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3.2.6 中断和继续

发布于 2024-10-15 23:56:13 字数 5451 浏览 0 评论 0 收藏 0

在任何循环语句的主体部分,亦可用 break 和 continue 控制循环的流程。其中,break 用于强行退出循环,不执行循环中剩余的语句。而 continue 则停止执行当前的反复,然后退回循环起始和,开始新的反复。

下面这个程序向大家展示了 break 和 continue 在 for 和 while 循环中的例子:

//: BreakAndContinue.java
// Demonstrates break and continue keywords

public class BreakAndContinue {
  public static void main(String[] args) {
    for(int i = 0; i < 100; i++) {
      if(i == 74) break; // Out of for loop
      if(i % 9 != 0) continue; // Next iteration
      System.out.println(i);
    }
    int i = 0;
    // An "infinite loop":
    while(true) {
      i++;
      int j = i * 27;
      if(j == 1269) break; // Out of loop
      if(i % 10 != 0) continue; // Top of loop
      System.out.println(i);
    }
  }
} ///:~

在这个 for 循环中,i 的值永远不会到达 100。因为一旦 i 到达 74,break 语句就会中断循环。通常,只有在不知道中断条件何时满足时,才需象这样使用 break。只要 i 不能被 9 整除,continue 语句会使程序流程返回循环的最开头执行(所以使 i 值递增)。如果能够整除,则将值显示出来。

第二部分向大家揭示了一个“无限循环”的情况。然而,循环内部有一个 break 语句,可中止循环。除此以外,大家还会看到 continue 移回循环顶部,同时不完成剩余的内容(所以只有在 i 值能被 9 整除时才打印出值)。输出结果如下:

0
9
18
27
36
45
54
63
72
10
20
30
40

之所以显示 0,是由于 0%9 等于 0。

无限循环的第二种形式是 for(;;)。编译器将 while(true) 与 for(;;) 看作同一回事。所以具体选用哪个取决于自己的编程习惯。

1. 臭名昭著的“goto”

goto 关键字很早就在程序设计语言中出现。事实上,goto 是汇编语言的程序控制结构的始祖:“若条件 A,则跳到这里;否则跳到那里”。若阅读由几乎所有编译器生成的汇编代码,就会发现程序控制里包含了许多跳转。然而,goto 是在源码的级别跳转的,所以招致了不好的声誉。若程序总是从一个地方跳到另一个地方,还有什么办法能识别代码的流程呢?随着 Edsger Dijkstra 著名的“Goto 有害”论的问世,goto 便从此失宠。

事实上,真正的问题并不在于使用 goto,而在于 goto 的滥用。而且在一些少见的情况下,goto 是组织控制流程的最佳手段。

尽管 goto 仍是 Java 的一个保留字,但并未在语言中得到正式使用;Java 没有 goto。然而,在 break 和 continue 这两个关键字的身上,我们仍然能看出一些 goto 的影子。它并不属于一次跳转,而是中断循环语句的一种方法。之所以把它们纳入 goto 问题中一起讨论,是由于它们使用了相同的机制:标签。

“标签”是后面跟一个冒号的标识符,就象下面这样:

label1:

对 Java 来说,唯一用到标签的地方是在循环语句之前。进一步说,它实际需要紧靠在循环语句的前方——在标签和循环之间置入任何语句都是不明智的。而在循环之前设置标签的唯一理由是:我们希望在其中嵌套另一个循环或者一个开关。这是由于 break 和 continue 关键字通常只中断当前循环,但若随同标签使用,它们就会中断到存在标签的地方。如下所示:

label1:

外部循环{

内部循环{

//...

break; //1

//...

continue; //2

//...

continue label1; //3

//...

break label1; //4

}

}

在条件 1 中,break 中断内部循环,并在外部循环结束。在条件 2 中,continue 移回内部循环的起始处。但在条件 3 中,continue label1 却同时中断内部循环以及外部循环,并移至 label1 处。随后,它实际是继续循环,但却从外部循环开始。在条件 4 中,break label1 也会中断所有循环,并回到 label1 处,但并不重新进入循环。也就是说,它实际是完全中止了两个循环。

