Java程序的逻辑控制

 

 一、顺序结构

顺序结构比较简单，如果我们按照代码书写的顺序一行一行执行，将会是这样的：

System.out.println("aaa");
System.out.println("bbb");
System.out.println("ccc");
// 运行结果
aaa
bbb
ccc

如果调整代码的书写顺序, 则执行顺序也发生变化：

System.out.println("aaa");
System.out.println("ccc");
System.out.println("bbb");
// 运行结果
aaa
ccc
bbb

二、分支结构

1、if语句

if语句可以帮助我们在面对多种可能的时候执行不同的代码

（1）语法格式1

if(布尔表达式){
// 语句
}

如果布尔表达式结果为true，执行if中的语句，否则不执行。

（2）语法格式2

if(布尔表达式){
// 语句1
}else{
// 语句2
}

如果布尔表达式结果为true，则执行if中语句，否则执行else中语句

（3）语法格式3

if(布尔表达式1){
// 语句1
}else if(布尔表达式2){
// 语句2
}else{
// 语句3
}

表达式1成立，执行语句1，否则表达式2成立，执行语句2，否则执行语句3

在生活中，我们也可以经常使用到if表达式，例如在读书的时候，我们往往将60以上的认为及格，60以下的认为不及格，按照考试成绩，我们可以分成下面这几种情况：

分数在 [90, 100] 之间的，为优秀

分数在 [80, 90) 之前的，为良好

分数在 [70, 80) 之间的，为中等

分数在 [60, 70) 之间的，为及格

分数在 [ 0, 60) 之间的，为不及格

错误数据

那么接下来，我们尝试用if循环来判断以下某名同学的成绩属于哪个档次

if(score >= 90){
System.out.println("优秀");
}else if(score >= 80 && score < 90){
System.out.println("良好");
}else if(score >= 70 && score < 80){
System.out.println("中等");
}else if(score >= 60 && score < 70){
System.out.println("及格");
}else if(score >= 0 && score < 60){
System.out.println("不及格");
}else{
System.out.println("错误数据");
}

 代码风格：

良好的代码风格有助于提高代码的可读性

在看到别人写代码的时候，我们经常能看到两种代码风格，那我们在书写代码的时候，应该采取哪种代码风格呢？

我们先来看第一种：

//第一种代码风格
int x = 10;
if (x == 10) {
// 语句1
} else {
// 语句2
}

再来看看第二种：

//第二种代码风格
int x = 10;
if (x == 10)
{
// 语句1
}
else
{
// 语句2
}

虽然两种方式都是合法的, 但是 Java 中更推荐使用风格1, 这是因为放在 if / else 同一行. 代码更加的紧凑。

分号问题

在使用if语句的时候我们要注意分号的正确使用，不然可能会导致程序出现错误。

例如：

int x = 20;
if (x == 10);
{
System.out.println("hehe");
}
// 运行结果
hehe

在这段代码中，我们可以发现在if循环条件后加了一个分号，这样会使得if语句成为了一条单独的语句，而{}中的代码则成为了和if无关的代码。

悬垂 else 问题

在使用if语句的时候，{}的正确使用也是很重要的一节

我们来看一下下面这段代码：

int x = 10;
int y = 10;
if (x == 10)
if (y == 10)
System.out.println("aaa");
else
System.out.println("bbb");

这段代码中的if语句虽然没有使用{}，但是却是正确的，然而在实际的代码书写中，我们并不推荐这样书写代码。

这是因为if语句在不使用{}的时候，只可以和其下面的第一条语句匹配，也就是说，当if语句中含多条语句的时候，我们必须使用{}将其包含在if语句内。

因此，我建议无论是一条语句还是多条语句，都使用{}来减少不必要的错误

2、switch 语句

基本语法

switch(表达式){
case 常量值1:{
语句1;
[break;]
}
case 常量值2:{
语句2;
[break;]
}
...
default:{
内容都不满足时执行语句;
[break;]
}
}

执行流程：

1. 先计算表达式的值

2. 和case依次比较，一旦有响应的匹配就执行该项下的语句，直到遇到break时结束

3. 当表达式的值没有与所列项匹配时，执行default

代码示例

现在，我们尝试使用switch语句来完成一道题：根据 day 的值输出星期几

int day = 1;
switch(day) {
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("输入有误");
break;
}

【注意事项】

多个case后的常量值不可以重复

switch的括号内只能是以下类型的表达式：

        基本类型：byte、char、short、int，注意不能是long类型

        引用类型：String常量串、枚举类型

不能作为switch括号内的变量有：long   double   float   boolean

break 不要遗漏, 否则会失去 "多分支选择" 的效果 ！！

int day = 1;
switch(day) {
case 1:
System.out.println("星期一");
// break;
case 2:
System.out.println("星期二");
break;
}
// 运行结果
星期一
星期二

switch 不能表达复杂的条件

// 例如: 如果 num 的值在 10 到 20 之间, 就打印 hehe
// 这样的代码使用 if 很容易表达, 但是使用 switch 就无法表示.
if (num > 10 && num < 20) {
System.out.println("hehe");
}

三、循环结构

1、while 循环

基本语法格式:

while(布尔表达式){
循环语句;
}

循环条件为 true, 则执行循环语句; 否则结束循环.

