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Semana 7 - Estructuras de control en Java

Las estructuras de control en Java son construcciones del lenguaje que permiten controlar el flujo de ejecución de un programa. Los principales tipos de estructuras de control en Java son:

  • Estructuras de selección: permiten elegir entre varias opciones. Incluyen la sentencia if, la sentencia switch.

  • Estructuras repetitivas: permiten repetir un bloque de código mientras se cumpla una condición. Incluyen los bucles for, while, do-- while.

  • Estructuras de salto: permiten cambiar el flujo de ejecución, saltando parte del código. Incluyen las sentencias break, continue, return.

Las estructuras repetitivas, también conocidas como bucles, ciclos o iteraciones, son mecanismos de programación que permiten ejecutar un bloque de código varias veces, dependiendo de una condición específica. Estas estructuras son especialmente útiles cuando se necesita realizar una tarea de forma repetida o iterar sobre una colección de elementos.

Existen varios tipos de estructuras repetitivas en Java:

Bucle while:

Se ejecuta mientras se cumpla una condición booleana. La condición se evalúa antes de ejecutar cada iteración.

Sintaxis: 

while (condición) {
    // Código que se ejecutará mientras se cumpla la condición
}
Ejemplo: 
int i = 1;

while (i <= 10) {
    System.out.println(i);
    i++;
}
En este ejemplo, el bucle while imprimirá los números del 1 al 10.

Bucle do-while:

Similar al bucle while, pero la condición se evalúa después de ejecutar cada iteración. Esto garantiza que el bloque de código se ejecute al menos una vez.

Sintaxis: 

do  {
    // Código que se ejecutará mientras se cumpla la condición
} while (condición)
Ejemplo: 
int i = 1;

do {
    System.out.println(i);
    i++;
} while (i <= 10);
En este caso, el bucle do-while también imprimirá los números del 1 al 10.

Bucle for:

Se utiliza cuando se conoce el número exacto de iteraciones a realizar. Tiene una estructura más compacta y se compone de una inicialización, una condición y una expresión de incremento.

Sintaxis: 

for (inicialización; condición; incremento) {
    // bloque de código a repetir
}
Ejemplo: 
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
    System.out.println(i);
}
Aquí, el bucle for imprimirá los números del 1 al 10 de manera similar a los ejemplos anteriores.

Bucle for-each:

Es utilizado para iterar sobre los elementos de una colección, como arreglos o listas. No se requiere un contador explícito, ya que itera automáticamente sobre cada elemento.

Sintaxis: 

for (type variableName : arrayName) {
  // code block to be executed
}
Ejemplo: 
int[] numeros = {1, 2, 3, 4, 5};

for (int numero : numeros) {
    System.out.println(numero);
}

Ejemplos de estructuras repetitivas:

while

1. Calcular la suma de los números enteros del 1 al 100:

public class SumaNumeros {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 1;
        int suma = 0;

        while (i <= 100) {
            suma += i;
            i++;
        }

        System.out.println("La suma de los números del 1 al 100 es: " + suma);
    }
}

2. Pedir al usuario que ingrese un número y verificar si es primo o no:

import java.util.Scanner;

public class VerificarPrimo {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.print("Ingrese un número: ");
        int numero = sc.nextInt();

        int i = 2;
        boolean esPrimo = true;

        while (i <= numero / 2) {
            if (numero % i == 0) {
                esPrimo = false;
                break;
            }
            i++;
        }

        if (esPrimo) {
            System.out.println(numero + " es un número primo.");
        } else {
            System.out.println(numero + " no es un número primo.");
        }
    }
}

3. Pedir al usuario que ingrese una cadena de caracteres y contar la cantidad de vocales que contiene:

import java.util.Scanner;

public class ContarVocales {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.print("Ingrese una cadena de caracteres: ");
        String cadena = sc.nextLine();

        int i = 0;
        int contadorVocales = 0;

        while (i < cadena.length()) {
            char caracter = cadena.charAt(i);
            if (caracter == 'a' || caracter == 'e' || caracter == 'i' || caracter == 'o' || caracter == 'u' ||
                caracter == 'A' || caracter == 'E' || caracter == 'I' || caracter == 'O' || caracter == 'U') {
                contadorVocales++;
            }
            i++;
        }

