三、流程式控制制語句

来源:https://www.cnblogs.com/mswblogs/archive/2023/12/28/17931770.html
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流程式控制制對於任何一門編程語言來說都是至關重要的,它提供了控製程序步驟的基本手段。如果沒有流程式控制制語句,整個程式將按照線性的順序來執行,不能根據用戶的輸入決定執行的序列。 1.順序結構 Java程式是從上到下逐行執行語句,中間沒有任何判斷和跳轉。 2.分支結構(選擇語句) 根據條件,選擇性地執行某段代 ...


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流程式控制制對於任何一門編程語言來說都是至關重要的,它提供了控製程序步驟的基本手段。如果沒有流程式控制制語句,整個程式將按照線性的順序來執行,不能根據用戶的輸入決定執行的序列。

1.順序結構

Java程式是從上到下逐行執行語句,中間沒有任何判斷和跳轉。

2.分支結構(選擇語句)

  • 根據條件,選擇性地執行某段代碼。
  • if…elseswitch-case兩種分支語句。

2.1 if……else

2.1.1 基本語法

  • 單分支條件判斷:if

    • 格式:

      if(條件表達式){
        	代碼塊; //如果條件表達式的值為true,將執行這部分語句
      }
      
    • 說明: 條件表達式必須是布爾表達式(關係表達式或邏輯表達式)或布爾變數。

    • 執行流程:

      1. 首先判斷條件表達式的結果是true還是false;

      2. 如果是true就執行代碼塊;

      3. 如果是false就不執行代碼塊;

  • 雙分支條件判斷:if……else

    • 格式:

      if(布爾表達式){
         代碼塊1; //如果布爾表達式的值為true,執行代碼塊1
      }else{
         代碼塊2; //如果布爾表達式的值為false,執行代碼塊2
      }
      
    • 執行流程:

      1. 首先判斷條件表達式看其結果是true還是false
      2. 如果是true就執行代碼塊1
      3. 如果是false就執行代碼塊2
  • 多分支條件判斷:**if……else if……else if **

    • 格式:

      if(布爾表達式 1){
         //如果布爾表達式 1的值為true執行代碼
      }else if(布爾表達式 2){
         //如果布爾表達式 2的值為true執行代碼
      }else if(布爾表達式 3){
         //如果布爾表達式 3的值為true執行代碼
      }
      	……
       else {
         //如果以上布爾表達式都不為true執行代碼
      }
      
    • 說明:

      • if 語句至多有 1 個 else 語句,else 語句在所有的 else if 語句之後。
      • if 語句可以有若幹個 else if 語句,它們必須在 else 語句之前。
      • 一旦其中一個 else if 語句檢測為 true,其他的 else if 以及 else 語句都將跳過執行。
      • 如果沒有任何關係表達式為true,就執行else中的語句塊,然後結束當前多分支。

2.1.2 應用舉例

案例1:成年人心率的正常範圍是每分鐘60-100次。體檢時,如果心率不在此範圍內,則提示需要做進一步的檢查。

int heartRate = 120; //聲明心跳次數變數並賦值

//單分支條件判斷:if的練習使用
if(heartRate >= 60 || heartRate <= 100) {
	System.out.println("心率不正常,需要做進一步的檢查");
}
	System.out.println("檢測結束");

案例2:定義一個整數,判定是偶數還是奇數

public class IfElseExer02 {
    public static void main(String[] args) {

        int a = 2;//定義一個整數變數a,並賦值為2
        
        //使用if……else,判斷一個整數的奇偶
        if(a % 2 == 0) {
            System.out.println("a是偶數");
        }else {
            System.out.println("a是奇數");
        }
    }
}

案例3:

岳小鵬參加Java考試,他和父親岳不群達成承諾。如果:成績為100分時,獎勵一輛跑車;成績為(80,99]時,獎勵一輛山地自行車;當成績為[60,80]時,獎勵環球影城一日游;其它時,胖揍一頓。

