Java程序设计基础--------流程控制语句

Java程序设计基础--------流程控制语句

1.Java语句

1.1语句编写方式

在 Java 中，语句是最小的组成单位，每个语句必须使用分号作为结束符。除此之外，Java 对语句无任何其他限制，开发人员可以很随意地用符合自己风格的方式编写语句。

可以将一个语句放在多行中 。

String str = "Apple "
+"Banner "+"Pear "
+" Orange";

由于 Java 使用分号作为语句的结束符，所以上面的 3 行代码会被 Java 认为是一条语句，因为这 3 行中只有一个分号。但是，我们不推荐使用这种方式来编写语句。

同样，因为使用分号作为分隔符，将多个语句放在一行来编写也是允许的。

int a=0,b,c;b=a+10;b++;c=a*b;System.out.println(c);

为了使程序语句排列得更加美观、容易阅读和排除错误，一般使用如下规则格式化源代码。

• 在一行内只写一个语句，并采用空格、空行来保证语句容易阅读。
• 在每个复合语句内使用 Tab 键向右缩进。
• 大括号总是放在单独的一行，便于检查是否匹配。

1.2空语句

所谓空语句（Empty Statement），它在程序中什么都不做，也不包含具有实际性的语句。在程序中，空语句主要用来作为空循环体。

空语句的语法格式如下：

; // 其实就是一个分号

执行一个空语句就是将控制转到该语句的结束点。这样，如果空语句是可到达的，则空语句的结束点也是可到达的。

1.3表达式语句

在很多的高级语言中，有专门的赋值语句。而在 Java 中将赋值作为一个运算符，因此只有赋值表达式。在赋值表达式后面添加分号就成了独立的语句。

以下是一些表达式的示例语句：

3.1415926;
(a+b)/2;
x*y*z-y+(20-x);

这些表达式能够被 Java 编译器识别，但是由于没有对程序进行任何操作，因此无任何意义。

一般表达式语句应该能完成一个操作，如修改变量的值或者作为函数参数等。具体方法是，在表达式的左侧指定一个变量来存储表达式的值，或者将表达式传递给函数。

以下是修改后的表达式语句：

pi = 3.1415926;
output(pi); // 将pi的值传递到output()函数中作为参数
sum = (a+b)/2;
printf("%f",sum); // 将sum的值传递到printf()函数输出
temp = x*y*z-y+(20-x); // 将表达式的值保存到temp变量中

1.4复合语句

复合语句又称为语句块，是很多个语句的组合，从而可以将多个语句看作单个语句。

复合语句的语法格式如下：

{
    statement-list // 语句列表
}

可以看到由一个扩在大括号内的可选 statement-list 组成。statement-list 是由一个或者多个语句组成的列表，如果不存在 statement-list，则称该语句块是空的。

它的执行规则如下：

• 如果语句块是空的，控制转到语句块的结束点。
• 如果语句块不是空的，控制转到语句列表。当控制到达语句列表的结束点时，控制转到语句的结束点。

创建一个语句块，该语句块包含 3 条语句。

{
    width = 10; // 为width变量赋值
    height = 90; // 为height变量赋值
    area = width * height; // 计算width变量和height变量的乘积
}

上述代码执行后，sum 变量的值为 900。上述的语句块中大括号内包含了 3 条语句。第一条语句为 width 变量赋值，第二条语句为 height 变量赋值，第三条语句则将 width 和 height 相乘，结果保存在 sum 变量中。

2.if-else语句

Java 支持两种选择语句：if 语句和 switch 语句。其中 if 语句使用布尔表达式或布尔值作为分支条件来进行分支控制，而 switch 语句则用于对多个整型值进行匹配，从而实现分支控制。这些语句允许你只有在程序运行时才能知道其状态的情况下，控制程序的执行过程。如果你没有 C/C++ 的编程背景，你将会为这两个语句的强大功能和灵活性而感到吃惊。

选择结构（也叫分支结构）解决了顺序结构不能判断的缺点，可以根据一个条件判断执行哪些语句块。选择结构适合于带有逻辑或关系比较等条件判断的计算。例如，判断是否到下班时间，判断两个数的大小等。

2.1if结构

if 语句是使用最多的条件分支结构，它属于选择语句，也可以称为条件语句。

if 选择结构是根据条件判断之后再做处理的一种语法结构。默认情况下，if 语句控制着下方紧跟的一条语句的执行。不过，通过语句块，if 语句可以控制多个语句。

if 语句的最简语法格式如下，表示“如果满足某种条件，就进行某种处理”。

if (条件表达式) {
    语句块;
}

其中“条件表达式”和“语句块”是比较重要的两个地方。

1. 条件表达式：条件表达式可以是任意一种逻辑表达式，最后返回的结果必须是一个布尔值。取值可以是一个单纯的布尔变量或常量，也可以是使用关系或布尔运算符的表达式。如果条件为真，那么执行语句块；如果条件为假，则语句块将被绕过而不被执行。
2. 语句块：该语句块可以是一条语句也可以是多条语句。如果仅有一条语句，可省略条件语句中的大括号 {}。当从编程规范角度不要省略大括号，省略大括号会使程序的可读性变差。

