“直线、分叉、圆圈”--程序逻辑之争 | 带你学《Java编程入门》之五

简介: 程序之所以能够按照人们的意愿执行,主要依靠的就是程序的控制结果。本章重点介绍选择与循环结构语句,学习如何利用这些不同的结构编写出有趣的程序,让程序的编写更灵活,操控更方便。

上一篇:带你学《Java编程入门》之四:带你领略Java运算符之美
【本节目标】
本章重点介绍的是Java的程序逻辑控制,包含了If分支结构、Switch分支语句、While循环结构、For循环结构、循环控制、循环嵌套等内容,这些都是需要你重点掌握的,是Java学习中比较重要的环节。

5.1 程序的结构设计

在程序开发过程之中,一共会存在3种程序逻辑:顺序结构、分支结构、循环结构,之前所编写的代码,大部分都是顺序结构的定义:所有的程序将按照定义的代码顺序依次执行。
范例:顺序结构

public class JavaDemo {
   public static void main(String  args[]) {
      int x = 10;
      x = x * 19;
 }
}

5.2 IF分支结构

If分支结构主要是针对于关系表达式进行判断处理的分支操作。对于分支语句主要有三类的使用形式,使用的关键字:if、else
if判断:
if (布尔表达式) {

条件满足时执行 ;          

}

if…else判断:
if (布尔表达式) {
条件满足时执行 ;
}else {
条件不满足时执行
}

多条件判断:
if (布尔表达式) {

条件满足时执行 ;

} else if (布尔表达式) {

条件满足时执行 ;

} else if (布尔表达式) {

条件满足时执行 ;

} [else {

条件不满足时执行 ;

}]

范例:观察if语句

public class JavaDemo {
    public static void main(String args[]) {
        int age = 22 ;
        if (age >= 18 && age <= 20) {
            System.out.println("光荣的参与为人民服务的志愿活动!") ;
        }
        System.out.println("回到正常的生活轨迹!") ;
    }
}

现在要进行不满足条件时的执行可以使用if..else操作。
范例:使用if..else

public class JavaDemo {
    public static void main(String args[]) {
        double money = 20.00 ;
        if (money >= 19.8) {
            System.out.println("走到售卖处,很霸气的拿出20元,说不用找了。") ;
        } else {
            System.out.println("在灰暗的角落等待着别人剩下的东西。") ;
        }
        System.out.println("好好吃饭,好好的喝!") ;
    }
}

在使用if的时候最主要的特点是:可以进行若干条件的判断。
范例:多条件判断

public class JavaDemo {
    public static void main(String args[]) {
        double score = 90.00 ;
        if (score >= 90.00 && score <=100) {
            System.out.println("优等生。") ;
        } else if(score >=60 && score < 90) {
            System.out.println("良等生。") ;
        } else {
            System.out.println("差等生。") ;
        }
    }
}

在进行多条件判断的时候,可以不写else语句。但一般推荐要写上else语句。

5.3 Switch分支语句

Switch是一个开关语句,主要是根据内容来进行判断。Switch中可以判断的只能是数据(整型、char、枚举、String),而不能够使用逻辑判断。语法如下:

switch(数据) {

case 数值 : {
    数值满足时执行 ;
    [break ;]
} 
case 数值 : 
    数值满足时执行 ;
    [break ;]
[default:
    所有判断数值不满足时的执行 ;
    [break ;]
]

}

范例:观察Switch语句

public class JavaDemo {
    public static void main(String args[]) {
        int ch = 2 ;
        switch (ch) {
            case 2 :
                System.out.println("设置的内容是2。") ;
            case 1 : {
                System.out.println("设置的内容是1。") ;
            }
            default : {
                System.out.println("没有内容满足。") ;
            }
        }
    }
}

上述执行结果,所有语句均输出
Switch语句在进行设计的时候,如果在每一个case后面没有追加break语句,那么会在第一个匹配的case之后继续执行,一直到全部的switch中后续代码执行完毕或者遇到break。
范例:使用break

public class JavaDemo {
    public static void main(String args[]) {
        int ch = 2 ;
        switch (ch) {
            case 2 :
                System.out.println("设置的内容是2。") ;
                break ;
            case 1 : {
                System.out.println("设置的内容是1。") ;
                break ;
            }
            default : {
                System.out.println("没有内容满足。") ;
                break ;
            }
        }
    }
}

执行结果为:设置的内容是2
从JDK1.7开始,Oracle公司推出的JDK1.7版本里面将开发者呼吁10年以上的功能添加到了系统之中:添加字符串数据的判断。
范例:判断字符串

public class JavaDemo {
    public static void main(String args[]) {
        String str = "hello" ;
        switch(str) {
            case "Hello":{
                System.out.println("Hello") ;
                break ;
            }
            case "hello": {
                System.out.println("hello") ;
                break ;
            }
            default: {
                System.out.println("NoMatch") ;
            }
        }
    }
}

执行结果:hello
Switch这个语句是编程语言发展的重要技术。

5.4 While循环结构

所谓的循环结构是指某一段代码被重复执行的处理操作。在程序中提供有while语句来实现循环定义,该语句有两种使用形式:
While循环:
while (布尔表达式) {

