【Java从入门到大牛】程序流程控制

浅浅的花香味﹌ 2024-04-26 02:36 6阅读 0赞

> 🔥 本文由 [程序喵正在路上][Link 1] 原创，CSDN首发！  
> 💖 系列专栏：[Java从入门到大牛][Java]  
> 🌠 首发时间：2023年7月7日  
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#### 目录 ####

*  程序的执行顺序
 *  分支结构
 *   *  if
     *  switch
 *  循环结构
 *   *  for循环
     *  for循环案例
     *  while循环
     *  while循环案例
     *  do-while循环
     *  死循环
     *  循环嵌套
 *  跳转关键字：break、continue
 *  生成随机数
 *   *  Random的使用
     *  案例：猜数字游戏

## 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**  
![在这里插入图片描述][1d3dcec1f5e24d499dbc90fe43e5d820.png]

**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**

![在这里插入图片描述][6b6b10565c1e4dd498b972b4b2649b80.png]  
**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**

![在这里插入图片描述][80020b18b24d4be18d715d55670d7148.png]

[Link 1]: https://blog.csdn.net/weixin_62511863?spm=1011.2421.3001.5343
[Java]: https://blog.csdn.net/weixin_62511863/category_12365679.html?spm=1001.2014.3001.5482
[1d3dcec1f5e24d499dbc90fe43e5d820.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/26/e962b19b86f044409fe15d9fdbfeb978.png
[6b6b10565c1e4dd498b972b4b2649b80.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/26/6fd4d0bec0174f2c894ec577bcbc4364.png
[80020b18b24d4be18d715d55670d7148.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/26/a16e4fc11cc0402b9d325f7ccba65437.png