下面是 for 循环的一个例子:

//: LabeledFor.java
// Java’s "labeled for loop"

public class LabeledFor {
  public static void main(String[] args) {
    int i = 0;
    outer: // Can't have statements here
    for(; true ;) { // infinite loop
      inner: // Can't have statements here
      for(; i < 10; i++) {
        prt("i = " + i);
        if(i == 2) {
          prt("continue");
          continue;
        }
        if(i == 3) {
          prt("break");
          i++; // Otherwise i never
               // gets incremented.
          break;
        }
        if(i == 7) {
          prt("continue outer");
          i++; // Otherwise i never
               // gets incremented.
          continue outer;
        }
        if(i == 8) {
          prt("break outer");
          break outer;
        }
        for(int k = 0; k < 5; k++) {
          if(k == 3) {
            prt("continue inner");
            continue inner;
          }
        }
      }
    }
    // Can't break or continue
    // to labels here
  }
  static void prt(String s) {
    System.out.println(s);
  }
} ///:~

这里用到了在其他例子中已经定义的 prt() 方法。

注意 break 会中断 for 循环,而且在抵达 for 循环的末尾之前,递增表达式不会执行。由于 break 跳过了递增表达式,所以递增会在 i==3 的情况下直接执行。在 i==7 的情况下,continue outer 语句也会到达循环顶部,而且也会跳过递增,所以它也是直接递增的。

下面是输出结果:

i = 0
continue inner
i = 1
continue inner
i = 2
continue
i = 3
break
i = 4
continue inner
i = 5
continue inner
i = 6
continue inner
i = 7
continue outer
i = 8
break outer

如果没有 break outer 语句,就没有办法在一个内部循环里找到出外部循环的路径。这是由于 break 本身只能中断最内层的循环(对于 continue 同样如此)。

当然,若想在中断循环的同时退出方法,简单地用一个 return 即可。

下面这个例子向大家展示了带标签的 break 以及 continue 语句在 while 循环中的用法:

//: LabeledWhile.java
// Java's "labeled while" loop

public class LabeledWhile {
  public static void main(String[] args) {
    int i = 0;
    outer:
    while(true) {
      prt("Outer while loop");
      while(true) {
        i++;
        prt("i = " + i);
        if(i == 1) {
          prt("continue");
          continue;
        }
        if(i == 3) {
          prt("continue outer");
          continue outer;
        }
        if(i == 5) {
          prt("break");
          break;
        }
        if(i == 7) {
          prt("break outer");
          break outer;
        }
      }
    }
  }
  static void prt(String s) {
    System.out.println(s);
  }
} ///:~

同样的规则亦适用于 while:

(1) 简单的一个 continue 会退回最内层循环的开头(顶部),并继续执行。

(2) 带有标签的 continue 会到达标签的位置,并重新进入紧接在那个标签后面的循环。

(3) break 会中断当前循环,并移离当前标签的末尾。

(4) 带标签的 break 会中断当前循环,并移离由那个标签指示的循环的末尾。

这个方法的输出结果是一目了然的:

Outer while loop
i = 1
continue
i = 2
i = 3
continue outer
Outer while loop
i = 4
i = 5
break
Outer while loop
i = 6
i = 7
break outer

大家要记住的重点是:在 Java 里唯一需要用到标签的地方就是拥有嵌套循环,而且想中断或继续多个嵌套级别的时候。

在 Dijkstra 的“Goto 有害”论中,他最反对的就是标签,而非 goto。随着标签在一个程序里数量的增多,他发现产生错误的机会也越来越多。标签和 goto 使我们难于对程序作静态分析。这是由于它们在程序的执行流程中引入了许多“怪圈”。但幸运的是,Java 标签不会造成这方面的问题,因为它们的活动场所已被限死,不可通过特别的方式到处传递程序的控制权。由此也引出了一个有趣的问题:通过限制语句的能力,反而能使一项语言特性更加有用。

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