条件满足时执行 ;
修改循环条件 ;

}

do…while循环:
do {

条件满足时执行 ;
修改循环条件 ;    

} while (布尔表达式) ;

范例:实现1~100的累加

public class JavaDemo {
    public static void main(String args[]) {
        int sum = 0 ;    // 保存最终的计算总和
        int num = 1 ; // 进行循环控制
        while (num <= 100) {    // 循环的执行条件
            sum += num ;    // 累加
            num ++ ;    // 修改循环条件
        }
        System.out.println(sum) ;
    }
}

执行结果:5050
除了使用while循环之外,也可以使用do-while来进行处理。
范例:使用do…while实现累加

public class JavaDemo {
    public static void main(String args[]) {
        int sum = 0 ;    // 保存最终的计算总和
        int num = 1 ; // 进行循环控制
        do {    // 循环的执行条件
            sum += num ;    // 累加
            num ++ ;    // 修改循环条件
        } while (num <= 100) ;
        System.out.println(sum) ;
    }
}

执行结果:5050
While循环与do…while循环的最大差别在于:
While循环是先判断后执行,而do…while先执行一次后判断。开发中能见到do…while循环的几率为1%,99%的情况下首选的是while循环。

5.5 For循环结构

for循环也是一种常规的使用结构,其使用语法如下:
**for (定义循环的初始化数值 ; 循环判断 ; 修改循环数据) {

循环语句的执行 ;

}**

范例:使用for循环实现1~100的累加

public class JavaDemo {
    public static void main(String args[]) {
        int sum = 0 ;    // 保存最终的计算总和
        for (int x = 1 ; x <= 100 ; x ++) {
            sum += x ;    // 累加
        }
        System.out.println(sum) ;
    }
}

执行结果:5050
要想清楚观察到三个操作定义,可以拆开处理。

public class JavaDemo {
    public static void main(String args[]) {
        int sum = 0 ;    // 保存最终的计算总和
        int x = 1 ;    // 循环条件初始化
        for ( ; x <= 100 ; ) {
            sum += x ;    // 累加
            x ++ ; // 修改循环条件
        }
        System.out.println(sum) ;
    }
}

执行结果:5050
对于while和for循环的选择只有一个参考标准:
**在明确确定循环次数的情况下,for循环优先选择;
在不知道循环次数但知道循环结束条件的情况下使用while循环。**

5.6 循环控制

在循环语句定义的时候还有两个控制语句:break、continue;

  • break主要功能是退出整个循环结构
public class JavaDemo {
    public static void main(String args[]) {
        for (int x = 0 ; x < 10 ; x ++) {
            if (x == 3) {
                break ;    // 循环结束
            }
            System.out.print(x + "、") ;
        }
    }
}

执行结果:0、1、2

  • continue严格来讲只是结束当前的一次调用(结束当前循环)
public class JavaDemo {
    public static void main(String args[]) {
        for (int x = 0 ; x < 10 ; x ++) {
            if (x == 3) {
                continue ;    // 循环结束
            }
            System.out.print(x + "、") ;
        }
    }
}

执行结果:0、1、2、4、5、6、7、8、9、
当执行到continue的时候就表示在当前的语句之中后续代码不再执行,而直接进行后续的判断处理。
在C语言里有一个goto的指令,这个指令会直接造成代码混乱,所以在开发中一般都对其深恶痛绝,但是在Java中可以利用continue实现部分goto功能。
范例:利用continue实现部分goto功能

public class JavaDemo {
    public static void main(String args[]) {
        point: for (int x = 0 ; x < 10 ; x ++) {
            for (int y = 0 ; y < 3 ; y ++) {
                if (x == y) {
                    continue point ;    // 循环结束
                }
                System.out.print(x + "、") ;
            }
            System.out.println() ;
        }
    }
}

image.png
图一 运行结果

对于上述代码不建议开发者使用。
循环嵌套
在一个循环语句之中嵌套其它的循环语句就称为循环嵌套处理。循环嵌套层次越多时间复杂度就越高。下面通过嵌套观察两个简单的程序。
范例:打印乘法口诀表

image.png
图二 打印九九乘法表

public class JavaDemo {
    public static void main(String args[]) {
        for (int x = 1 ; x <= 9 ; x ++) {    // 口诀表最多9行
            for (int y = 1 ; y <= x ; y ++) {
                System.out.print(y + "*" + x + "=" + (x * y) + "\t") ;
            }
            System.out.println() ;// 换行
        }
    }
}

范例:打印三角形

image.png
图三 打印三角形

public class JavaDemo {
    public static void main(String args[]) {
        int line = 5 ; // 总体行数
        for (int x = 0 ; x < line ; x ++) {
            for (int y = 0 ; y < line - x ; y ++) {
                System.out.print(" ") ;
            }
            for (int y = 0 ; y <= x ; y ++) {
                System.out.print("* ") ;
            }
            System.out.println() ;
        }
    }
}

这些是用来做程序逻辑训练的,实际开发不会涉及到。
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本内容视频来源于阿里云大学
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