day05_java中的流程控制

概述

在一个程序执行的过程中，各条语句的执行顺序对程序的结果是有直接影响的。所以，我们必须清楚每条语句的执行流程。而且，很多时候要通过控制语句的执行顺序来实现我们想要的功能。 流程控制语句又分为： 顺序结构丶分支结构丶循环结构。下面我们就来详细学习一下吧。

顺序结构

顺序结构是程序中最简单最基本的流程控制，没有特定的语法结构，按照代码的先后顺序，依次执行，程序中大多数的代码都是这样执行的。

顺序结构执行流程图：

实例

public class Demo0 {
    public static void main(String[] args) {
        //如果你没有写其他的结构，按照代码的先后顺序，依次执行程序中大多数的代码都是这样执行的。
        System.out.println("A");
        System.out.println("B");
        System.out.println("C");
    }
}

选择语句

选择语句又称为分支语句，它通过对给定的条件进行判断，从而决定执行两个或多个分支中的哪一支。因此，在编写选择语句之前，应该首先明确判断条件是什么，并确定当判断结果为“真”或“假”时应分别执行什么样的操作/算法。在 Java 语言中选择语句主要提供了两个，一个是 if 语句，另一个则是 switch 语句。

If分支

根据判定的结果（真或假）决定执行某个分支的代码。对于一个if语句来说，在任何情况下只能有1个分支执行，不可能存在2个或者更多个分支执行。if语句中只要有1个分支执行了，整个if语句就结束了。当 if分支结束后会继续向下执行。

第一个格式

执行流程：

首先计算关系表达式的值
如果关系表达式的值为true就执行语句体
如果关系表达式的值为false就不执行语句体
继续执行后面的语句内容

执行流程图

实例

public class Demo0 {
    public static void main(String[] args) {
        // 如果年龄大于18岁, 就可以上网吧
        int age = 20;
        if (age >= 18) {
          // age >= 18 结果为true，执行语句体中的代码
            System.out.println("可以上网吧");
        }
    }
}

注意事项：

if 语句中，如果大括号控制的只有一行代码，则大括号可以省略不写。不建议省略，可读性不好

第二种格式

执行流程：

首先计算关系表达式的值
如果关系表达式的值为true就执行语句体1
如果关系表达式的值为false就执行语句体2
继续执行后面的语句内容

执行流程图

实例

// 任意给出一个整数，请用程序实现判断该整数是奇数还是偶数，并在控制台输出该整数是奇数还是偶数
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        // 程序判断一个数, 是奇数还是偶数
        int num = 9;
        if (num % 2 == 0) {
            System.out.println("偶数");
        } else {
            System.out.println("奇数");
        }
    }
}

小技巧：

在某些简单的应用中，if语句是可以和三元运算符互换使用的
当语句块只有一个语句时，可以省略{}，但是不建议省略{}

实例


public class Demo04Test {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;
        //定义变量，保存a和b的较大值
        int max;
        if (a > b) {
            max = a;
        } else {
            max = b;
        }
        System.out.println(max); // 20
        //可以上述功能改写为三元运算符形式
        max = a > b ? a : b;
        System.out.println(max);//20
    }
}

第三种格式

执行流程：

首先计算关系表达式1的值
如果值为true就执行语句体1；如果值为false就计算关系表达式2的值
如果值为true就执行语句体2；如果值为false就计算关系表达式3的值
…
如果没有任何关系表达式为true，就执行语句体n+1。然后结束当前多分支。

执行流程图

实例

/*

    需求:
        根据学生成绩, 程序给出对应评价
        90~100    优秀
        80~89     良好
        70~79     中等
        60~69     及格
        0~59      请努力加油!

