一、流程控制语句的介绍
流程控制语句是用来控制程序中各“语句执行顺序”的语句,可以把语句组合成能“完成一定功能”的小逻辑模块。
程序设计中规定的`三种`流程结构,即:
- 顺序结构
- 程序从上到下逐行地执行,中间没有任何判断和跳转。
- 分支结构
- 根据条件,选择性地执行某段代码。
- 有if…else和switch-case两种分支语句。
- 循环结构
- 根据循环条件,重复性的执行某段代码。
- 有for、while、do-while三种循环语句。
- 补充:JDK5.0 提供了`foreach`循环,方便的遍历集合、数组元素。(第12章集合中讲解)
二、顺序结构
顺序结构就是程序从上到下逐行地执行。表达式语句都是顺序执行的。并且上一行对某个变量的修改对下一行会产生影响。
public class StatementTest{ public static void main(String[] args){ int x = 1; int y = 2; System.out.println("x = " + x); System.out.println("y = " + y); //对x、y的值进行修改 x++; y = 2 * x + y; x = x * 10; System.out.println("x = " + x); System.out.println("y = " + y); } } |
java中定义变量时采用合法的前向引用。如:
public static void main(String[] args) { //正确形式 //错误形式 int num2 = num1 + 2; |
三、分支结构
1.if..else条件判断结构
a)结构1:单分支条件判断:if
格式:
if(条件表达式){ 语句块; } |
说明:条件表达式必须是布尔表达式(关系表达式或逻辑表达式)或 布尔变量。
执行流程:
-
首先判断条件表达式看其结果是true还是false
-
如果是true就执行语句块
-
如果是false就不执行语句块
b)双分支条件判断:if...else
格式:
if(条件表达式) { 语句块1; }else { 语句块2; } |
执行流程:
1. 首先判断条件表达式看其结果是true还是false
2. 如果是true就执行语句块1
3. 如果是false就执行语句块2
c)多分支条件判断:if...else if...else
①格式:
if (条件表达式1) { 语句块1; } else if (条件表达式2) { 语句块2; } ... }else if (条件表达式n) { 语句块n; } else { 语句块n+1; } |
说明:一旦条件表达式为true,则进入执行相应的语句块。执行完对应的语句块之后,就跳出当前结构。
②执行流程:
1. 首先判断关系表达式1看其结果是true还是false
2. 如果是true就执行语句块1,然后结束当前多分支
3. 如果是false就继续判断关系表达式2看其结果是true还是false
4. 如果是true就执行语句块2,然后结束当前多分支
5. 如果是false就继续判断关系表达式…看其结果是true还是false
…
n. 如果没有任何关系表达式为true,就执行语句块n+1,然后结束当前多分支。
③案例
/* 岳小鹏参加Java考试,他和父亲岳不群达成承诺: 说明:默认成绩是在[0,100]范围内 */ public class IfElseTest3 { int score = 67;//岳小鹏的期末成绩
|
④需要注意的事:
当条件表达式之间是“`互斥`”关系时(即彼此没有交集),条件判断语句及执行语句间顺序无所谓。
当条件表达式之间是“`包含`”关系时,“`小上大下 / 子上父下`”,否则范围小的条件表达式将不可能被执行。
d)if...else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),就构成了嵌套结构。
①执行的特点:
(1)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
(2)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
②案例:
/* 由键盘输入三个整数分别存入变量num1、num2、num3,对它们进行排序(使用 if-else if-else),并且从小到大输出。 */ class IfElseTest4 { if(num1 >= num2){ |
其他说明:
- 语句块只有一条执行语句时,一对{}可以省略,但建议保留。
- 当if-else结构是“多选一”时,最后的else是可选的,根据需要可以省略。
2.switch-case选择结构
a)语法格式
switch(表达式){ case 常量值1: 语句块1; //break; case 常量值2: 语句块2; //break; // ... [default: 语句块n+1; break; ] } |
b)执行过程
第1步:根据switch中表达式的值,依次匹配各个case。如果表达式的值等于某个case中的常量值,则执行对应case中的执行语句。
第2步:执行完此case的执行语句以后,
- 情况1:如果遇到break,则执行break并跳出当前的switch-case结构
- 情况2:如果没有遇到break,则会继续执行当前case之后的其它case中的执行语句,直到遇到break关键字或执行完所有的case及default的执行语句,跳出当前的switch-case结构。(case穿透)
c)使用注意点
- switch(表达式)中表达式的值必须是下述几种类型之一:byte,short,char,int,枚举 (jdk 5.0),String (jdk 7.0);
- case子句中的值必须是常量,不能是变量名或不确定的表达式值或范围;
- 同一个switch语句,所有case子句中的常量值互不相同;
- break语句用来在执行完一个case分支后使程序跳出switch语句块;
- 如果没有break,程序会顺序执行到switch结尾;
- default子句是可选的。同时,位置也是灵活的。当没有匹配的case时,执行default语句。
d)举例