        System.out.println("La cadena ingresada contiene " + contadorVocales + " vocales.");
    }
}

do while

1. Adivina el número:

import java.util.Scanner;

public class AdivinaNumero {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int numeroSecreto = 42;
        int intento;

        do {
            System.out.print("Adivina el número secreto: ");
            intento = scanner.nextInt();

            if (intento == numeroSecreto) {
                System.out.println("¡Felicidades! Adivinaste el número.");
            } else {
                System.out.println("Intenta nuevamente.");
            }
        } while (intento != numeroSecreto);
    }
}

2. Suma de números:

import java.util.Scanner;

public class SumaNumeros {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int suma = 0;
        int numero;

        do {
            System.out.print("Ingresa un número (0 para terminar): ");
            numero = scanner.nextInt();

            suma += numero;
        } while (numero != 0);

        System.out.println("La suma de los números ingresados es: " + suma);
    }
}

3. Menú de opciones:

import java.util.Scanner;

public class MenuOpciones {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int opcion;

        do {
            System.out.println("Menu:");
            System.out.println("1. Opción 1");
            System.out.println("2. Opción 2");
            System.out.println("3. Salir");
            System.out.print("Selecciona una opción: ");
            opcion = scanner.nextInt();

            switch (opcion) {
                case 1:
                    System.out.println("Seleccionaste la opción 1.");
                    break;
                case 2:
                    System.out.println("Seleccionaste la opción 2.");
                    break;
                case 3:
                    System.out.println("Saliendo del programa...");
                    break;
                default:
                    System.out.println("Opción inválida. Intenta nuevamente.");
            }
        } while (opcion != 3);
    }
}

for

1. Impresión de números pares:

public class NumerosPares {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 2; i <= 10; i += 2) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

2. Cálculo del factorial:

import java.util.Scanner;

public class Factorial {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.print("Ingresa un número: ");
        int numero = scanner.nextInt();
        int factorial = 1;

        for (int i = 1; i <= numero; i++) {
            factorial *= i;
        }

        System.out.println("El factorial de " + numero + " es: " + factorial);
    }
}

3. Suma de elementos de un arreglo:

public class SumaArreglo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] numeros = {5, 8, 3, 2, 9};
        int suma = 0;

        for (int numero : numeros) {
            suma += numero;
        }

        System.out.println("La suma de los elementos del arreglo es: " + suma);
    }
}

for-each

1. Suma de elementos en un arreglo

public class SumaArreglo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] numeros = { 10, 20, 30, 40, 50 };
        int suma = 0;

        for (int numero : numeros) {
            suma += numero;
        }

        System.out.println("La suma de los elementos del arreglo es: " + suma);
    }
}

2. Imprimir elementos de una lista de cadenas

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class ImprimirLista {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> palabras = new ArrayList<>();
        palabras.add("Hola");
        palabras.add("Mundo");
        palabras.add("en");
        palabras.add("Java");

        for (String palabra : palabras) {
            System.out.println(palabra);
        }
    }
}

3. Calificaciones y promedio de un estudiante

public class PromedioCalificaciones {
    public static void main(String[] args) {
        double[] calificaciones = { 85.5, 90.0, 78.5, 95.5, 88.0 };
        double suma = 0;

        for (double calificacion : calificaciones) {
            suma += calificacion;
        }

        double promedio = suma / calificaciones.length;
        System.out.println("El promedio de calificaciones es: " + promedio);
    }
}

Break y Continue en Ciclos en Java

Break y Continue son palabras clave que se utilizan dentro de los ciclos (bucles) en Java para controlar su flujo de ejecución.

1. Break:

  • Función: Interrumpe completamente la ejecución del ciclo actual, es decir, el ciclo se termina de forma prematura.
  • Uso: Se utiliza cuando se quiere salir del ciclo inmediatamente, por ejemplo, cuando se encuentra la condición deseada.

