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第 9 / 40 课 · 免费教程

循环建造机

让计数器记路，让累加器记收获

90–110 分钟Java 11+入门 · for 循环
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本课作品

制作铁路施工清单

从五格石砖到二十格铁路：看清 for 的执行顺序，控制起点、边界和步长，用取模安排节拍，用累加器做出可靠的材料清单。

开始前：建议先完成第 1–8 课

01 / 13

复制十九次，还把编号数错了

村长要一条20格铁路。史蒂夫复制、粘贴、改编号，写到第17格，竟贴了两次“第14格”，还宣布这是双层保险。矿车不赞同，矿车只会咣当。

Alex 推来循环建造机：告诉它从哪里开始、什么时候停、每次走几格，重复任务便不必写二十遍。for 适合次数或数列清楚的工作；它和分支、变量合作，才会得到有用的施工清单。

  • for 圆括号里的三段，分别在什么时候执行？
  • < 与 <= 会让哪一格消失或多出来？
  • 计数器与累加器分别回答什么问题？

02 / 13

for 的三格机关与一条回路

初始化只在进入循环时执行一次；每轮开始前检查条件；条件为true才做循环体；本轮结束后更新，再回去检查。不是反复从左到右扫描三个格子。

片段：放在 main 中，单独运行

for (int block = 1; block <= 5; block++) {
    System.out.println("第" + block + "格放石砖");
}

运行结果

第1格放石砖
第2格放石砖
第3格放石砖
第4格放石砖
第5格放石砖
顺着箭头走：条件为false才离开
步骤操作
1 · 只执行一次block = 1
2 · 检查条件block <= 5 ?
3 · true 时执行放这一格
4 · 更新，回到步骤 2block++

条件为 false 时退出循环。

最后一轮使用 block=5。更新后变成6，再检查 6 <= 5 得到false，于是停止。block 在 for 的初始化处声明，只在这个 for 内有效。

03 / 13

起点、边界与步长

写出经过的数列，再数循环次数
循环设置经过的数值次数
0开始，< 4，+10、1、2、34
1开始，<= 4，+11、2、3、44
2开始，<= 10，+22、4、6、8、105
2开始，<= 9，+22、4、6、84

片段：放在 main 中，单独运行

for (int slot = 0; slot < 4; slot++) {
    System.out.print(slot + " ");
}
System.out.println();

运行结果

0 1 2 3

片段：放在 main 中，单独运行

for (int position = 2; position <= 10; position += 2) {
    System.out.print(position + " ");
}
System.out.println();

运行结果

2 4 6 8 10

i 是常见变量名，position、layer、slot 往往更能说明任务。i++ 每次加1，i += 2 每次加2。步长可能跨过边界，不保证一定恰好落在终点。

04 / 13

倒计时：更新要向终点靠近

片段：放在 main 中，单独运行

for (int second = 5; second >= 1; second--) {
    System.out.println(second + "...");
}
System.out.println("出发！");

运行结果

5...
4...
3...
2...
1...
出发！
倒数数列：包含1，不包含0
  1. 5、4先检查，再输出当前秒数。
  2. 3、2每轮结束都减1。
  3. 1输出后减到0，下次检查失败。

片段：放在 main 中，单独运行

for (int y = 10; y >= 2; y -= 2) {
    System.out.print(y + " ");
}
System.out.println();

运行结果

10 8 6 4 2

把 >= 1 改成 > 1，1就消失。若把 second-- 错写成 second++，数字会朝错误方向走，短时间内刷出大量输出。立即停止，再检查更新方向。

05 / 13

取模：给铁路打节拍

position % 5 == 0 表示位置能被5整除：5、10、15、20会触发。循环负责访问每一格，if 负责决定这一格要做什么。

两种节拍可以在同一格相遇
位置% 5 == 0% 4 == 0
4false：普通铁轨true：加火把
5true：动力铁轨false：不加火把
10true：动力铁轨false：不加火把
20true：动力铁轨true：加火把

片段：放在 main 中，单独运行

for (int position = 1; position <= 20; position++) {
    if (position % 5 == 0) {
        System.out.println(position + "：动力铁轨");
    }
}

运行结果

5：动力铁轨
10：动力铁轨
15：动力铁轨
20：动力铁轨

片段：放在 main 中，单独运行

for (int lamp = 1; lamp <= 4; lamp++) {
    String color = lamp % 2 == 0 ? "蓝灯" : "黄灯";
    System.out.println(lamp + "：" + color);
}

运行结果

1：黄灯
2：蓝灯
3：黄灯
4：蓝灯

06 / 13

累加器：别把旧箱子扔掉

计数器记“第几轮”，累加器记“目前一共多少”。累加器在循环外初始化一次，再在循环内加入本轮收获，结束后才能拿到总量。

片段：放在 main 中，单独运行

int totalRails = 0;
for (int trip = 1; trip <= 5; trip++) {
    totalRails += 2;
    System.out.println("第" + trip + "趟，共" + totalRails + "根");
}

运行结果

第1趟，共2根
第2趟，共4根
第3趟，共6根
第4趟，共8根
第5趟，共10根
每轮加入新收获，旧值仍保留
本轮 ore进入时 total加入数量更新后 total
1011
2123
3336
46410
510515

片段：放在 main 中，单独运行

int total = 0;
for (int ore = 1; ore <= 5; ore++) {
    total += ore;
}
System.out.println(total);

