【Java从入门到大牛】程序流程控制

🔥 本文由 程序喵正在路上 原创，CSDN首发！
💖 系列专栏：Java从入门到大牛
🌠 首发时间：2023年7月7日
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程序的执行顺序

程序中最经典的三种执行顺序

1. 顺序结构：自上而下地执行代码
2. 分支结构：根据条件来选择对应代码执行
3. 循环结构：控制某段代码重复执行

分支结构

if

if分支

根据条件的真假来决定是否执行某段代码

if分支有三种形式

if分支 第一种形式：if…

if (条件) {语句体;	
}

执行流程：首先判断条件表达式的结果，如果结果为 true 则执行语句体，否则不执行

注意事项：if 语句中，如果大括号控制的语句体只有一行代码，则大括号可以省略不写，一般不推荐省略

if分支 第二种形式：if…else…

if (条件) {语句体1;	
} else {语句体2;	
}

执行流程：首先判断条件表达式的结果，如果结果为 true 则执行语句体1，否则执行语句体2

if分支 第三种形式：if…else…if

if (条件1) {语句体1;	
} else if (条件2) {语句体2;	
} else if (条件3) {语句体4;	
} 
. . .
else {语句体n+1;
}

执行流程：

1. 先判断条件1的值，如果为 true 则执行语句体1，分支结束；如果为 false 则判断条件2的值
2. 如果条件2的值为 true 就执行语句体2，分支结束；如果为 false 则判断条件3的值
3. …
4. 如果没有任何条件为 true，就执行最后的 else 分支的语句体n+1

案例：考试奖励

需求：用户通过键盘录入考试成绩，根据成绩所在的区间，程序会打印处不同的奖励机制

分析

1. 通过键盘录入考试成绩
2. 由于奖励种类较多，属于多种判断，所以采用 if…else…if 格式实现
3. 为各种判断设置对应的条件
4. 为各种判断设置对应的奖励，也就是打印出不同的提示

代码示例

import java.util.Scanner;public class Test {public static void main(String[] args) {Scanner sc = new Scanner(System.in);System.out.print("请输入考试成绩：");int grade = sc.nextInt();System.out.print("奖励是：");if (grade >= 95) {System.out.println("山地车一辆");} else if (grade >= 90) {System.out.println("去游乐场玩一次");} else if (grade >= 80) {System.out.println("变形金刚玩具一个");} else if (grade >= 60) {System.out.println("女子单打");} else {System.out.println("男女混合双打");}}
}

switch

switch分支

通过比较值来决定执行哪条分支

switch(表达式) {case 值1:执行代码...;break;case 值2:执行代码...;break;...case 值n-1:执行代码...;break;default:执行代码n;
}

执行流程

1. 先执行表达式的值，再拿着这个值去与 case 后的值进行匹配
2. 与哪个 case 后的值一致就执行哪个 case 块的代码，遇到 break 就跳出 switch 分支

if分支 与 switch分支 的比较

• if 在功能上远远强大于 switch
• 当条件是区间的时候，应该使用 if 分支结构
• 当条件是与一个一个的值比较的时候，switch 分支更合适：格式良好、性能较好、代码优雅

使用switch分支的注意事项

1. 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
2. case 给出的值不允许重复，且只能是字面量，不能是变量
3. 正常使用 switch 的时候，不要忘记写 break，否则会出现穿透现象

多学一招：switch穿透性在某些情况下可以简化代码

当存在多个 case 分支的代码相同时，可以把相同的代码放到一个 case 块中，其他的 case 块都通过穿透性穿透到该 case 块执行代码即可，这样可以简化代码

循环结构

for循环

for循环特点

控制一段代码反复执行很多次

for循环格式

for (初始化语句; 循环条件; 迭代语句) {循环体语句（重复执行的代码）;
}

for (int i = 0; i < 3; i++) {System.out.println("Hello World");
}

for循环案例

案例1：求和

需求：求 1-5 之间的数的和，并将求和的结果在控制台输出

分析

1. 使用 for 循环依次产生 1、2、3、4、5
2. 在循环外定义一个 int 类型的变量 sum 用于求和，循环每产生一个数，就加到 sum 中去
3. 循环结束后，输出求和变量即是结果

代码示例

public class Test {public static void main(String[] args) {int sum = 0;for (int i = 1; i < 6; i++) {sum += i;}System.out.println("sum: " + sum);}
}

案例2：求奇数和

需求：求 1-10 之间的奇数的和，并将求和的结果在控制台输出

分析

1. 使用 for 循环依次产生 1、2、3…9、10
2. 在循环外定义一个 int 类型的变量 sum 用于求和
3. 循环每产生一个数，先判断该数是否是奇数，如果是奇数就将其加到 sum 中去
4. 循环结束后，输出求和变量即是结果

代码示例一：判断奇数

public class Test {public static void main(String[] args) {int sum = 0;for (int i = 1; i <= 10; i++) {if (i % 2 == 1) {   //判断是否为奇数sum += i;}}System.out.println("sum: " + sum);}
}

代码示例二：直接生成奇数

public class Test {public static void main(String[] args) {int sum = 0;for (int i = 1; i <= 10; i += 2) {  //每次循环产生的都是奇数sum += i;}System.out.println("sum: " + sum);}
}

案例3：求水仙花数

需求：在控制台输出所有的 “水仙花数”，水仙花数必须满足如下 2 个要求：

1. 水仙花数是一个三位数
2. 水仙花数的个位、十位、百位的数字立方和等于原数

分析

1. 定义一个 for 循环从 100 一直到 999
2. 每次访问到数据后，提取到该数据的个位、十位和百位数字
3. 使用 if 语句判断：个位、十位、百位的数字立方和是否等于原数，等于则输出原数