Ejemplo:

for (int i = 0; i < 10; i++) {
  if (i == 5) {
    break; // Sale del ciclo cuando i es 5
  }
  System.out.println(i);
}

En este ejemplo, el ciclo imprime los números del 0 al 4, ya que break interrumpe el ciclo cuando i alcanza el valor 5.

2. Continue:

  • Función: Salta a la siguiente iteración del ciclo actual, es decir, ignora el resto del código dentro del ciclo para la iteración actual.
  • Uso: Se utiliza cuando se quiere omitir una iteración específica del ciclo, por ejemplo, cuando se encuentra una condición que no se quiere procesar.

Ejemplo:

for (int i = 0; i < 10; i++) {
  if (i % 2 == 0) {
    continue; // Salta la iteración si i es par
  }
  System.out.println(i);
}

En este ejemplo, el ciclo imprime solo los números impares del 0 al 9, ya que continue salta las iteraciones donde i es par.

Diferencias clave entre Break y Continue:

Característica Break Continue
Acción Termina el ciclo completamente Salta a la siguiente iteración
Iteraciones restantes Ninguna Sí
Código omitido Todo el código restante del ciclo El código restante de la iteración actual

Ejemplo combinando Break y Continue:

for (int i = 0; i < 10; i++) {
  if (i == 3) {
    break; // Sale del ciclo si i es 3
  }
  if (i % 2 == 0) {
    continue; // Salta la iteración si i es par
  }
  System.out.println(i);
}

Este ejemplo imprime los números 1, 3, 5 y 7, ya que continue salta las iteraciones donde i es par, y break termina el ciclo cuando i es 3.

Ejemplos con While usando Break y Continue

Aquí tienes algunos ejemplos de cómo usar break y continue dentro de ciclos while en Java:

1. Break en While:

int i = 0;
while (true) {
  System.out.println(i);
  i++;
  if (i == 5) {
    break; // Termina el ciclo cuando i es 5
  }
}

En este ejemplo, el ciclo while se ejecuta indefinidamente (true) hasta que i alcanza el valor 5, en cuyo momento break termina el ciclo.

2. Continue en While:

int i = 0;
while (i < 10) {
  if (i % 2 == 0) {
    continue; // Salta la iteración si i es par
  }
  System.out.println(i);
  i++;
}

Este ejemplo imprime solo los números impares del 0 al 9. continue salta las iteraciones donde i es par, evitando que se ejecute System.out.println(i).

3. Break y Continue combinados:

int i = 0;
while (i < 10) {
  if (i == 3) {
    break; // Sale del ciclo si i es 3
  }
  if (i % 2 == 0) {
    continue; // Salta la iteración si i es par
  }
  System.out.println(i);
  i++;
}

En este ejemplo, el ciclo imprime los números 1, 3, 5 y 7. continue salta las iteraciones donde i es par, y break termina el ciclo cuando i es 3.

4. Ejemplo práctico: Buscar un elemento en un arreglo:

int[] numbers = {1, 4, 7, 2, 9, 6};
int target = 7;
int i = 0;

while (i < numbers.length) {
  if (numbers[i] == target) {
    System.out.println("El número " + target + " se encontró en la posición " + i);
    break; // Termina el ciclo si se encuentra el número
  }
  i++;
}

if (i == numbers.length) {
  System.out.println("El número " + target + " no se encontró en el arreglo.");
}

Este ejemplo busca el número target (7) en el arreglo numbers. Si se encuentra, se imprime la posición y el ciclo se termina con break. Si no se encuentra, se imprime un mensaje indicando que no está en el arreglo.

Actividad: Lista de Compras con ArrayList y Break/Continue

Objetivo: Crear un programa que simule una lista de compras usando ArrayList con las siguientes funcionalidades:

  • Agregar artículos: El programa debe permitir al usuario agregar artículos a la lista.
  • Eliminar artículos: El programa debe permitir al usuario eliminar artículos de la lista.
  • Mostrar lista: El programa debe mostrar los artículos de la lista.
  • Finalizar compra: El programa debe permitir al usuario terminar la compra.