說明:預設成績是在[0,100]範圍內

public class IfElseExer03 {
    public static void main(String[] args) {

        int grade = 66; //聲明成績變數,並賦值為66
        
        //使用多分支條件判斷:if……else if……else來完成案例3
        if(grade == 100) {
            System.out.println("獎勵一輛跑車");
        }else if(grade >80 && grade <= 99) {
            System.out.println("獎勵一輛山地自行車");
        }else if(grade >= 60 && grade <= 80) {
            System.out.println("獎勵環球影城一日游");
        }else {
            System.out.println("胖揍一頓");
        }
    }
}

2.1.3 if……else嵌套

在 if 的語句塊中,或者是在else語句塊中,又包含了另外一個條件判斷(可以是單分支、雙分支、多分支),就構成了嵌套結構

執行的特點:
(1)如果是嵌套在if語句塊中的,只有當外部的if條件滿足,才會去判斷內部的條件
(2)如果是嵌套在else語句塊中的,只有當外部的if條件不滿足,進入else後,才會去判斷內部的條件

if(布爾表達式 1){
   //如果布爾表達式 1的值為true執行代碼
   if(布爾表達式 2){
      //如果布爾表達式 2的值為true執行代碼
   }
}
//if……else嵌套的小練習
public class IfElseExer04 {
    public static void main(String[] args) {

        int x = 30;
        int y = 10;

        if(x == 30) {
            if(y == 10) {
                System.out.println("X = 30 "+"Y = 10");
            }
        }
    }
}

if……else嵌套語句的案例小練習:

/*
	由鍵盤輸入三個整數分別存入變數num1、num2、num3,對它們進行排序(使用 if-else if-else),並且從小到大輸出。
*/
public class IfElseExer05 {
    public static void main(String[] args) {

        //使用Scanner類接收三個整數並分別賦值給變數num1、num2、num3
        System.out.println("請輸入3個整數:");
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int num1 = sc.nextInt();
        int num2 = sc.nextInt();
        int num3 = sc.nextInt();

        //使用if……else嵌套語句實現判斷輸入的三個整數大小,並按從小到大的排序列印
        if(num2 >= num1) {
            if(num3 >= num2) {
                System.out.println(num1+"<"+num2+"<"+num3);
            }else if(num3 <= num1) {
                System.out.println(num3+"<"+num1+"<"+num2);
            }else {
                System.out.println(num2+"<"+num3+"<"+num1);
            }
        }else { //num2 <= num1
            if(num3 >= num1) {
                System.out.println(num2+"<"+num1+"<"+num3);
            }else if(num3 <= num2) {
                System.out.println(num3+"<"+num2+"<"+num1);
            }else {
                System.out.println(num2+"<"+num3+"<"+num1);
            }
        }
    sc.close();
    }
}

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2.2 switch-case分支(選擇)結構

2.2.1 基本語法

  • 語法格式

    switch(expression) {
        case value :
           //執行語句1
           break; //可選
        case value :
           //執行語句2
           break; //可選
        …… //你可以有任意數量的case語句
        default : //可選
           //語句
    }
    
  • 執行流程圖:

    image-20231225162624253

  • 執行過程:

    1. 根據switch中表達式的值,依次匹配各個case。如果表達式的值等於某個case中的常量值,則執行對應case中的執行語句。

    2. 執行完此case的執行語句以後,
      -如果遇到break,則執行break並跳出當前的switch-case結構
      -如果沒有遇到break,則會繼續執行當前case之後的其它case中的執行語句。--->case穿透

      ...
      -直到遇到break關鍵字或執行完所有的case及default的執行語句,跳出當前的switch-case結構。

  • switch-case語句的使用有如下規則:

    • switch 語句中的變數類型是: byte、short、int 、char。從 Java SE 7 開始,switch 支持字元串 String 類型了,同時 case 標簽必須為字元串常量或字面量。
    • switch 語句可以擁有多個 case 語句。每個 case 後面跟一個要比較的值和冒號。
    • case 語句中的值的數據類型必須與變數的數據類型相同,而且只能是常量或者字面常量。
    • 當變數的值與 case 語句的值相等時,那麼 case 語句之後的語句開始執行,直到 break 語句出現才會跳出 switch 語句。
    • 當遇到 break 語句時,switch 語句終止。程式跳轉到 switch 語句後面的語句執行。case 語句不必須要包含 break 語句。如果沒有 break 語句出現,程式會繼續執行下一條 case 語句,直到出現 break 語句。
    • switch 語句可以包含一個 default 分支,該分支一般是 switch 語句的最後一個分支(可以在任何位置,但建議在最後一個)。default 在沒有 case 語句的值和變數值相等的時候執行。default 分支不需要 break 語句。

