Java基礎篇(03)：流程式控制制語句，和演算法應用

来源:https://www.cnblogs.com/cicada-smile/archive/2020/07/26/13380832.html
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本文源碼：GitHub·點這裡 || GitEE·點這裡 一、分支語句 流程式控制制語句對任何一門編程語言都是非常重要的，Java中基於流程式控制製程序執行的不同步驟和代碼塊。 1、IF條件 IF條件語句會根據不同的判斷條件執行不同的語句，if後括弧內的條件是否成立關鍵步驟，IF條件的判斷結果必然要是tru ...


本文源碼：GitHub·點這裡 || GitEE·點這裡

一、分支語句

流程式控制制語句對任何一門編程語言都是非常重要的，Java中基於流程式控制製程序執行的不同步驟和代碼塊。

1、IF條件

IF條件語句會根據不同的判斷條件執行不同的語句，if後括弧內的條件是否成立關鍵步驟，IF條件的判斷結果必然要是true或false。IF...Else語句則是滿足IF條件，就執行相應代碼塊，否則就執行Elase代碼塊。

public class Process01 {
    public static void main(String[] args) {
        // 演示：Node01
        if (compare01(40,30)){
            System.out.println("40>30:true");
        } else {
            System.out.println("40>30:false");
        }
        // 演示：Node02
        if (compare01(10,20) && compare01(20,30)){
            System.out.println("條件成立");
        } else {
            System.out.println("條件不成立");
        }
        // 演示：Node03
        if (compare01(20,10) || compare01(20,30)){
            System.out.println("條件成立");
        } else {
            System.out.println("條件不成立");
        }
        // 演示：Node04
        if(compare02(1,1))
            if(compare02(2,2))
                System.out.println("Running...");
        // 演示：Node05
        if(compare01(1,2))
            if(compare01(5,3)){
                System.out.println("5>3");
            }
    }

    private static boolean compare01 (int num1,int num2){
        System.out.println("判斷：num1="+num1+";num2="+num2);
        return num1 > num2 ;
    }
    private static boolean compare02 (int num1,int num2){
        System.out.println("判斷：num1="+num1+";num2="+num2);
        return num1 == num2 ;
    }
}

節點案例，測試結果描述：

  • Node01：如果if條件不成立，則執行else流程或者結束；
  • Node02：邏輯且判斷，任何條件不成立，則直接結束；
  • Node03：邏輯或判斷，任何條件成立，則直接進入分支；
  • Node04：IF的格式，可以去掉{}，後續語句會作為分支；
  • Node05：IF語句面試題，不會輸出任何內容，第二個語句作為分支；

註意：在流程式控制制語句中必須使用大括弧，即使只有一行代碼，避免採用單行的編碼方式，這是基礎規範。在上面的測試節點4和5，代碼看著就感覺扎心。

2、IF-Else-IF條件

Else...IF分支語句用於多種情況進行的判斷處理，直到分支判斷條件成功，執行分支模塊代碼，如果沒有else條件，可以所有分支都不滿足，直接結束。

public class Process02 {
    public static void main(String[] args) {
        elseIf(11) ;
        elseIf(9) ;
        elseIf(5);
    }

    private static void elseIf (Integer num){
        if (num > 10){
            System.out.println("num > 10");
        } else if (num > 7){
            System.out.println("num > 7");
        } else if (num > 4){
            System.out.println("num > 4");
        } else {
            System.out.println("num < 4");
        }
    }
}

註意：根據條件逐個判斷，直到找到第一個滿足的條件，不會再繼續往下麵的判斷執行，分支語句執行完畢就會退出當前的else...if流程。超過3層的的邏輯判斷代碼可以使用衛語句、策略模式、狀態模式等來實現。