Pasos:

  1. Crea un nuevo proyecto Java:.
  2. Importa la clase ArrayList: 
    import java.util.ArrayList;
  3. Crea un ArrayList para almacenar la lista de compras: 
    ArrayList<String> listaCompras = new ArrayList<>();
    Pista: Puedes usar un ArrayList de tipo String para almacenar los nombres de los artículos.
  4. Implementa un ciclo while infinito: Este ciclo ejecutará el programa hasta que el usuario decida finalizar la compra. 
    while (true) {
    // Dentro del ciclo, implementa el menú de opciones
}
  5. Implementa el menú de opciones: Dentro del ciclo while, muestra las opciones al usuario: 
    System.out.println("Opciones:");
System.out.println("1. Agregar artículo");
System.out.println("2. Eliminar artículo");
System.out.println("3. Mostrar lista");
System.out.println("4. Finalizar compra");
System.out.print("Seleccione una opción: ");
  6. Lee la opción del usuario: Usa Scanner para leer la opción del usuario. 
    Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int opcion = scanner.nextInt();
    Pista: Usa Scanner.nextInt() para leer un número entero.
  7. Implementa la opción "Agregar artículo":
    • Si el usuario selecciona la opción 1, pide el nombre del artículo y agrégalo al ArrayList listaCompras. 
      if (opcion == 1) {
    System.out.print("Ingrese el nombre del artículo: ");
    String articulo = scanner.next();
    listaCompras.add(articulo);
}
  8. Implementa la opción "Eliminar artículo":
    • Si el usuario selecciona la opción 2, pide el nombre del artículo a eliminar.
    • Implementa un ciclo for para iterar sobre la lista de compras.
    • Si se encuentra el artículo, elimina el artículo del ArrayList.
    • Usa continue para saltar a la siguiente iteración del ciclo for. 
      if (opcion == 2) {
    System.out.print("Ingrese el nombre del artículo a eliminar: ");
    String articuloEliminar = scanner.next();
    for (int i = 0; i < listaCompras.size(); i++) {
        if (listaCompras.get(i).equals(articuloEliminar)) {
            listaCompras.remove(i);
            System.out.println("Artículo eliminado.");
            continue;
        }
    }
    System.out.println("Artículo no encontrado.");
}
  9. Implementa la opción "Mostrar lista":
    • Si el usuario selecciona la opción 3, imprime la lista de compras.
    • Implementa un ciclo for para iterar sobre la lista de compras.
    • Imprime cada artículo. 
      if (opcion == 3) {
    System.out.println("Lista de compras:");
    for (int i = 0; i < listaCompras.size(); i++) {
        System.out.println(listaCompras.get(i));
    }
}
  10. Implementa la opción "Finalizar compra":
    • Si el usuario selecciona la opción 4, usa break para salir del ciclo while. 
      if (opcion == 4) {
    System.out.println("Gracias por su compra!");
    break;
}

Código final:

import java.util.ArrayList;
import java.util.Scanner;

public class ListaCompras {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> listaCompras = new ArrayList<>();

        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        while (true) {
            System.out.println("-----------------------------------");
            System.out.println("Opciones:");
            System.out.println("1. Agregar artículo");
            System.out.println("2. Eliminar artículo");
            System.out.println("3. Mostrar lista");
            System.out.println("4. Finalizar compra");
            System.out.print("Seleccione una opción: ");
            int opcion = scanner.nextInt();

            if (opcion == 1) {
                System.out.print("Ingrese el nombre del artículo: ");
                String articulo = scanner.next();
                listaCompras.add(articulo);
            } else if (opcion == 2) {
                System.out.print("Ingrese el nombre del artículo a eliminar: ");
                String articuloEliminar = scanner.next();
                for (int i = 0; i < listaCompras.size(); i++) {
                    if (listaCompras.get(i).equals(articuloEliminar)) {
                        listaCompras.remove(i);
                        System.out.println("Artículo eliminado.");
                        continue;
                    }
                }
                System.out.println("Artículo no encontrado.");
            } else if (opcion == 3) {
                System.out.println("Lista de compras:");
                for (int i = 0; i < listaCompras.size(); i++) {
                    System.out.println(listaCompras.get(i));
                }
            } else if (opcion == 4) {
                System.out.println("Gracias por su compra!");
                break;
            }
        }
    }
}