任务2.3
班级成绩统计

【任务分析】

为了考查同学们对课程内容的掌握情况，希望对班级成绩按优、良、中、不及格四个等级分别统计学生人数。若要完成些任务，则需要对每位同学的成绩进行分析判断并进行统计，程序中需要重复同样的操作若干次，这类程序就应该使用 循环结构 去实现。

【基本知识】

循环语句的作用是重复执行一段程序代码，直到循环条件不再成立为止。被重复执行的语句称为 循环体 。Java提供的循环语句有 while 语句、 do while 语句和 for 语句三种。

2.3.1 循环结构实现

Java中三种循环语句的语法格式及执行过程如表2-10所示。

【例2-9】 分别用while、do while、for三种循环语句计算1+2+3+…+100，比较三种循环语句的使用。

说明：

1）三种循环语句中for循环语句是一个结构紧凑且应用灵活的循环语句，其中的三个表达式均可省略；但分号不能省略。for语句的以下几种写法在语法上都是正确的。

2）设计循环结构程序时，一定注意循环条件的设置，避免死循环（循环无限次执行）的发生。

【例2-10】 假设一张足够大的纸，厚度为0.5mm。问对折多少次以后，可以达到珠穆朗玛峰的高度？（珠穆朗玛峰2020年测试高度为8848.86m，此次测量采用北斗卫星和人工测量方式，测量精度达到毫米级别）

以上代码也可以用while或do while语句改写。

2.3.2 循环嵌套

在一个循环体语句中又包含另一个循环语句，称为循环嵌套。内嵌的循环中还可以再嵌套循环，这就是多层循环。例如，下面计算1!+2!+…+9!+10!值的程序段就使用了循环语句的嵌套。

三种循环（while、do while、for）都可以嵌套而且可以相互嵌套。在循环的嵌套使用中，一定注意嵌套层次的关系，防止各层次间出现交叉套叠的情况。规范使用代码的缩进书写形式，可清楚地表达嵌套的层次关系。

【例2-11】 打印九九表，形如：

本程序使用了两层循环，外循环控制行，内循环处理一行的数据。

2.3.3 其他程序流程控制语句

除选择结构和循环结构语句外，还有三种流程跳转语句：break、continue和return。这些语句也能够改变程序执行的流程。

1．break语句

在Java中，break语句可用于switch引导的分支结构以及以上3种循环结构，用来强制跳出switch语句或终止循环。

在循环语句中，break语句可直跳出循环体语句，终止循环语句的执行，继续执行循环结构后面的语句。在循环体中，break语句一般要与if语句配合使用，其语法格式如下。

【例2-12】 利用break语句终止循环。

程序中尽管for语句的循环体被设计为重复执行100次，但是当i==10的条件满足时，break语句就终止了for循环。

break同样可以用于while语句和do while语句，将【例2-12】用while或do while语句改写一下，会得到同样的输出结果。

2．continue语句

continue语句只能出现在循环体语句中，作用是跳过当前循环中continue语句以后的循环体语句，直接开始下一轮循环。continue语句一般也要与if语句配合使用，其语法格式如下。

在for循环结构中，当程序执行到continue语句时，忽略循环体中后面的语句，直接跳到 表达式3 执行，然后开始下一轮循环。在while和do while语句中，执行到continue语句时，马上转去执行循环控制表达式语句，从而开始下一轮循环。

【例2-13】 输入一组数据，输出其中的负数。若输入0，则结束循环。

程序中，break语句用于终止循环，结束程序，而continue语句则是终止了本次循环体语句的执行，返回到循环的开始处重新接收数据。

3．return语句

Java中的return语句总是用在方法中。return语句可以使程序流程从当前方法中退出，返回到调用该方法的语句处，继续程序的执行。return语句有以下两种格式。

第一种格式返回一个值给调用该方法的语句，返回值的数据类型必须与方法声明中的返回值类型一致。

第二种格式使程序流程返回到被调用处，不返回任何值，一般用于方法说明中用void声明返回类型为空的情况。

2.3.4 循环结构应用

【例2-14】 设计程序，模拟登录系统的密码验证过程，允许用户最多输入三次密码，若三次都不正确，则不允许登录。

说明： 输入三次密码都不正确，使用break退出循环。

【例2-15】 求3～100间的所有素数。

该程序结构是一个二重循环，内层循环判断数据i是否为素数，如果不是素数，则将isPrime的值赋为0；外层循环使得数据i从3变化到100。两层循环配合就求出了3～100之间的所有素数。

【例2-16】 求Fibonacci数列：1，1，2，3，5，8，…的前20个数。

这是一个递推问题，该数列可以用一个通式表示为：

f ₁ =1　　　　　( n =1)

f ₂ =1　　　　　( n =2)

f _n = f _{n -1} + f _{n -2} ( n ≥3)

程序如下：

运行结果为：

1 1 2 3 5 8 13 21 34 55

89 144 233 377 610 987 1597 2584 4181 6765

【任务实施】

对全班同学的成绩进行分类统计，编写程序之前要确定以下三个要素。

1）循环条件：根据学生人数确定循环次数。

2）循环体：对每位同学的成绩进行分析判断并进行分类统计。

3）循环控制：设置循环变量，控制循环次数。

假设班级有40名同学，可使循环变量在1～40中取值，控制循环结构的执行，具体程序代码请扫描二维码下载。

该任务也可以用while或do while语句完成。

【同步训练】

设计简易计算器，完成对任意两数的加、减、乘、除运算，且可以进行反复运算，直到选择退出程序。程序运行界面如图2-5所示。