public class SwitchCaseTest2 { public static void main(String args[]) { String season = "summer"; switch (season) { case "spring": System.out.println("春暖花开"); break; case "summer": System.out.println("夏日炎炎"); break; case "autumn": System.out.println("秋高气爽"); break; case "winter": System.out.println("冬雪皑皑"); break; default: System.out.println("季节输入有误"); break; } } } |
e)利用case的穿透性
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或者运行完整个switch语句结束,执行终止。
案例1:编写程序:从键盘上输入2023年的“month”和“day”,要求通过程序输出输入的日期为2023年的第几天。
import java.util.Scanner; class SwitchCaseTest4 { System.out.println("请输入2023年的month:"); System.out.println("请输入2023年的day:"); //这里就不针对month和day进行合法性的判断了,以后可以使用正则表达式进行校验。 int sumDays = 0;//记录总天数 //写法2:推荐 |
案例2:
/* 从键盘分别输入年、月、日,判断这一天是当年的第几天 */ import java.util.Scanner; public class SwitchCaseTest04 { public static void main(String[] args) { Scanner scanner = new Scanner(System.in); System.out.print("请输入month:"); System.out.print("请输入day:"); //判断这一天是当年的第几天==>从1月1日开始,累加到xx月xx日这一天 //声明一个变量days,用来存储总天数 //累加[1,month-1]个月满月天数 //输出结果 scanner.close(); |
案例3:押宝游戏
/* 随机产生3个1-6的整数,如果三个数相等,那么称为“豹子”,如果三个数之和大于9,称为“大”,如果三个数之和小于等于9,称为“小”,用户从键盘输入押的是“豹子”、“大”、“小”,并判断是否猜对了 提示:随机数 Math.random()产生 [0,1)范围内的小数 */ import java.util.Scanner; public class SwitchCaseExer5 { //2、押宝 //3、判断结果 System.out.println("a,b,c分别是:" + a +"," + b +"," + c ); |
f)if-else语句与switch-case语句比较
- 结论:凡是使用switch-case的结构都可以转换为if-else结构。反之,不成立。
- 开发经验:如果既可以使用switch-case,又可以使用if-else,建议使用switch-case。因为效率稍高。
- 细节对比:
- if-else语句优势
- if语句的条件是一个布尔类型值,if条件表达式为true则进入分支,可以用于范围的判断,也可以用于等值的判断,使用范围更广。
- switch语句的条件是一个常量值(byte,short,int,char,枚举,String),只能判断某个变量或表达式的结果是否等于某个常量值,使用场景较狭窄。
- switch语句优势
- 当条件是判断某个变量或表达式是否等于某个固定的常量值时,使用if和switch都可以,习惯上使用switch更多。因为效率稍高。当条件是区间范围的判断时,只能使用if语句。
- 使用switch可以利用穿透性,同时执行多个分支,而if...else没有穿透性。
- if-else语句优势
四、循环结构
1.循环结构的介绍
- 理解:循环语句具有在`某些条件`满足的情况下,`反复执行`特定代码的功能。
- 循环结构分类:
- for 循环
- while 循环
- do-while 循环
- 循环结构`四要素`:
- 初始化部分
- 循环条件部分
- 循环体部分
- 迭代部分
2.for循环
a)语法格式
for (①初始化部分; ②循环条件部分; ④迭代部分){ ③循环体部分; } |
b)执行过程
①-②-③-④-②-③-④-②-③-④-.....-②
c)执行过程图示
d)说明
- for(;;)中的两个;不能多也不能少
- ①初始化部分可以声明多个变量,但必须是同一个类型,用逗号分隔
- ②循环条件部分为boolean类型表达式,当值为false时,退出循环
- ④可以有多个变量更新,用逗号分隔
e)案例
案例一:编写程序从1循环到150,并在每行打印一个值,另外在每个3的倍数行上打印出“foo”,在每个5的倍数行上打印“biz”,在每个7的倍数行上打印输出“baz”
public class ForExer3 { public static void main(String[] args) { //方法一:不推荐 boolean threeResult,fiveResult,sevenResult; System.out.println(i); } //方法二:推荐 for (int i = 1; i < 150; i++) { System.out.println(); |
案例二(结合break的使用):输入两个正整数m和n,求其最大公约数和最小公倍数。
public class ForTest5 { for (int i = min; i >= 1; i--) {//for(int i = 1;i <= min;i++){ if (m % i == 0 && n % i == 0) { break; //跳出当前循环结构
for (int i = max; i <= m * n; i++) { if (i % m == 0 && i % n == 0) { System.out.println("最小公倍数是:" + i);//公倍数 break; } |
注意说明:
- 我们可以在循环中使用break。一旦执行break,就跳出当前循环结构。
- 小结:如何结束一个循环结构?