运行结果

15

07 / 13

循环急诊室：四问诊断法

先查数列，再查保留状态

  • 起点是什么？先判断就不成立，允许一轮都不执行。
  • 最后一个合法值要不要包含？需要20就不能停在19。
  • 更新后更接近哪一扇出口？步长或方向写错会改变数列。
  • 哪些值要留到下一轮？累加器不要每轮重新清零。

可运行反例：每轮清零，算不出总和6

for (int i = 1; i <= 3; i++) {
    int total = 0; // 反例：每轮新建箱子
    total += i;
    System.out.println(total);
}

运行结果

1
2
3

循环体内的 total 每轮重新建立，块外也无法访问。想得到总和，把声明移到循环外，最后再输出一次。

08 / 13

先写数列，再核对输出

让循环留下脚印
  1. 数列列出计数器依次经过的值。
  2. 状态写出累计量每轮的变化。
  3. 停止解释最后一次条件为何为false。

片段：放在 main 中，单独运行

for (int block = 1; block <= 10; block += 3) {
    System.out.print(block + " ");
}
System.out.println();

片段：放在 main 中，单独运行

for (int depth = 5; depth < 5; depth++) {
    System.out.println("挖掘");
}
System.out.println("结束");

片段：放在 main 中，单独运行

int powered = 0;
for (int p = 1; p <= 12; p++) {
    if (p % 4 == 0) {
        powered++;
    }
}
System.out.println(powered);

核对：第一题数列1、4、7、10，下一步13超界；第二题只输出“结束”，第一轮前条件已为false；第三题输出3，在4、8、12处计数。

09 / 13

项目蓝图：铁路施工清单

施工清单要打印位置、轨道类型和附加火把，最后汇总材料。长度用常量设置，允许0到60；0代表空计划，负数与超长计划报告错误。

每格施工一次，更新后再检查
步骤操作
1 · 只执行一次position = 1
2 · 检查条件position <= 长度 ?
3 · true 时执行选轨道，加火把
4 · 更新，回到步骤 2position++

条件为 false 时退出循环。

练习施工契约
位置条件施工内容统计动作
所有合法位置打印两位编号本轮只打印一行
能被5整除动力铁轨数量+1，预算+6
其他位置普通铁轨预算+1
能被4整除附加火把火把数量+1

10 / 13

施工代码：选轨道与记预算

新建 RailwayPlanner.java。完整程序分两页印刷，按顺序放入同一文件，不要在两页之间补花括号。

RailwayPlanner.java · 上半部分，下一页继续

public class RailwayPlanner {
    public static void main(String[] args) {
        final int SEGMENTS = 20;
        int poweredRails = 0, torches = 0, ironCost = 0;
        if (SEGMENTS < 0 || SEGMENTS > 60) {
            System.out.println("长度必须在0到60之间");
        } else {
            System.out.println("=== 铁路施工清单 ===");
            for (int position = 1; position <= SEGMENTS; position++) {
                boolean powered = position % 5 == 0;
                boolean torch = position % 4 == 0;
                String rail;
                if (powered) {
                    rail = "动力铁轨";
                    poweredRails++;
                    ironCost += 6;
                } else {
                    rail = "普通铁轨";
                    ironCost += 1;
                }

position 是计数器，poweredRails、torches、ironCost 是三只材料箱。final 表示这里的长度设定不再重新赋值，换测试长度时修改初始化数字。

11 / 13

施工代码：加火把与统一汇总

RailwayPlanner.java · 紧接上一页

                if (torch) {
                    torches++;
                }
                String extra = torch ? " + 火把" : "";
                System.out.printf("[%02d] %s%s%n", position, rail, extra);
            }
            System.out.println("--- 练习材料汇总 ---");
            System.out.println("铁路格数：" + SEGMENTS);
            System.out.println("动力铁轨：" + poweredRails);
            System.out.println("火把：" + torches);
            System.out.println("铁锭预算：" + ironCost);
        }
    }
}
20格标准计划，先手算再核对
  1. 动力铁轨5、10、15、20，共4格。
  2. 火把4、8、12、16、20，共5个。
  3. 铁锭预算16×1 + 4×6，合计40。

%02d 把1显示为01；两个 %s 放入轨道名与附加文字；%n 使用平台换行。火把的 if 独立于轨道选择，第20格才能同时出现两种事件。

12 / 13

验收：末格不能悄悄消失

逐次修改 SEGMENTS，记下真实结果
长度施工行数动力铁轨火把预算
00000
11001
20204540
21214541
60601215120
-1或61报范围错误不施工不统计不统计

改坏一次，学会解释一次

  • 把 <= SEGMENTS 改成 < SEGMENTS：长度20时只做到19，预算少6。
  • 把 position++ 改成 position += 2：只访问奇数格，20不会出现。
  • 把累计量放进循环每轮清零：比较本轮数字与总量。
  • 恢复标准版20，核对首格、末格、20条施工行和4、5、40三个汇总。

13 / 13

再造一段自己的方块世界

木镐任务：三十格城墙

输出1到30格，第10、20、30格改为加固柱。核对首尾与30条记录；终点改成0时，不能施工任何一格。

铁镐任务：一百颗经验球

累计1到100的总和，同时统计7的倍数。总和应为5050，倍数共14个；不能把答案直接写进输出，先画前5轮 total 的变化。

钻石镐任务：输入长度的城墙

读取1到60的长度，每6格加火把，每10格加瞭望台，分别统计。30格处两种装置都要出现。测试1、6、10、30、60、0、61和 abc。

技术核对：Oracle Java 语言规范第14章，基本 for 与代码块。
https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se21/html/jls-14.html

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