【JavaSE】程序逻辑控制

1. 顺序结构

2. 分支结构

2.1 if语句

2.1.1 语法格式1

2.1.2 语法格式2

2.1.3 语法格式3

2.1.4 练习

2.1.5 注意事项

2.2 switch 语句

3. 循环结构

3.1 while循环

3.1.1 语法格式

3.1.2 代码示例

3.1.3 注意事项

3.2 break

3.3 continue

3.4 for循环

3.4.1 语法格式

3.4.2 代码示例

3.4.3 注意事项 (和while循环类似)

3.5 do while 循环

3.5.1 语法格式

3.5.2 代码示例

3.5.3 注意事项

4. 输入输出

4.1 输出到控制台

4.1.1 基本语法

4.1.2 代码示例

4.1.3 格式化字符串

4.2 从键盘输入

5. 猜数字游戏

1. 顺序结构

顺序结构比较简单，按照代码书写的顺序一行一行执行。

如果调整代码的书写顺序, 则执行顺序也发生变化

2. 分支结构

2.1 if语句

2.1.1 语法格式1

如果布尔表达式结果为true，执行if中的语句，否则不执行。

比如：小明，如果这次考试考到90分或以上，给你奖励一个冰淇淋。

int score = 92;
if(score >= 90){
    System.out.println("吃个冰淇淋!!!");
}

2.1.2 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。

比如：小明，如果这次考到90分以上，给你奖励一个冰淇淋，否则不能吃。

int score = 92;
if(score >= 90){
    System.out.println("吃个冰淇淋!!!");
}else{
    System.out.println("不能吃!!!");
}

2.1.3 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

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");
}

2.1.4 练习

1. 判断一个数字是奇数还是偶数

int num = 10;
if (num % 2 == 0) {
    System.out.println("num 是偶数");
} else {
    System.out.println("num 是奇数");
}

2. 判断一个数字是正数，负数，还是零

int num = 10;
if (num > 0) {
System.out.println("正数");
} else if (num < 0) {
System.out.println("负数");
} else {
System.out.println("0");
}

3. 判断一个年份是否为闰年

int year = 2000;
if (year % 100 == 0) {
// 判定世纪闰年
    if (year % 400 == 0) {
        System.out.println("是闰年");
    } else {
        System.out.println("不是闰年");
    }
} else {
// 普通闰年
    if (year % 4 == 0) {
        System.out.println("是闰年");
    } else {
        System.out.println("不是闰年");
    }
}

2.1.5 注意事项

代码风格

虽然两种方式都是合法的, 但是 Java 中更推荐使用风格1, { 放在 if / else 同一行，代码更紧凑。

分号问题

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。

悬垂 else 问题

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，但是实际开发中我们 不建议 这么写，最好加上大括号。

2.2 switch 语句

基本语法

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;
}

【注意事项】

1. 多个case后的常量值不可以重复

2. 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

3. break 不要遗漏, 否则会失去 "多分支选择" 的效果

4. switch 不能表达复杂的条件

5. switch 虽然支持嵌套, 但是很丑，一般不推荐~

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, 我们发现, switch 的使用局限性是比较大的。

3. 循环结构

3.1 while循环

3.1.1 语法格式

循环条件为 true, 则执行循环语句; 否则结束循环。

3.1.2 代码示例

代码示例1：打印 1 - 10 的数字

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

代码示例2：计算 1 - 100 的和

int n = 1;
int result = 0;
while (n <= 100) {
    result += n;
    n++;
}
System.out.println(num);


// 执行结果
5050

代码示例3：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。

3.1.3 注意事项

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，致代码死循环了。

3.2 break

break 的功能是让循环提前结束。

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

执行到 break 就会让循环结束。

3.3 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, 就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。

3.4 for循环

3.4.1 语法格式

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

【执行过程】

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

3.4.2 代码示例

代码示例1：打印 1 - 10 的数字

for (int i = 1; i <= 10; i++) {
    System.out.println(i);
}

代码示例2：计算 1 - 100 的和

int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 100; i++) {
    sum += i;
}
System.out.println("sum = " + sum);


// 执行结果
5050

代码示例3：计算 5 的阶乘

int result = 1;
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
    result *= i;
}
System.out.println("result = " + result);

代码示例4： 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);

3.4.3 注意事项 (和while循环类似)

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

3.5 do while 循环

3.5.1 语法格式

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。

3.5.2 代码示例

打印 1 - 10

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

3.5.3 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

4. 输入输出

4.1 输出到控制台

4.1.1 基本语法

println 输出的内容自带 \n， print 不带 \n

printf 的格式化输出方式和 C 语言的 printf 是基本一致的

4.1.2 代码示例

System.out.println("hello world");
int x = 10;
System.out.printf("x = %d\n", x)

4.1.3 格式化字符串

这个表格没必要记住, 用到的时候根据需要查一下就行了。

4.2 从键盘输入

使用 Scanner 读取字符串/整数/浮点数

import java.util.Scanner; // 需要导入 util 包

Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入你的姓名：");
String name = sc.nextLine();
System.out.println("请输入你的年龄：");
int age = sc.nextInt();
System.out.println("请输入你的工资：");
float salary = sc.nextFloat();
System.out.println("你的信息如下：");
System.out.println("姓名: "+name+"\n"+"年龄："+age+"\n"+"工资："+salary);
sc.close(); // 注意, 要记得调用关闭方法


// 执行结果
请输入你的姓名：
张三
请输入你的年龄：
18
请输入你的工资：
1000
你的信息如下：
姓名: 张三
年龄：18
工资：1000.0

使用 Scanner 循环读取 N 个数字，并求取其平均值

Scanner sc = new Scanner(System.in);
int sum = 0;
int num = 0;
while (sc.hasNextInt()) {
    int tmp = sc.nextInt();
    sum += tmp;
    num++;
}
System.out.println("sum = " + sum);
System.out.println("avg = " + sum / num);
sc.close();


// 执行结果
10
40.0
50.5
^Z
sum = 150.5
avg = 30.1

注意事项：当循环输入多个数据的时候, 使用 ctrl + z 来结束输入 (Windows 上使用 ctrl + z, Linux / Mac 上使用 ctrl + d)

5. 猜数字游戏

5.1 游戏规则

系统自动生成一个随机整数(1-100), 然后由用户输入一个猜测的数字，如果输入的数字比该随机数小，提示 "低了"，如果输入的数字比该随机数大, 提示 "高了"，如果输入的数字和随机数相等，则提示 "猜对了"。

5.2 参考代码

import java.util.Random;
import java.util.Scanner;


class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Random random = new Random(); // 默认随机种子是系统时间
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int toGuess = random.nextInt(100);
        // System.out.println("toGuess: " + toGuess);
        while (true) {
            System.out.println("请输入要输入的数字: (1-100)");
            int num = sc.nextInt();
            if (num < toGuess) {
                System.out.println("低了");
            } else if (num > toGuess) {
                System.out.println("高了");
            } else {
                System.out.println("猜对了");
                    break;
            }
        }
        sc.close();
    }
}