- 结束情况1:循环结构中的循环条件部分返回false
- 结束情况2:循环结构中执行了break。
- 如果一个循环结构不能结束,那就是一个死循环!我们开发中要避免出现死循环。
3.while循环
a)语法格式
①初始化部分 while(②循环条件部分){ ③循环体部分; ④迭代部分; } |
b)执行过程
①-②-③-④-②-③-④-②-③-④-...-②
c)执行过程图示
d)说明
- while(循环条件)中循环条件必须是boolean类型。
- 注意不要忘记声明④迭代部分。否则,循环将不能结束,变成死循环。
- for循环和while循环可以相互转换。二者没有性能上的差别。实际开发中,根据具体结构的情况,选择哪个格式更合适、美观。
- for循环与while循环的区别:初始化条件部分的作用域不同。
e)案例
案例一:猜数字游戏
/* 随机生成一个100以内的数,猜这个随机数是多少? */ public class GuessNumber { //记录猜的次数 //实例化Scanner while (guess != random) { if (guess > random) { System.out.println("请输入一个整数(1-100):"); } System.out.println("猜中了!"); |
案例二:折纸珠穆朗玛峰
/* 世界最高山峰是珠穆朗玛峰,它的高度是8848.86米,假如我有一张足够大的纸,它的厚度是0.1毫米。 */ public class ZFTest { //定义珠穆朗玛峰的高度 double paper = 0.1;//单位:毫米 while(paper < zf){ //打印计数器的值 |
4.do...while循环
a)语法格式
①初始化部分; do{ ③循环体部分 ④迭代部分 }while(②循环条件部分); |
b)执行过程
①-③-④-②-③-④-②-③-④-...-②
c)执行过程图示
d)说明
- 结尾while(循环条件)中循环条件必须是boolean类型。
- do{}while();最后有一个分号。
- do-while结构的循环体语句是至少会执行一次,这个和for和while是不一样的。
- 循环的三个结构for、while、do-while三者是可以相互转换的。
e)案例
案例一:体会do-while至少会执行一次循环体
class DoWhileTest2 { //do-while循环: } |
案例二:ATM取款
/* 声明变量balance并初始化为0,用以表示银行账户的余额,下面通过ATM机程序实现存款,取款等功能。 =========ATM======== */ import java.util.Scanner; public class ATM { //初始化条件 do{ int selection = scan.nextInt(); //资源关闭 |
5.对比三种循环结构
- 三种循环结构都具有四个要素:
- 循环变量的初始化条件
- 循环条件
- 循环体语句块
- 循环变量的修改的迭代表达式
- 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循环先判断循环条件语句是否成立,然后决定是否执行循环体。
- 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,选择while循环
- 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:三种循环之间完全可以互相转换,都能实现循环的功能
6.无限循环
a)图示解释无限循环
b)基本语法
- 语法格式:
- 最简单"无限"循环格式:while(true) , for(;;)
- 适用场景
- 开发中,有时并不确定需要循环多少次,需要根据循环体内部某些条件,来控制循环的结束(使用break)。
- 如果此循环结构不能终止,则构成了死循环!开发中要避免出现死循环。
c)案例
/*从键盘读入个数不确定的整数,并判断读入的正数和负数的个数,输入为0时结束程序。*/ import java.util.Scanner; class PositiveNegative { |
d) 循环的几种特殊形式
循环有特殊形式,即循环结构四要素缺失所引起。并且四要素可以任意缺失其中一个或多个,但是需要注意的是要保留这个要素的存在位置。解释如下:
/*案例:实现爱你到永远*/ public class EndlessFor1 { //缺失初始化部分、循环条件、迭代部分。但保留其位置。引起无限循环 //缺失:初始化部分、迭代部分,并且判断条件始终为true。但保留其位置,引起无限循环。 for (; true;){ //条件永远成立,死循环 //缺失:迭代部分,并且判断条件始终为true。但保留其位置,引起无限循环。 for (int i=1; i<=10; ){ //循环变量没有修改,条件永远成立,死循环 |