3、Switch條件

流程描述：switch語句先獲取表達式的值，判斷表達式的值與case語句後的常量值是否相同，匹配成功則執行該case後的代碼塊，直到遇到break語句後終止，如果缺失break打斷，則繼續匹配下一case常量，直到遇到break為止。如果條件全不匹配，則執行default後面的語句。default語句可選，如果不存在default語句，同一個switch語句，case的常量值必須互不相同。

public class Process03 {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner scan = new Scanner(System.in);
        System.out.print("What day is it today：");
        String value = scan.next();
        weekInfo(value);
    }

    private static void weekInfo (String value){
        switch (value) {
            case "Monday":
                System.out.println("Monday");
                break;
            case "Tuesday":
                System.out.println("Tuesday");
                break;
            case "Wednesday":
                System.out.println("Wednesday");
                break;
            case "Thursday":
                System.out.println("Thursday");
                break;
            case "Friday":
                System.out.println("Friday");
                break;
            case "Saturday":
                System.out.println("Saturday");
                break;
            case "Sunday":
                System.out.println("Sunday");
                break;
            default:
                System.out.println("Matching failure");
                break;
        }
    }
}

註意：從JDK1.7之後，switch支持對String字元串的匹配。

二、迴圈語句

迴圈語句就是在滿足特定條件的情況下，反覆執行同個操作。迴圈語句包括：for迴圈、while迴圈、do···while迴圈。

1、For迴圈

Java開發中最有用的迴圈方式，也是諸多演算法中的基礎控制語句，在常見的很多演算法編碼實現中，都需要藉助for迴圈方式。

public class Process04 {
    public static void main(String[] args) {
        // Node01
        int sum = 0;
        for(int i=1; i<=100; i++) {
            sum += i;
        }
        System.out.println(sum);

        // Node02
        String[] nameArr = {"Java","C++","C#"} ;
        for (String name:nameArr){
            System.out.println("name="+name);
        }

        // Node03
        // 輸出 i = 13
        int i = 0;
        for (i++; i++ < 10; i++);
        System.out.println(++i);

        // 輸出：j=3 6 9
        int j = 0;
        for (j++; j++ < 10; j++){
            System.out.println(++j);
        }
    }
}

節點案例，測試結果描述：

  • Node01：for迴圈作為計算中的常用方式；
  • Node02：foreach遍歷模式，簡化迴圈操作，也可以改寫為for語句；
  • Node03：迴圈for語句的基礎執行機制，兩道面試常見題；

註意：越是基礎的東西，學起來越難，for語句作為很多演算法實現的基礎控制，理解起來相當的繞。

2、While迴圈

while迴圈語句首先判斷條件是否成立，成立才執行迴圈體；

do···while迴圈語句先執行一次迴圈體，然後判斷條件是否成立，所以do···while至少會執行一次；

public class Process05 {
    public static void main(String[] args) {
        int num1 = 1;
        int num2 = 1;

        // while迴圈
        while(num1 <= 3) {
            System.out.println("num1 == " + num1);
            num1++;
        }

        // do...while迴圈
        do {
            System.out.println("num2 == " + num2);
            num2++;
        } while(num2 <= 3);
    }
}

註意：while迴圈在實際的開發中，因為極其容易導致死迴圈，所以使用並不多。

三、流程中斷

Java中有三種流程中斷語句，關鍵字分別為break、continue、return語句。

1、Return語句

Java中最常用的流程式控制制關鍵字，當執行return語句後，從該方法返回，返回到調用該方法的業務流程中。

public class Process06 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(getNum1());
        System.out.println(getNum2());
    }
    public static int getNum1 (){
        int a =100;
        try{
            return a+1;   // 這裡是運算邏輯，非賦值
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally{
            return a;
        }
    }
    public static int getNum2 (){
        int a =100;
        try{
            return a++;   //  a++ -> a=a+1 此時a的值改變
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally{
            return a;
        }
    }
}

return 常在位置

  • return語句只在方法最後出現一次。
  • return語句僅在try和catch裡面都出現。
  • return語句僅在try和方法最後都出現。
  • return語句僅在catch和方法的最後都出現。