2.2.2 應用舉例

public class Test {
   public static void main(String args[]){
      
      char grade = 'C';
      switch(grade) {
         case 'A' :
            System.out.println("優秀"); 
            break;
         case 'B' :
         case 'C' :
            System.out.println("良好");
            break;
         case 'D' :
            System.out.println("及格");
            break;
         case 'F' :
            System.out.println("差");
            break;
         default :
            System.out.println("成績等級錯誤");
      }
      System.out.println("你的等級是 " + grade);
   }
}

案例:

使用switch-case實現對學生成績大於60分的,輸出“合格”。低於60分的,輸出“不合格”。

public class SwitchCaseExer03 {
    public static void main(String[] args) {

        int grade = 61; //聲明成績變數,並賦值為61
        //使用switch-case分支語句實現案例3
        switch (grade / 60) {
            case 0:
                System.out.println("成績不合格");
                break;
            case 1:
                System.out.println("及格");
                break;
            default:
                System.out.println("成績格式錯誤");
        }
    }
}

2.2.3 switch-case中的case穿透特性

在switch語句中,如果case的後面不寫break,將出現穿透現象,也就是一旦匹配成功,不會在判斷下一個case的值,直接向後運行,直到遇到break或者default或者運行完所有case才終止,執行終止。

我們可以利用這個特性實現某些功能,或者解決某些問題。

案例:編寫程式:從鍵盤上輸入2023年的“month”和“day”,要求通過程式輸出輸入的日期為2023年的第幾天。

public class SwitchCaseExer04 {
    public static void main(String[] args) {

        //使用Scanner,從鍵盤接收2023年的月、日
        Scanner scan = new Scanner(System.in);
        System.out.println("請輸入當前月份:");
        int month = scan.nextInt(); //阻塞式方法
        System.out.println("請輸入日期:");
        int day = scan.nextInt();

        int sumDays = 0; //記錄總天數
        //使用switch-case分支語句實現,通過程式輸出輸入的日期為2023年的第幾天
        switch(month) {
            case 1:
                sumDays = day;
                break;
            case 2:
                sumDays = day +30;
                break;
            case 3:
                sumDays = day + 30+ 28;
                break;
            case 4:
                sumDays = day + 30 + 28 + 31;
                break;
            case 5:
                sumDays = day + 30 + 28 + 31 + 30;
                break;
            case 6:
                sumDays = day + 30 + 28 + 31 + 30 + 31;
                break;
            case 7:
                sumDays = day + 30 + 28 + 31 + 30 + 31 + 30;
                break;
            case 8:
                sumDays = day + 30 + 28 + 31 + 30 + 31 + 30 + 31;
                break;
            case 9:
                sumDays = day + 30 + 28 + 31 + 30 + 31 + 30 + 31 + 31;
                break;
            case 10:
                sumDays = day + 30 + 28 + 31 + 30 + 31 + 30 + 31 + 31 + 30;
                break;
            case 11:
                sumDays = day + 30 + 28 + 31 + 30 + 31 + 30 + 31 + 31+ 30 + 31;
                break;
            case 12:
                sumDays = day + 30 + 28 + 31 + 30 + 31 + 30 + 31 + 31 + 30 + 31 + 30;
                break;
        }
        System.out.println("當前日期為:2023年"+month+"月"+day+"日"+",日期為2023年的第"+sumDays+"天");
        scan.close();
    }
}

