Döngüler: while, for, do-while, break/continue, iç içe döngüler

Döngüler (loops) bir grup ifadeyi tekrar tekrar çalıştırır. Vizedeki puanın en büyük kısmı burada: “bu döngü ne basar?” soruları ve “döngü kullanarak şunu hesaplayan bir metot yaz” soruları. İkisinin de anahtarı aynı: kodu kâğıt üstünde tur tur çalıştırmak.

Altın kurallar:

1. Her turun başında koşulu yaz: T mi F mi? F olduğu anda döngü biter.
2. Döngüden sonra sayacın değeri bir adım ilerdedir: i <= 5 bitince i = 6.
3. do-while en az bir kez çalışır, while hiç çalışmayabilir.
4. break döngüyü bitirir, continue sadece o turu atlar.
5. İç içe döngüde iç döngü, dışın her turunda baştan sona döner.

while döngüsü

int i = 1;
while (i <= 5) {
    System.out.print(i + " ");
    i++;
}
System.out.println();
System.out.println("i after = " + i);

1 2 3 4 5 
i after = 6

while koşulu her turdan önce kontrol eder. Koşul true ise gövde çalışır, sonra tekrar koşula dönülür. Gövdenin içinde koşulu değiştiren bir şey (i++) olmalı; yoksa koşul hep true kalır ve sonsuz döngü (infinite loop) oluşur.

İz tablosu (trace table) ile çözüm

Sınavda her değişken için bir sütun aç, koşulu ayrı sütunda yaz:

int a = 1, b = 0;
while (a < 20) {
    b = b + a;
    a = a * 3;
}
System.out.println("a=" + a + " b=" + b);

tur         a < 20 ?     b = b + a    a = a * 3
başlangıç                0            1
1           1 < 20 T     1            3
2           3 < 20 T     4            9
3           9 < 20 T     13           27
4           27 < 20 F    → çık

a=27 b=13

Ne zaman while? Kaç tur döneceğini önceden bilmiyorsan: basamakları bitene kadar, kullanıcı doğru şifreyi girene kadar, bir sentinel değer (örneğin -1) gelene kadar (sentinel-controlled).

for döngüsü

Tur sayısı belliyse (counter-controlled) for daha derli toplu:

for (başlatma; koşul; güncelleme) {
    gövde
}

Çalışma sırası: başlatma (bir kez) → koşul → gövde → güncelleme → koşul → gövde → güncelleme → … → koşul false → çık.

int sum = 0;
for (int k = 1; k <= 5; k++) sum += k;
System.out.println(sum);
for (int k = 10; k > 0; k -= 3) System.out.print(k + " ");
System.out.println();
for (int k = 0; k < 10; k += 4) System.out.print(k + " ");

15
10 7 4 1 
0 4 8 

Tur sayısı ve off-by-one

int c1 = 0, c2 = 0, c3 = 0;
for (int k = 0; k < 5; k++) c1++;
for (int k = 1; k <= 5; k++) c2++;
for (int k = 0; k <= 5; k++) c3++;
System.out.println(c1 + " " + c2 + " " + c3);

5 5 6

Bir eksik ya da bir fazla tur hatasına off-by-one error denir. Kural: < ile bitiyorsa son değer dahil değil, <= ile bitiyorsa dahil. Sınavda her zaman ilk ve son turu ayrıca kontrol et.

TUZAK · döngü değişkeninin ömrü. for (int i = 0; ...) başlığında tanımlanan i sadece döngünün içinde yaşar. Döngüden sonra System.out.println(i); yazarsan cannot find symbol hatası alırsın. Değeri sonra lazımsa i’yi döngüden önce tanımla.

do-while döngüsü

int z = 100;
do {
    System.out.println("runs once");
} while (z < 0);
int x = 10;
do {
    System.out.print(x + " ");
    x -= 4;
} while (x > 0);
System.out.println("end " + x);

runs once
10 6 2 end -2

Koşul sonda kontrol edildiği için gövde en az bir kez çalışır. Menü göstermek ya da kullanıcıdan geçerli bir değer gelene kadar tekrar sormak için idealdir. Sondaki while (...) satırından sonra ; var; unutma.

break ve continue

for (int k = 1; k <= 5; k++) { if (k == 3) continue; System.out.print(k + " "); }
System.out.println();
for (int k = 1; k <= 5; k++) { if (k == 3) break; System.out.print(k + " "); }
System.out.println();
int w = 0;
while (w < 5) {
    w++;
    if (w % 2 == 0) continue;
    System.out.print(w + " ");
}

1 2 4 5 
1 2 
1 3 5 

• break: içinde bulunduğu döngüden hemen çıkar. Altındaki satırlar ve kalan turlar çalışmaz.
• continue: bu turun geri kalanını atlar ve bir sonraki tura geçer. for’da önce güncelleme (k++) yapılır, sonra koşul kontrol edilir.

