死循环（endless loop）

Posted 2021-03-18 buildnewhomeland

死循环

• 死循环就是一个无法结束的循环。(endless loop / infinite loop)
• 出现死循环是因为没有设置好结束条件，循环的结束条件很重要，要充分考虑各种边界情况。

以上一篇随笔中的习题（找到 n 个可以被整除的数）为例，如果缺少累计次数的条件，那么就会让条件表达式永远满足，这样程序就会永远执行。这样就会产生一个死循环。

public class FindDivEndless {
    public static void main(String[] args) {
        int n = 5;
        int dividend = 100;
        int divisor = 89;

        int found = 0;

        while(found<n) {
            if(dividend%divisor == 0) {
                System.out.println(dividend + "可以被" + divisor + "整除。商为" + (dividend/divisor));
            }
            dividend++;
        }
    }
}

 

一个特殊的例子

• 用 while 找出 5 个能被 20 0000 0000 整除的数
• 程序最终依然会结束

public class FindNDivNotEndless {
    public static void main(String[] args) {
        int n = 5;

        int dividend = 100;
        int divisor = 2000000000; // 数值会溢出int的取值范围

        int found = 0;

        while (found < n) {

            if (dividend % divisor == 0) {
                found++;
                System.out.println(dividend + "可以被" + divisor + "整除。商为" + (dividend / divisor));
            }

            dividend++;
        }
    }
}

 

 出现这种情况的原因是，20亿接近 int 的最大取值，再往下累加就会导致数值溢出。

按照二进制的加法，那么加着加着，最高位就会是1，而在计算机中，二进制数值是用补码的形式表示和存储的，

因此最高位符号位是1时，就变成了负数，这就是为什么第二个找到的数是负数的原因。

于是，如果不仅仅找5个可以被整除的数时，就会不断的1、 -1、 0、 1、 -1 这样重复下去。

那么又如何解决数值溢出而产生负数结果的问题呢？

 

使用 break 语句结束循环

• break语句可以结束任何循环
• 不考虑负数的情况，使用 break 解决问题

public class FindNDivBetter {
    public static void main(String[] args) {
        int n = 5;

        int dividend = 100;
        int divisor = 2000000000;

        int found = 0;

        String start = "从" + dividend + "开始，";

        while (found < n) {
            // 当被除数数值溢出时，跳出整个while循环。
            if (dividend < 0) {
                System.out.println("被除数溢出，计算结束！");
                break;
            }

            if (dividend % divisor == 0) {
                found++;
                System.out.println(dividend + "可以被" + divisor + "整除。商为" + (dividend / divisor));
            }

            dividend++;
        }

        System.out.println(start + "共找到" + found + "个可以被" + divisor + "整除的数。");
        System.out.println(dividend); // 结果是-2147483648，确实是一个负数。
    }
}