上面例子我們可知代碼中重覆寫了很多邊遍相同的數據,數據冗餘。我們可以利用case的穿透性解決這個問題如下:

public class SwitchCaseExer05 {
    public static void main(String[] args) {

        //使用Scanner,從鍵盤接收2023年的月、日
        Scanner scan = new Scanner(System.in);
        System.out.println("請輸入當前月份:");
        int month = scan.nextInt(); //阻塞式方法
        System.out.println("請輸入日期:");
        int day = scan.nextInt();

        int sumDays = 0; //記錄總天數
        //使用switch-case分支語句實現,通過程式輸出輸入的日期為2023年的第幾天,利用了case穿透性
        switch(month) {
            case 12:
                sumDays += 30;//這個30是代表11月份的滿月天數
            case 11:
                sumDays += 31;//這個31是代表10月份的滿月天數
            case 10:
                sumDays += 30;//這個30是代表9月份的滿月天數
            case 9:
                sumDays += 31;//這個31是代表8月份的滿月天數
            case 8:
                sumDays += 31;//這個31是代表7月份的滿月天數
            case 7:
                sumDays += 30;//這個30是代表6月份的滿月天數
            case 6:
                sumDays += 31;//這個31是代表5月份的滿月天數
            case 5:
                sumDays += 30;//這個30是代表4月份的滿月天數
            case 4:
                sumDays += 31;//這個31是代表3月份的滿月天數
            case 3:
                sumDays += 28;//這個28是代表2月份的滿月天數
            case 2:
                sumDays += 31;//這個31是代表1月份的滿月天數
            case 1:
                sumDays += day;//這個day是代表當月的第幾天
        }
        System.out.println("當前日期為:2023年"+month+"月"+day+"日"+",日期為2023年的第"+sumDays+"天");
        scan.close();
    }
}

3.迴圈結構(迴圈語句)

  • 根據迴圈條件,重覆性的執行某段代碼。
  • forwhiledo-while三種迴圈語句。
  • 根據迴圈條件,重覆性的執行某段代碼。
  • forwhiledo-while三種迴圈語句。
  • 補充:JDK5.0 提供了foreach迴圈,方便的遍歷集合、數組元素。
  • 迴圈結構的四個要素:
    • 初始化條件
    • 迴圈條件
    • 迴圈體
    • 迭代部分

3.1 while迴圈

3.1.1 基本語法

語法格式:

初始化部分
while(條件表達式) {
    迴圈體;
    迭代語句;
}

說明:

  • while(迴圈條件)中迴圈條件必須是boolean類型;
  • 註意不要忘記聲明迭代部分。否則,迴圈將不能結束,變成死迴圈。
  • for迴圈與while迴圈的區別:初始化條件部分的作用域不同。

3.1.2 應用舉例

案例1:計算1~1000的相加結果

public class WhileExer02 {
    public static void main(String[] args) {

        //使用while迴圈計算1到1000的相加結果
        int i = 1;
        int sum = 0;
        while(i <= 1000) {
            sum += i;
            i++;
        }
        System.out.println("1~1000的相加結果為:"+sum);
    }
}

案例2:遍歷1-100的偶數,並計算所有偶數的和、偶數的個數(累加的思想)

public class WhileExer03 {
    public static void main(String[] args) {

        int i = 1;
        int sum = 0; //聲明變數sum,用於存儲所有的偶數和,並初始化值為0
        int count = 0; //聲明變數count,用於存儲偶數的個數,並初始化為0

        //使用while迴圈,實現1~100的偶數遍歷,並計算所有偶數的和以及偶數的個數
        while(i <= 100) {
            if(i % 2 == 0){
                System.out.println(i);
                sum += i;
                count++;
            }
            i++;
        }
        System.out.println("所有偶數的和為:"+sum+'\n'+"偶數的個數為:"+count);
    }
}

3.3 do……while迴圈

3.3.1 基本語法

語法格式:

do {
    迴圈體語句;
    迭代語句;
}while(條件表達式);

說明:

  • 結尾while(迴圈條件)中迴圈條件必須是boolean類型;
  • do{}while();最後有一個分號;
  • do-while結構的迴圈體語句是至少會執行一次,這個和for和while是不一樣的;
  • do……while語句和while語句的區別:
    • while迴圈語句是先判斷條件是否成立再執行迴圈體;
    • do……while是先執行一次迴圈體後,再判斷條件是否成立,也就是說do……while語句”{}“中的程式段至少要執行一次