2、Break語句

break中斷語句常用在for、while、do···while迴圈中，用於退出當前整個迴圈流程，非當前這一次迴圈。

public class Process07 {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 1 ; i < 3 ; i++){
            if (i == 2){
                break ;
            }
            System.out.println("i = " + i);
        }
    }
}

3、Continue語句

Continue中斷語句常用在for、while、do···while迴圈中，用於退出當前這一次迴圈，進入下一次迴圈。

public class Process08 {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 1 ; i < 3 ; i++){
            if (i == 1){
                continue ;
            }
            System.out.println("i = " + i);
        }
    }
}

四、應用場景

1、冒泡排序演算法

public class Process09 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] score = {9,8,7,6,5} ;
        // 排序次數：最多 length - 1 次
        for (int i = 0 ; i < score.length -1 ; i ++){
            // 當前排序的集合區間,排序完一個數據就放棄一個
            for (int j = 0 ; j < score.length - i - 1 ; j++){
                // 冒泡排序：把結果大的向後扔
                if (score[j] > score[j+1]){
                    int temp = score[j] ;
                    score[j] = score[j+1] ;
                    score[j+1] = temp ;
                }
            }
        }
        // 輸出排序後的結果集
        for (int i = 0 ; i < score.length ; i++){
            System.out.print(score[i]);
        }
    }
}

2、排列組合演算法

有1、2、3、4個數字，能組成多少個互不相同且無重覆數字的三位數？都是多少？

public class Process10 {
    public static void main(String[] args) {
        arrange() ;
    }
    public static void arrange (){
        int i=0; // 百位數
        int j=0; // 十位數
        int k=0; // 個位數
        int t=0; // 計數器
        for (i = 1 ; i <= 4 ; i++){
            for (j = 1 ; j <= 4 ; j++){
                for (k = 1 ; k <=4 ; k++){
                    if (i != j && j != k && k != i){
                        t += 1 ;
                        System.out.print(i*100+j*10+k+"--");
                    }
                }
            }
        }
        System.out.println();
        System.out.println("t="+t);
    }
}

3、遞歸常見演算法

基於遞歸思想的各種計算方法實現。

public class Process11 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(getSumOne(100));
        System.out.println(getSumTwo(30));
        System.out.println(getSumThree(5));
    }
    /**
     * 使用遞歸的方式計算1+2+...+100
     */
    public static int getSumOne (int i){ // 傳入100
        int sum ;
        if (i == 1){
            return 1 ;
        }
        else {
            sum = i + getSumOne(i - 1) ;
        }
        return sum ;
    }
    /**
     * 一列數的規則如下: 1、1、2、3、5、8、13、21、34...
     * 求第30位數是多少， 用遞歸演算法實現
     */
    public static int getSumTwo (int i){ // 傳入第幾位數下標
        if (i <= 0){
            return 0 ;
        } else if (i == 1 || i == 2){ // 處理前面2位的1,1
            return 1 ;
        } else { // 當前位數是前兩位之和
            return getSumTwo(i - 1) + getSumTwo(i - 2) ;
        }
    }
    /**
     * 1*2*3*...*100 遞歸計算階乘
     */
    public static int getSumThree (int i){
        if (i == 1){
            return i ;
        } else {
            return i * getSumThree (i - 1) ;
        }
    }
}

五、源代碼地址

GitHub·地址
https://github.com/cicadasmile/java-base-parent
GitEE·地址
https://gitee.com/cicadasmile/java-base-parent

推薦閱讀：Java基礎系列

序號 文章標題
01 Java基礎：基本數據類型，核心點整理
02 Java基礎：特殊的String類，和相關擴展API
01 Java併發：線程的創建方式，狀態周期管理
02 Java併發：線程核心機制，基礎概念擴展
03 Java併發：多線程併發訪問，同步控制
04 Java併發：線程間通信，等待/通知機制
05 Java併發：悲觀鎖和樂觀鎖機制
06 Java併發：Lock機制下API用法詳解

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