7.嵌套循环
a)使用说明
-
所谓嵌套循环,是指一个循环结构A的循环体是另一个循环结构B。比如,for循环里面还有一个for循环,就是嵌套循环。其中,for ,while ,do-while均可以作为外层循环或内层循环。
-
外层循环:循环结构A
-
内层循环:循环结构B
-
-
实质上,
嵌套循环就是把内层循环当成外层循环的循环体
。只有当内层循环的循环条件为false时,才会完全跳出内层循环,才可结束外层的当次循环,开始下一次的外层循环。 -
设外层循环次数为
m
次,内层为n
次,则内层循环体实际上需要执行m*n
次。 -
技巧:从二维图形的角度看,外层循环控制
行数
,内层循环控制列数
。 -
开发经验:实际开发中,我们最多见到的嵌套循环是两层。一般不会出现超过三层的嵌套循环。如果将要出现,一定要停下来重新梳理业务逻辑,重新思考算法的实现,控制在三层以内。否则,可读性会很差。
例如:两个for嵌套循环格式
for(初始化语句①; 循环条件语句②; 迭代语句⑦) { //执行过程:① - ② - ③ - ④ - ⑤ - ⑥ - ④ - ⑤ - ⑥ - ... - ④ - ⑦ - ② - ③ - ④ - ⑤ - ⑥ - ④.. //执行特点:内层循环充当了外层循环的循环体。即:外层循环执行一次,内层循环执行一轮。 |
b)案例
案例一:打印5行6个*
class ForForTest1 { for(int i = 1;i <= 6;i++){ |
案例二:打印5行直角三角形
/* public class ForForTest2 { |
案例三: 打印5行倒直角三角形
/*
public class ForForTest3 { |
案例四:打印“菱形”形状的图案
/* *
public class ForForTest4 { public static void main(String[] args) { 下半部分 i m n 关系式: m = 2 * i */ //* } |
案例5:九九乘法表
public class ForForTest5 { public static void main(String[] args) { for (int i = 1; i <= 9; i++) { for (int j = 1; j <= i; j++) { System.out.print(i + "*" + j + "=" + (i * j) + "\t"); } System.out.println(); } } } |
8.关键字break和continue的使用
适用范围 | 在循环结构的作用 | 相同点 | |
break | switch-case 循环结构 | 一旦执行,就结束(或跳出)当前循环结构 | 此关键字的后面不能声明语句 |
continue | 循环结构 | 一旦执行,就结束(或跳出)当次循环结构 | 此关键字的后面不能声明语句 |
说明:此外,很多语言都有goto语句,goto语句可以随意将控制转移到程序中的任意一条语句上,然后执行它,但使程序容易出错。Java中的break和continue是不同于goto的。
a)举例
class BreakContinueTest1 { System.out.print(i); System.out.println("####"); //嵌套循环中的使用 } |
b)标签label的使用
break语句用于终止某个语句块的执行 break语句出现在多层嵌套的语句块中时,可以通过标签指明要终止的是哪一层语句块 |
- continue语句出现在多层嵌套的循环语句体中时,也可以通过标签指明要跳过的是哪一层循环。
- 标号语句必须紧接在循环的头部。标号语句不能用在非循环语句的前面。
- 举例:
class BreakContinueTest2 { public static void main(String[] args) { l:for(int i = 1;i <= 4;i++){ for(int j = 1;j <= 10;j++){ if(j % 4 == 0){ //break l; continue l; } System.out.print(j); } System.out.println(); } } } |
补充知识:如何获得一个随机数?
如何产生一个指定范围的随机整数?
1、Math类的random()的调用,会返回一个[0,1)范围的一个double型值
2、Math.random() * 100 ---> [0,100)
(int)(Math.random() * 100) ---> [0,99]
(int)(Math.random() * 100) + 5 ----> [5,104]
3、如何获取[a,b]范围内的随机整数呢?(int)(Math.random() * (b - a + 1)) + a
案例:
class MathRandomTest { //[1,6] |