代码示例1: 打印 1 - 10 的数字

int num = 1;
while (num <= 10) {
System.out.println(num);
num++;
}

代码示例2: 计算 1 - 100 的和

int n = 1;
int result = 0;
while (n <= 100) {
result += n;
n++;
}
System.out.println(num);
// 执行结果
5050

代码示例3: 计算 5 的阶乘

int n = 1;
int result = 1;
while (n <= 5) {
result *= n;
n++;
}
System.out.println(num);
// 执行结果
120

这里我们发现, 当一个代码中带有多重循环的时候, 代码的复杂程度就大大提高了. 而比较复杂的代码就更容易出错. 后面我们会采用更简单的办法来解决这个问题.

注意事项

1. 和 if 类似, while 下面的语句可以不写 { } , 但是不写的时候只能支持一条语句. 建议还是加上 { }

2. 和 if 类似, while 后面的 { 建议和 while 写在同一行.

3. 和 if 类似, while 后面不要多写 分号, 否则可能导致循环不能正确执行

我们先来看下面这个错误的案例：

int num = 1;
while (num <= 10); {
System.out.println(num);
num++;
}
// 执行结果
[无任何输出, 程序死循环]

此时 ; 为 while 的语句体(这是一个空语句), 实际的 { } 部分和循环无关. 此时循环条件 num <= 10 恒成立, 导致代码 死循环了

2、break

break 的功能是让循环提前结束.

代码示例: 找到 100 - 200 中第一个 3 的倍数

int num = 100;
while (num <= 200) {
if (num % 3 == 0) {
System.out.println("找到了 3 的倍数, 为:" + num);
break;
}
num++;
}
// 执行结果
找到了 3 的倍数, 为:102

执行到 break 就会让循环结束

3、continue

continue 的功能是跳过这次循环, 立即进入下次循环. 

代码示例: 找到 100 - 200 中所有 3 的倍数

int num = 100;
while (num <= 200) {
if (num % 3 != 0) {
num++; // 这里的 ++ 不要忘记! 否则会死循环.
continue;
}
System.out.println("找到了 3 的倍数, 为:" + num);
num++;
}

执行到 continue 语句的时候, 就会立刻进入下次循环(判定循环条件), 从而不会执行到下方的打印语句.

4、for 循环

【基本语法】

for(表达式①;布尔表达式②;表达式③){
表达式④;
}

那么表达式1、2、3内部分别放置什么呢？

表达式1: 用于初始化循环变量初始值设置，在循环最开始时执行，且只执行一次

表达式2: 循环条件，满则循环继续，否则循环结束

表达式3: 循环变量更新方式

【执行过程】

①②③④--->②③④--->②③④--->②③④--->②③④--->②③④--->...--->②为false，循环结束。

 代码示例： 计算 5 的阶乘 

int result = 1;
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
result *= i;
}
System.out.println("result = " + result);

【注意事项】 (和while循环类似)

1. 和 if 类似, for 下面的语句可以不写 { } , 但是不写的时候只能支持一条语句. 建议还是加上 { }

2. 和 if 类似, for 后面的 { 建议和 while 写在同一行.

3. 和 if 类似, for 后面不要多写 分号, 否则可能导致循环不能正确执行.

4. 和while循环一样，结束单趟循环用continue，结束整个循环用break

5、do while 循环 

【基本语法】

do{
循环语句;
}while(循环条件);

执行过程：

先执行循环语句, 再判定循环条件，循环条件成立则继续执行，否则循环结束。

代码示例：打印 1 - 10

int num = 1;
do {
System.out.println(num);
num++;
} while (num <= 10);

【注意事项】

1. do while 循环最后的分号不要忘记

2. 一般 do while 很少用到, 更推荐使用 for 和 while.

四、输入输出

1、输出到控制台

基本语法

System.out.println(msg); // 输出一个字符串, 带换行
System.out.print(msg); // 输出一个字符串, 不带换行
System.out.printf(format, msg); // 格式化输出

println 输出的内容自带 \n, print 不带 \n

printf 的格式化输出方式和 C 语言的 printf 是基本一致的.

 代码示例

System.out.println("hello world");
int x = 10;
System.out.printf("x = %d\n", x)

格式化字符串

 2、从键盘输入

使用 Scanner 读取字符串/整数/浮点数

import java.util.Scanner; // 需要导入 util 包
Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入你的姓名：");
String name = sc.nextLine();
System.out.println("请输入你的年龄：");
int age = sc.nextInt();
System.out.println("请输入你的工资：");
float salary = sc.nextFloat();
System.out.println("你的信息如下：");
System.out.println("姓名: "+name+"\n"+"年龄："+age+"\n"+"工资："+salary);
sc.close(); // 注意, 要记得调用关闭方法
// 执行结果
请输入你的姓名：
张三
请输入你的年龄：
18
请输入你的工资：
1000
你的信息如下：
姓名: 张三
年龄：18
工资：1000.0

使用 Scanner 循环读取 N 个数字，并求取其平均值

Scanner sc = new Scanner(System.in);
int sum = 0;
int num = 0;
while (sc.hasNextInt()) {
int tmp = sc.nextInt();
sum += tmp;
num++;
}
System.out.println("sum = " + sum);
System.out.println("avg = " + sum / num);
sc.close();
// 执行结果
10
40.0
50.5
^Z
sum = 150.5
avg = 30.1

注意事项

当循环输入多个数据的时候, 使用 ctrl + z 来结束输入 (Windows 上使用 ctrl + z, Linux / Mac 上使用 ctrl + d)