*/
public class Demo02Test {
    public static void main(String[] args) {
        int score = 88;
        if (score >= 90 && score <= 100) {
            System.out.println("优秀");
        } else if (score >= 80 && score <= 89) {
            System.out.println("良好");
        } else if (score >= 70 && score <= 79) {
            System.out.println("中等");
        } else if (score >= 60 && score <= 69) {
            System.out.println("及格");
        } else if (score >= 0 && score <= 59) {
            System.out.println("请努力加油");
        } else {
            System.out.println("成绩有误!");
        }
    }
}

注意事项：

else分支是可选的，凡是带有else分支的，一定可以保证会有一个分支执行。

if语句的嵌套

在if的语句块中，或者是在else语句块中，又包含了另外一个条件判断（可以是单分支、双分支、多分支）这就是if语句嵌套

执行的特点：

如果是嵌套在if语句块中的只有当外部的if条件满足，才会去判断内部的条件
如果是嵌套在else语句块中的只有当外部的if条件不满足，进入else后，才会去判断内部的条件

实例

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        int score = 89;
        if (score < 0 || score > 100) {
            System.out.println("你的成绩是错误的");
        } else {
            if (score >= 90) {
                System.out.println("你的成绩属于优秀");
            } else if (score >= 80) {
                System.out.println("你的成绩属于好");
            } else if (score >= 70) {
                System.out.println("你的成绩属于良");
            } else if (score >= 60) {
                System.out.println("你的成绩属于及格");
            } else {
                System.out.println("你的成绩属于不及格");
            }
        }
    }
}

注意事项：

如果使用单段校验一定要注意数学特性，不能改变位置。

分支语句之switch

格式：

执行流程：

首先，计算出表达式的值
其次，和case依次比较，一旦有对应的值，就会执行相应的语句，在执行的过程中，遇到break就会结束。
最后，如果所有的case都和表达式的值不匹配，就会执行default语句体部分，然后程序结束掉。

实例

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //定义指定的星期
        int weekday = 5;

        //switch语句实现选择
        switch (weekday) {
            case 1:
                System.out.println("星期一");
                break;
            case 2:
                System.out.println("星期二");
                break;
            case 3:
                System.out.println("星期三");
                break;
            case 4:
                System.out.println("星期四");
                break;
            case 5:
                System.out.println("星期五");
                break;
            case 6:
                System.out.println("星期六");
                break;
            case 7:
                System.out.println("星期日");
                break;
            default:
                System.out.println("你的数字有误");
                break;
        }
    }
}

switch语句case穿透

在switch语句中，如果case的后面不写break，将出现穿透现象，也就是一旦匹配成功，不会在判断下一个case的值，直接向后运行，直到遇到break或者整个switch语句结束，switch语句执行终止。

应用场景

存在多个case分支的功能代码是一样时，可以用穿透性把流程集中到同一处处理，这样可以简化代码。

/*
case穿透是如何产生的?
    如果switch语句中,case省略了break语句, 就会开始case穿透现象：
    当开始case穿透，后续的case就不会具有匹配效果，内部的语句都会执行
    直到看见break，或者将整体switch语句执行完毕，才会结束。

 需求：指定一个月份，输出该月份对应的季节。
 		 3,4,5	春季
		 6,7,8	夏季
 		 9,10,11秋季
		 12,1,2	冬季
 */
public class Demo05Test {
    public static void main(String[] args) {
        //指定一个月份
        int month = 5;
        switch (month) {
            case 1:
            case 2:
            case 12:
                System.out.println("冬季");
                break;
            case 3:
            case 4:
            case 5:
                System.out.println("春季");
                break;
            case 6:
            case 7:
            case 8:
                System.out.println("夏季");
                break;
            case 9:
            case 10:
            case 11:
                System.out.println("秋季");
                break;
            default:
                System.out.println("你输入的月份有误");
                break;
        }
    }
}

注意事项：

表达式类型只能是byte、short、int、char，JDK5开始支持枚举，JDK7开始支持String、不支持double、float、long
case给出的值不允许重复，且只能是字面量，不能是变量
不要忘记写break，否则会出现穿透现象
case 后面值的类型要与表达式的类型保持一致或者兼容

循环语句

循环语句可以在满足循环条件的情况下，反复执行某一段代码，这段被重复执行的代码被称为循环体语句，当反复执行这个循环体时，需要在合适的时候把循环判断条件修改为false，从而结束循环，否则循环将一直执行下去，形成死循环。一个标准的循环语句有由下面几个部分组成