TUZAK · while içinde continue. while’da güncelleme continue’dan sonra yazılmışsa hiç çalışmaz ve sonsuz döngü olur. Yukarıdaki örnekte w++ en başta olduğu için güvenli.

Basamak ayıklama kalıbı

% 10 son basamağı verir, / 10 son basamağı siler. Basamak toplamı, basamak sayısı ve ters çevirme aynı iskeletle yazılır:

int n = 4823, ds = 0, dc = 0;
while (n > 0) {
    ds += n % 10;    // son basamağı topla
    dc++;            // basamak say
    n /= 10;         // son basamağı at
}
System.out.println(ds + " " + dc);
int num = 1234, rev = 0;
while (num > 0) {
    rev = rev * 10 + num % 10;
    num /= 10;
}
System.out.println(rev);

17 4
4321

İç içe döngüler ve desenler

Dış döngü satırları, iç döngü o satırdaki karakterleri yönetir. İç döngü dışın her turunda baştan sona tamamen döner. İç döngü bitince System.out.println() ile alt satıra geçilir; bu satır iç döngünün dışında, dış döngünün içinde olmalı.

for (int r = 1; r <= 3; r++) {
    for (int col = 1; col <= 4; col++) System.out.print("*");
    System.out.println();
}
for (int r = 1; r <= 2; r++)
    for (int col = 1; col <= 3; col++)
        System.out.print(r + "" + col + " ");

****
****
****
11 12 13 21 22 23 

İç döngü sabit sayıda dönüyorsa toplam tur = dış × iç (2 × 3 = 6). İç döngünün sınırı dış değişkene bağlıysa her dış tur için ayrı say ve topla.

Desen formülleri

i satır numarası (1’den başlar), n toplam satır:

int rows = 4;
for (int r = 1; r <= rows; r++) {                         // sol üçgen
    for (int j = 1; j <= r; j++) System.out.print("*");
    System.out.println();
}
for (int r = 1; r <= rows; r++) {                         // sağa yaslı
    for (int s = 1; s <= rows - r; s++) System.out.print(" ");
    for (int j = 1; j <= r; j++) System.out.print("*");
    System.out.println();
}
for (int r = 1; r <= rows; r++) {                         // piramit
    for (int s = 1; s <= rows - r; s++) System.out.print(" ");
    for (int j = 1; j <= 2 * r - 1; j++) System.out.print("*");
    System.out.println();
}

*
**
***
****
   *
  **
 ***
****
   *
  ***
 *****
*******

Desen sorusunda önce bir tablo kur: her satır için boşluk ve yıldız sayısını yaz, i ile ilişkiyi bul, sonra döngü sınırlarına dök.

Sık yapılan hatalar

int n = 2, sum = 0;
while (n <= 12) {
    sum += n;
    n += 4;
}
System.out.println("n=" + n + " sum=" + sum);

for (int i = 1; i <= 10; i++) {
    if (i % 4 == 0) continue;
    if (i == 7) break;
    System.out.print(i + " ");
}

for (int i = 4; i >= 1; i--) {
    for (int j = i; j <= 4; j++) System.out.print(j);
    System.out.println();
}

int count = 0;
for (int i = 0; i < 4; i++)
    for (int j = i; j < 5; j++)
        count++;
System.out.println("count = " + count);

int x = 10;
do {
    System.out.print(x + " ");
    x -= 4;
} while (x > 0);
System.out.println("end " + x);

int y = 10;
while (y < 5) System.out.println("while body");
do { System.out.println("do-while body"); } while (y < 5);

int m = 50, steps = 0;
while (m != 1) {
    if (m % 2 == 0) m /= 2;
    else m = 3 * m + 1;
    steps++;
    if (steps == 4) break;
}
System.out.println(m + " " + steps);

for (int k = 5; k >= 1; k -= 2) {
    for (int j = 1; j <= k; j++) System.out.print("#");
    System.out.println();
}

int p = 0;
for (int k = 1; k <= 3; k++) {
    for (int j = 1; j <= 3; j++) {
        if (j == 2) break;
        p += k * j;
    }
}
System.out.println(p);

int e = 0;
for (int k = 0; k < 5; k++);
{ e++; }
System.out.println(e);