印规律的空格。 + +2. 确定此案例中，三个循环的组成部分 + + 外层循环 + - 循环条件：`<= 5` + - 循环操作：内层循环1，内层循环2，每行结尾换行 + + 内层循环1： + - 循环条件：`<= 5 - 外层循环变量` + - 循环操作：打印一个空格 + + 内层循环2： + - 循环条件：`2 * 外层循环变量 - 1` + - 循环操作：打印每颗 `*` + +3. 由于三个都是固定次数循环，套用 for 循环的语法来编写代码 + +4. 检查是否能正常结束循环 + +```java +// 外层循环 +for (int i = 1; i <= 5; i++) { + // 内层循环1 + for(int j = 1; j <= 5 - i; j++){ + System.out.print(" "); + } + // 内层循环2 + for (int j = 1;j <= 2 * i - 1; j++){ + System.out.print("*"); + } + // 每行结尾换行 + System.out.println(); +} +``` + +### 打印平行四边形 + +![202010081212677](../../../public/img/2020/10/08/202010081212677.png) + +**思路分析：** + +1. 根据需求，行和列都有重复性规律，采用多重循环 +2. 确定此案例中，三个循环的组成部分 + + 外层循环 + - 循环条件：`<= 5` + - 循环操作：内层循环1，内层循环2，每行结尾换行 + + 内层循环1： + - 循环条件：`<= 5 - 外层循环变量` + - 循环操作：打印一个空格 + + 内层循环2： + - 循环条件：`<= 5` + - 循环操作：打印每颗 `*` +3. 由于三个都是固定次数循环，套用 for 循环的语法来编写代码 +4. 检查是否能正常结束循环 + +```java +// 外层循环 +for (int i = 1; i <= 5; i++) { + // 内层循环1 + for (int k = 1; k <= 5 - i; k++) { + System.out.print(" "); + } + // 内层循环2 + for (int j = 1; j <= 5; j++) { + System.out.print("*"); + } + // 每行结尾换行 + System.out.println(); +} +``` + +### 打印九九乘法表 + +![202010081212778](../../../public/img/2020/10/08/202010081212778.png) + +**思路分析：** + +1. 根据需求，行和列都有重复性规律，采用多重循环 + +2. 确定此案例中，两个循环的组成部分 + + 外层循环 + + - 循环条件：`<= 9` + - 循环操作：内层循环，每行结尾换行 + + 内层循环 + + - 循环条件：`<= 外层循环的循环变量` + + 第1行打印1个，第2行打印2个，第3行打印3个.... + + - 循环操作：打印乘法运算 + + - 第1个操作数：内循环的循环变量 + - 第2个操作数：外循环的循环变量 + +3. 由于两个都是固定次数循环，套用 for 循环的语法来编写代码 + +4. 检查是否能正常结束循环 + +```java +// 外层循环 +for (int i = 1; i <= 9; i++) { + // 内层循环 + for (int j = 1; j <= i; j++) { + System.out.print(j + "*" + i + "=" + (j * i) + "\t"); + } + // 每行结尾换行 + System.out.println(); +} +``` + +## 出题环节 + +### 打印数字等腰三角形 + +**需求：** 使用多重循环根据用户输入的数字，输出如下图形。 + +![202010081216912](../../../public/img/2020/10/08/202010081216912.png) + +### 倒序打印九九乘法表 + +**需求：** 使用多重循环倒序打印九九乘法表。 + +![202010081217251](../../../public/img/2020/10/08/202010081217251.png) + +### 打印菱形 + +**需求：** 使用多重循环输出如下图形。 + +![202010081217621](../../../public/img/2020/10/08/202010081217621.png) + +## 后记 + +你就套着思路分析的步骤，塌下心来实现一下，相似的问题一定要回忆起相似的解决方法。别学一个忘一个，下一篇笔者带你学习一种专业工具，这样就可以逐行的看程序执行了。 + +::: info 笔者说 +对于技术的学习，笔者一贯遵循的步骤是：先用最最简单的 demo 让它跑起来，然后学学它的最最常用 API 和 配置让自己能用起来，最后熟练使用的基础上，在空闲时尝试阅读它的源码让自己能够洞彻它的运行机制，部分问题出现的原因，同时借鉴这些技术实现来提升自己的代码高度。 + +所以在笔者的文章中，前期基本都是小白文，仅仅穿插很少量的源码研究。当然等小白文更新多了，你们还依然喜欢，后期会不定时专门对部分技术的源码进行解析。 +::: diff --git a/docs/public/img/2020/10/08/202010081210666.jpeg b/docs/public/img/2020/10/08/202010081210666.jpeg new file mode 100644 index 000000000..1beb5f3eb Binary files /dev/null and b/docs/public/img/2020/10/08/202010081210666.jpeg differ diff --git a/docs/public/img/2020/10/08/202010081210728.png b/docs/public/img/2020/10/08/202010081210728.png new file mode 100644 index 000000000..2f25e81c6 Binary files /dev/null and b/docs/public/img/2020/10/08/202010081210728.png differ diff --git a/docs/public/img/2020/10/08/202010081210737.jpeg b/docs/public/img/2020/10/08/202010081210737.jpeg new file mode 100644 index 000000000..8591210d0 Binary files /dev/null and b/docs/public/img/2020/10/08/202010081210737.jpeg differ diff --git a/docs/public/img/2020/10/08/202010081211672.png b/docs/public/img/2020/10/08/202010081211672.png new file mode 100644 index 000000000..07eccd1b5 Binary files /dev/null and b/docs/public/img/2020/10/08/202010081211672.png differ diff --git a/docs/public/img/2020/10/08/202010081211708.png b/docs/public/img/2020/10/08/202010081211708.png new file mode 100644 index 000000000..d399d5cec Binary files /dev/null and b/docs/public/img/2020/10/08/202010081211708.png differ diff --git a/docs/public/img/2020/10/08/202010081211825.png b/docs/public/img/2020/10/08/202010081211825.png new file mode 100644 index 000000000..c139d05bf Binary files /dev/null and b/docs/public/img/2020/10/08/202010081211825.png differ diff --git a/docs/public/img/2020/10/08/202010081212507.png b/docs/public/img/2020/10/08/202010081212507.png new file mode 100644 index 000000000..510d9945f Binary files /dev/null and b/docs/public/img/2020/10/08/202010081212507.png differ diff --git a/docs/public/img/2020/10/08/202010081212677.png b/docs/public/img/2020/10/08/202010081212677.png new file mode 100644 index 000000000..bad28aa08 Binary files /dev/null and b/docs/public/img/2020/10/08/202010081212677.png differ diff --git a/docs/public/img/2020/10/08/202010081212778.png b/docs/public/img/2020/10/08/202010081212778.png new file mode 100644 index 000000000..2fdd167da Binary files /dev/null and b/docs/public/img/2020/10/08/202010081212778.png differ diff --git a/docs/public/img/2020/10/08/202010081216912.png b/docs/public/img/2020/10/08/202010081216912.png new file mode 100644 index 000000000..579498d34 Binary files /dev/null and b/docs/public/img/2020/10/08/202010081216912.png differ diff --git a/docs/public/img/2020/10/08/202010081217251.png b/docs/public/img/2020/10/08/202010081217251.png new file mode 100644 index 000000000..2a4bf7a49 Binary files /dev/null and b/docs/public/img/2020/10/08/202010081217251.png differ diff --git a/docs/public/img/2020/10/08/202010081217621.png b/docs/public/img/2020/10/08/202010081217621.png new file mode 100644 index 000000000..fac110e31 Binary files /dev/null and b/docs/public/img/2020/10/08/202010081217621.png differ