代码示例

public class Test {public static void main(String[] args) {int a, b, c;    //用来存放一个数的个位、十位、百位for (int i = 100; i <= 999; i++) {a = i % 10;b = i / 10 % 10;c = i / 100;//判断是否为水仙花数if (a * a * a + b * b * b + c * c * c == i) {//System.out.println("百位: " + c + ", 十位: " + b + ", 个位: " + a);System.out.println(i);}}}
}

while循环

while循环格式

初始化语句;
while (循环条件) {循环体语句（被重复执行的代码）;迭代语句;
}

int i = 0; 
while (i < 3) {System.out.println("Hello World");i++;
}

for循环 和 while循环的区别

• 功能上是完全一样的，for循环能解决的，用 while 循环也能解决，反之亦然
• 如果知道要循环几次，建议使用 for；不知道循环几次，建议使用 while

while循环案例

案例：纸张折叠成珠穆朗玛峰的高度

需求：世界最高山峰珠穆朗玛峰的高度是：8848.86米=8848860毫米，假如我有一张足够大的纸，它的厚度是 0.1 毫米。请问：该纸张折叠多少次后，可以达到珠穆朗玛峰的高度？

分析

1. 定义变量存储珠穆朗玛峰的高度和纸张的高度
2. 使用 while 循环来控制纸张折叠，循环条件是（纸张厚度<山峰高度），循环每执行一次，就表示纸张折叠一次，并把纸张厚度变为原来的两倍
3. 循环外定义计数变量 count，循环每折叠一次纸张，让 count 变量 +1

代码示例

public class Test {public static void main(String[] args) {double peakHeight = 8848860;    //山峰高度double paperThickness = 0.1;    //纸张厚度int count = 0;                  //折叠次数while (paperThickness < peakHeight) {paperThickness *= 2;count++;}System.out.println("折叠 " + count + " 次后, 纸张厚度为 " + paperThickness + " 毫米");}
}

do-while循环

do-while循环特点

先执行后判断

do-while循环格式

初始化语句;
do {循环体语句;迭代语句;
} while (循环条件);

int i = 0;
do {System.out.println("Hello World");i++;
} while (i < 3);

三种循环的区别

• for 循环和 while 循环是先判断后执行，而 do-while 是先执行后判断
• for 循环和 while 循环的执行流程是一模一样的，功能上无区别
• 使用规范：如果已知循环次数，建议使用 for 循环；如果不清楚循环次数，建议使用 while 循环
• 其他区别：for 循环中，控制循环的变量只在循环中使用；while 循环中，控制循环的变量在循环后还可以继续使用

死循环

死循环特点

可以一直执行下去，如果没有干预就不会停下来

死循环的写法

for ( ; ; ) {System.out.println("Hello World1");
}//经典写法
while (true) {System.out.println("Hello World2");
}do {System.out.println("Hello World3");
} while (true);

循环嵌套

什么是循环嵌套

循环中又包含循环

循环嵌套的特点

外部循环每循环一次，内部循环会全部执行完一轮

案例：打印矩阵

需求

在控制台使用 * 打印出 10 行 12 列的矩阵

代码示例

public class Test {public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < 10; i++) {          //行for (int j = 0; j < 12; j++) {      //列System.out.print("*");}System.out.println();       //每打印完一行后要换行}}
}

跳转关键字：break、continue

跳转关键字

• break：跳出并结束当前所在循环的执行
• continue：用于跳出当前循环的当次执行，直接进入循环的下一次执行

注意事项

• break 只能用于结束所在循环，或者结束所在 switch 分支的执行
• continue 只能在循环中进行使用

案例：密码验证

需求

系统密码是 520，请用户不断地输入密码进行验证，验证错误则输出：密码错误；验证成功则输出：欢迎进入系统，并停止程序

分析

1. 定义一个整型变量用于记录正确的密码：520
2. 使用 while 死循环，让用户不断输入数据，并与正确密码比对并给出比对结果。当验证成功后，则用 break 结束当前循环的执行

代码示例

import java.util.Scanner;public class Test {public static void main(String[] args) {Scanner sc = new Scanner(System.in);int password = 520;int digit = 0;while (true) {System.out.print("请输入密码：");digit = sc.nextInt();       //接收用户输入if (digit == password) {System.out.println("欢迎进入系统");break;} else {System.out.println("密码错误");}}}
}

生成随机数

Random的使用

Random的作用

生成随机数

得到 0-9 的随机数的步骤

注意事项

nextInt(n) 功能只能生成 0 至 n-1 之间的随机数，不包含 n

Random生成指定区间的随机数

如果要生成 1-10 之间的随机数，该怎么实现呢？

技巧：通过在默认生成的区间上进行加减来得到指定区间

Random r = new Random();
int number = r.nextInt(10) + 1;

案例：猜数字游戏

需求

随机生成一个 1-100 之间的数，提示用户猜测，猜大提示过大，猜小提示过小，直到猜中结束游戏

分析

1. 先随机生成一个 1-100 之间的数
2. 定义一个死循环让用户可以一直猜测
3. 在死循环里，每次都提示用户输入一个猜测的数字，并与生成的随机数进行比对，然后给出提示信息

代码示例

import java.util.Random;
import java.util.Scanner;public class Test {public static void main(String[] args) {Scanner sc = new Scanner(System.in);Random r = new Random();int randomDigit = r.nextInt(100) + 1;   //随机生成一个 1-100 的数int guessDigit;while (true) {System.out.print("请输入你猜的数字：");guessDigit = sc.nextInt();if (guessDigit > randomDigit) {System.out.println("猜大了");} else if (guessDigit < randomDigit) {System.out.println("猜小了");} else {System.out.println("恭喜你, 猜中了！");break;}}}
}

运行结果