初始化语句： 用于表示循环开启时的起始状态，简单说就是循环开始的时候什么样，有且只执行一次
条件判断语句：用于表示循环反复执行的条件，简单说就是判断循环是否能一直执行下去
循环体语句： 用于表示循环反复执行的内容，简单说就是循环反复执行的事情
条件控制语句：用于表示循环执行中每次变化的内容，简单说就是控制循环是否能执行下去

循环语句之for循环

格式：

注意：

for(;;)中的两个；是不能多也不能少
循环条件必须是boolean类型
如果循环条件语句②省略的话，就默认为循环条件成

执行流程：

第一步：执行初始化语句①，完成循环变量的初始化；
第二步：执行循环条件语句②，看循环条件语句的值是true，还是false；
- 如果是true，执行第三步；
- 如果是false，循环语句中止，循环不再执行。
第三步：执行循环体语句③
第四步：执行迭代语句④，针对循环变量重新赋值
第五步：根据循环变量的新值，重新从第二步开始再执行一遍

执行顺序

实例

//需求：在控制台输出所有的“水仙花数”,要求每行打印2个
public class Demo06Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义变量count，用于保存“打印过”的数量，初始值为0
        int count = 0;
        //输出所有的水仙花数必然要使用到循环，遍历所有的三位数，三位数从100开始，到999结束
        for (int i = 100; i < 1000; i++) {
            //在计算之前获取三位数中每个位上的值
            int ge = i % 10;
            int shi = i / 10 % 10;
            int bai = i / 10 / 10 % 10;
            //判定条件是将三位数中的每个数值取出来，计算立方和后与原始数字比较是否相等
            if (ge * ge * ge + shi * shi * shi + bai * bai * bai == i) {
                count++;
                //输出满足条件的数字就是水仙花数
                System.out.print(i+"\t");
                // 在每一次count变量+1后，判断是否到达了2的倍数，是的话，换行
                if (count % 2 == 0) {
                    System.out.println();
                }
            }
        }
    }
}

循环语句之while循环

格式：

执行流程：

第一步：执行初始化语句①，完成循环变量的初始化；
第二步：执行循环条件语句②，看循环条件语句的值是true，还是false；
- 如果是true，执行第三步；
- 如果是false，循环语句中止，循环不再执行。
第三步：执行循环体语句③
第四步：执行迭代语句④，针对循环变量重新赋值
第五步：根据循环变量的新值，重新从第二步开始再执行一遍

执行流程图

实例

/*
需求：世界最高山峰是珠穆朗玛峰(8844.43米=8844430毫米)，假如我有一张足够大的纸，它的厚度是0.1毫米。
请问，我折叠多少次，可以折成珠穆朗玛峰的高度?
 */
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //定义一个计数器，初始值为0
        int count = 0;
        //定义纸张厚度
        double paper = 0.1;
        //定义珠穆朗玛峰的高度
        int zf = 8844430;
        //因为要反复折叠，所以要使用循环，但是不知道折叠多少次，这种情况下更适合使用while循环
        //折叠的过程中当纸张厚度大于珠峰就停止了，因此继续执行的要求是纸张厚度小于珠峰高度
        while (paper <= zf) {
            //循环的执行过程中每次纸张折叠，纸张的厚度要加倍
            paper *= 2;
            //在循环中执行累加，对应折叠了多少次
            count++;
        }
        //打印计数器的值
        System.out.println("需要折叠：" + count + "次");
    }
}

循环语句之do..while循环

格式：

执行流程：

第一步：执行初始化语句①，完成循环变量的初始化；
第二步：执行循环体语句②；
第三步：执行迭代语句③，针对循环变量重新赋值；
第四步：执行循环条件语句④，看循环条件语句的值是true，还是false；
- 如果是true，根据循环变量的新值，重新从第二步开始再执行一遍；
- 如果是false，循环语句中止，循环不再执行。

执行流程图

实例

import java.util.Random;
import java.util.Scanner;

/*
随机生成一个100以内的数，猜数字游戏
从键盘输入数，如果大了提示，大了，如果小了，提示小了，如果对了，就不再猜了，并统计一共猜了多少次
 */
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //随机生成一个100以内的整数
        Random random = new Random();
        int num = random.nextInt(100) + 1;

