Java小试牛刀—程序逻辑控制

1、前言

• 本次blog我们来一起学习一下Java当中的程序逻辑控制，其中包括顺序结构、分支结构、循环结构等，如果你有C语言的基础，相信你学习这部分也不是难事，因为差别不是很大

2、顺序结构

• 顺序结构就是按照书写的代码一行一行的执行。
• 早上8:00起床--->洗漱--->吃早饭--->工作--->吃午饭--->上课--->工作--->吃完饭--->玩手机--->睡觉每天的生活貌似都是这么规律，顺序的做着每件事，前途一片渺茫~~~。

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，如下代码所示：

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

3. 分支结构 3.1 if 语句 3.1.1 语法格式1

• 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。

if(布尔表达式){
// 语句1
}else{
// 语句2
}

• 比如：小明，如果这次考试考到90分或以上，给你奖励一个鸡腿。 

int score = 92;
if(score >= 90){
System.out.println("吃个大鸡腿!!!");
}

注意：与C语言不同的是，在Java中if()括号中，必须填入的是布尔表达式，if(1)这种代码不能运行。

3.1.2 语法格式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。

if(布尔表达式){
// 语句1
}else{
// 语句2
}

• 比如：小明，如果这次考到90分以上，给你奖励一个大鸡腿，否则啥也没有。

int score = 92;
if(score >= 90){
System.out.println("吃个大鸡腿!!!");
}else{
System.out.println("啥也没有!!!");
}

3.1.3 语法格式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。

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
}

比如：考虑到学生自尊，不公开分数排名，因此：
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
按照上述办法通知学生成绩。

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");
}

• 如果你在C中学习过if语句，那么在Java中的if语句想必也难不倒你，只需要特别注意：if(布尔表达式)，（）中存入的是布尔表达式即可。

3.1.4 分号问题

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

• 此处多写了一个分号，导致分号成为了 if 语句的语句体, 而 { } 中的代码已经成为了和一个 if 无关的代码块。

3.1.5 悬垂 else 问题

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

• if / else 语句中可以不加大括号 . 但是也可以写语句(只能写一条语句). 此时 else 是和最接近的 if 匹配，但是实际开发中不建议这么写，最好加上大括号，使代码可读性更好。

3.2 switch 语句 3.2.1 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;]
    }
}

3.2.2 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: 根据 day 的值输出星期。

• 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】

• 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。

double num = 1.0;
switch(num) {
    case 1.0:
      System.out.println("hehe");
      break;
    case 2.0:
      System.out.println("haha");
      break;
}
// 编译出错
Test.java:4: 错误: 不兼容的类型: 从double转换到int可能会有损失
switch(num) {
^
1 个错误

• break 不要遗漏, 否则会失去 "多分支选择" 的效果，如下代码，如果第一个case1没有break，那么

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 不能表达过于复杂的条件，复杂的条件可以用if进行表达。

// 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");
}

• switch 虽然支持嵌套, 但是很丑，一般不推荐。

int x = 1;
int y = 1;
    switch(x) {
      case 1:
        switch(y) {
          case 1:
            System.out.println("hehe");
            break;
        }
          break;
      case 2:
        System.out.println("haha");
        break;
    }

• 代码的美观程度也是一个重要的标准. 毕竟这是看脸的世界。

• 综上所述：我们发现, switch 的使用局限性是比较大的。

4、循环结构 4.1 while 循环 4.1.1 基本语法格式

• while()，()中的类型为布尔表达式类型，且循环条件为 true, 则执行循环语句; 否则结束循环

while(循环条件){
循环语句;
}

•  代码示例: 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

• 代码示例4: 计算 1! + 2! + 3! + 4! + 5!

int num = 1;
int sum = 0;
// 外层循环负责求阶乘的和
while (num <= 5) {
    int factorResult = 1;
    int tmp = 1;
    // 里层循环负责完成求阶乘的细节.
while (tmp <= num) {
    factorResult *= tmp;
    tmp++;
}
sum += factorResult;
num++;
}
System.out.println("sum = " + sum);

• 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】

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。

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。

4.2 break

•  break的功能是提前结束所有的循环，直接跳出循环体外面。
• 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

• 在满足if条件之后，打印num，break，就跳出了while循环，所以只找到一个102。

4.3 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, 本次循环之后的内容不会被执行，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。 

4.4 for 循环 4.4.1 基本语法

        for(表达式①;布尔表达式②;表达式③){
        表达式④;
        }

• 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。

4.4.2 执行过程

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

4.4.3 代码示例

• 计算 1! + 2! + 3! + 4! + 5!

int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
    int tmp = 1;
    for (int j = 1; j <= i; j++) {
        tmp *= j;
    }
    sum += tmp;
}
System.out.println("sum = " + sum);

4.4.4 注意事项

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。

4.5 do while 循环 4.5.1 基本语法

• 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。

do{
    循环语句;
}while(循环条件);

 4.5.2 代码示例

• 打印 1 - 10

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

4.5.3 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。

5、结语

本次blog主要介绍了Java中的程序逻辑控制相关内容，主要介绍了顺序结构、分支结构和循环结构。相信如果你有C语言的相关语法基础，这部分的内容也是难不倒你的，希望大家持续关注我呀！