3.3.2 應用舉例

案例1:遍歷1-100的偶數,並計算所有偶數的和、偶數的個數(累加的思想)

public class DoWhileExer {
    public static void main(String[] args) {

        int i = 1;
        int sum = 0; //存偶數的和
        int count = 0; //存偶數的個數
        //使用do……while迴圈語句實現遍歷1-100的偶數,並計算所有偶數的和、偶數的個數(累加的思想)
        do {
            if(i % 2 == 0){
                System.out.println(i);
                sum += i;
                count++;
            }
            i++;
        }while(i <= 100);
        System.out.println("sum = "+sum);
        System.out.println("count = "+count);
    }
}

3.4 for迴圈

3.4.1 基本語法

for(表達式1;表達式2;表達式3) {
    迴圈體;
}

表達式1:初始化表達式,負責完成變數的初始化;

表達式2:迴圈條件表達式,值為boolean型表達式,指定迴圈條件。等同於while迴圈()里的表達式;

表達式3:每次迴圈結束後執行的語句,通常用來改變迴圈條件,迭代部分;

3.4.2 應用舉例

案例1:使用for迴圈重覆執行某些語句

題目:輸出5行HelloWorld

public class ForExer01 {
    public static void main(String[] args) {

        int i; //聲明變數i,用於存儲for迴圈中的初始化表達式的值
        //使用for迴圈語句列印五次HelloWorld!
        for(i = 1 ; i <= 5;i++) {
            System.out.println("HelloWorld!");
        }
    }
}

案例2:利用輸出語句學習for迴圈語句的執行過程

public class ForExer02 {
    public static void main(String[] args) {

        int num = 1;
        for(System.out.print("a"); num < 4; System.out.println("b"),num++) {
            System.out.print("c");
        }
        
        System.out.println(); //換行
        System.out.println("num = "+num);
    }
}

image-20231227113349694

總結:從運行結果我們可知這個例子中的for迴圈執行過程是:表達式1-->>表達式2(值為true)-->>迴圈體-->>表達式3-->>表達式2(true)-->>迴圈體-->>表達式3-->>表達式2(true)-->>迴圈體-->>表達式3-->>表達式2(false)-->>for迴圈結束。

案例3:使用for迴圈計算2~100以內所有的偶數的和

public class ForExer06 {
    public static void main(String[] args) {

        int sum = 0; //存偶數相加的和
      
        for(int i = 2; i <= 100; i += 2){
        	sum += i;
        }
        System.out.println("所有偶數的和為:"+sum);
    }
}

3.5 迴圈控制

迴圈控制包含兩方面的內容,一方面是控制迴圈變數的變化方式,另一方面是控制迴圈的跳轉。

控制迴圈的跳轉需要用到breakcontinue兩個關鍵字,這兩條跳轉語句的跳轉效果不同,break語句是中斷迴圈,continue語句是跳過此次迴圈執行下一次迴圈。

3.5.1 break

使用break語句可以跳出switch……case結構。在迴圈結構中,同樣可以用break語句跳出當前迴圈體,從而中斷當前迴圈。

//輸出1~20出現的第一個偶數
//for迴圈使用break語句跳出迴圈
public class BreakExer01 {
    public static void main(String[] args) {

        for(int i = 1; i <=20; i++) {
            if(i % 2 == 0) {
                System.out.println("1~20出現的第一個偶數:"+i);
                break;
            }
        }
    }
}

3.5.2 continue

continue語句是針對break語句的補充。continue不是立即跳出迴圈體,而是跳過本次迴圈,回到迴圈的條件判斷部分,重新開始執行迴圈。在for迴圈中遇到continue後,首先執行迴圈的增量部分。然後進行條件判斷。在while和do……while迴圈中,continue語句使控制直接回到條件判斷部分。

// 編寫一個for迴圈從1迴圈至20,如果當前迴圈的次數為偶數,則使用continue語句跳過迴圈
public class Continue01 {
    public static void main(String[] args) {

        for(int i = 1; i <= 20; i++) {
            if(i % 2 == 0) {
                continue;
            }
            System.out.println(i);
        }
    }
}

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