        //声明一个变量，用来存储猜的次数
        int count = 0;
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        int guess;//提升作用域
        do {
            System.out.print("请输入100以内的整数：");
            guess = input.nextInt();
            //输入一次，就表示猜了一次
            count++;
            if (guess > num) {
                System.out.println("大了");
            } else if (guess < num) {
                System.out.println("小了");
            }
        } while (num != guess);
        System.out.println("一共猜了：" + count + "次");

    }
}

死循环

一直循环的执行下去，如果没有干预不会停止下来。三种循环语句如下所示

for死循环的格式

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        for (; ; ) {
            // 循环体
            System.out.println("Hello World");
        }

    }
}

while死循环的格式

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        while (true) {
            //循环体
            System.out.println("hello world ！！");
        }

    }
}

do..while死循环格式

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        do {
            //循环体
            System.out.println("hello world ！！！");
        } while (true);

    }
}

循环语句的区别

从循环次数角度分析
- do...while循环至少执行一次循环体语句
- for和while循环先循环条件语句是否成立，然后决定是否执行循环体，至少执行零次循环体语句
从循环变量的生命周期角度分析
- for循环的循环变量在for()中声明的，在循环语句结束后，不可以被访问；
- while和do...while循环的循环变量因为在外面声明的，所以while和do...while结束后可以被继续使用的；
如何选择
- 遍历有明显的循环次数（范围）的需求，选择for循环
- 遍历没有明显的循环次数（范围）的需求，循环while循环，死循环推荐使用while
- 如果循环体语句块至少执行一次，可以考虑使用do...while循环
- 本质上：三种循环之间是可以互相转换的，都能实现循环的功能
三种循环结构都具有四要素：
- （1）循环变量的初始化表达式
- （2）循环条件
- （3）循环变量的修改的迭代表达式
- （4）循环体语句块

循环嵌套

所谓嵌套循环，是指一个循环的循环体是另一个循环。比如for循环里面还有一个for循环，就是嵌套循环。总共的循环次数=外循环次数*内循环次数。当然可以是三种循环任意互相嵌套。

常用的嵌套循环格式：

嵌套循环的特点

外部循环每循环一次，内部循环全部执行完一次。

实例

public class Test {
    /*
        打印如下图形到控制台
            1
            12
            123
            1234
            12345
    */
    public static void main(String[] args) {
        //外循环控制行数
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            //内循环控制每一行打印的数字
            for (int j = 1; j <= i; j++) {
                System.out.print(j);
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

跳转关键字

在特殊的流程控制语句下不能存在其他内容，也就是break和continue下面不能写其他代码

break

使用场景：终止switch或者当前循环。只能使用在选择结构switch语句中或者在循环语句中

实例

//从键盘输入不断输入整数，输入0表示结束，统计一共有几个正数、负数。
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        java.util.Scanner input = new java.util.Scanner(System.in);

        int positive = 0;
        int negative = 0;
        while (true) {
            System.out.print("请输入整数0结束：");
            int num = input.nextInt();
            if (num == 0) {
                break;
               //System.out.println("后续代码"); 错误: 无法访问的语句
            } else if (num > 0) {
                positive++;
            } else {
                negative++;
            }
        }
        System.out.println("正数：" + positive+"个" + "，负数：" + negative+"个");
    }
}

一旦存在lable(标签) 那么结束的是 label所在层的循环，continue同理

class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        l:
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            for (int j = 1; j <= 15; j++) {
                if (j == 10) {
                    break l;
                }
                System.out.print(j + " ");

            }
            System.out.println();
        }
        System.out.println("Game Over!!!");

    }
}

continue

使用场景：结束本次循环，继续下一次的循环。

实例

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //打印1-100之间的整数，跳过7的倍数和7结尾的数
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            if (i % 7 == 0 || i % 10 == 7) {
                continue;
               //System.out.println("后续代码"); 错误: 无法访问的语句
            }
            System.out.println(i);
        }

    }
}