if 条件语句的运行流程 ：

编写一个 Java 程序，允许用户从键盘输入一个数字，再判断该数是否大于 100。

import java.util.Scanner;
public static void main(String[] args) {
    System.out.println("请输入一个数字：");
    Scanner input = new Scanner(System.in);
    int num = input.nextInt(); // 接收键盘输入数据
    // 判断用户输入的数据是否大于100
    if (num > 100) {
        System.out.println("输入的数字大于100");
    }
    // 判断用户输入的数据是否等于100
    if (num == 100) {
        System.out.println("输入的数字等于100");
    }
    // 判断用户输入的数据是否小于100
    if (num < 100) {
        System.out.println("输入的数字小于100");
    }
}

运行该程序，分别使用键盘输入 99、100 和 105:

请输入一个数字：
99
输入的数字小于100

请输入一个数字：
100
输入的数字等于100

请输入一个数字：
105
输入的数字大于100

假设有 num1 和 num2 两个变量，它们的值分别是 50 和 34。下面编写程序，要求使用 if 语句判断 num1 和 num2 的大小关系，并输出比较结果 :

public static void main(String[] args) {
    int num1 = 50;
    int num2 = 34;
    if (num1 > num2) {
        System.out.println("num1大于num2");
    }
    if (num1 == num2) {
        System.out.println("num2等于num2");
    }
    if (num1 < num2) {
        System.out.println("num1小于num2");
    }
}

该段选择语句判断了 num1 值和 num2 值的大于、等于和小于关系。此处 num1 为 50，num2 为 34，所以执行后会输出“num1 大于 num2”。

在上述两个案例代码中，由于每个 if 语句的语句块中只包含一条语句，所以省略了大括号。本实例在登录系统中要求用户名、密码和验证码都必须正确，否则将显示登录失败及错误提示。其中的语句块有多条语句，所以需要使用大括号。

public static void main(String[] args) {
    String username = "admin"; // 用户名
    String userpass = "1234567"; // 密码
    String code = "0000"; // 验证码
    if (username != "admin" && userpass != "123456" && code != "0000") {
        System.out.println("登录失败！");
        System.out.println("请检查输入的用户名、密码和验证码是否正确！");
    }
}

在这里为 if 语句设置了一个复杂的复合表达式来验证登录条件。

登录失败！
请检查输入的用户名、密码和验证码是否正确！

2.2if-else结构

单 if 语句仅能在满足条件时使用，而无法执行任何其他操作（停止）。而结合 else 语句的 if 可以定义两个操作，此时的 if…else 语句表示“如果条件正确则执行一个操作，否则执行另一个操作”。

使用 if…else 语句的语法格式如下所示：

if (表达式) {
    语句块1;
} else {
    语句块2;
}

在上述语法格式中，如果 if 关键字后面的表达式成立，那么就执行语句块 1，否则的话则执行语句块 2 。

比较 num1 和 num2 的大小，使用了 3 个 if 条件语句分别判断大于、等于和小于的情况。下面使用 if…else 双条件来实现 ：

public static void main(String[] args) {
    int num1 = 50;
    int num2 = 34;
    // 如果num1等于num2
    if (num1 == num2) {
        System.out.println("num1等于num2");
    }
    // 如果num1大于num2
    if (num1 > num2) {
        System.out.println("num1大于num2");
    } else {
        // 否则就是num1小于num2
        System.out.println("num1小于num2");
    }
}

双条件语句减少了代码的编写量，同时增强了程序的可读性。简化后的结果还是一样，执行后会输出“num1 大于 num2”。

2.3多条件if-else-if语句

if 语句的主要功能是给程序提供一个分支。然而，有时候程序中仅仅多一个分支是远远不够的，甚至有时候程序的分支会很复杂，这就需要使用多分支的 if…else if 语句。

通常表现为“如果满足某种条件，就进行某种处理，否则如果满足另一种条件才执行另一种处理……，这些条件都不满足则执行最后一种条件”。

if…else if 多分支语句的语法格式如下所示：

if(表达式1) {
    语句块1;
} else if(表达式2) {
    语句块2;
...
} else if(表达式n) {
    语句块n;
} else {
    语句块n+1;
}

可以看出，else-if 结构实际上是 if-else 结构的多层嵌套。明显的特点就是在多个分支中只执行一个语句组，而其他分支都不执行，所以这种结构可以用于有多种判断结果的分支中。

在使用 if…else if 语句时，依次判断表达式的值，当某个分支的条件表达式的值为 true 时，则执行该分支对应的语句块，然后跳到整个 if 语句之外继续执行程序。如果所有的表达式均为 false，则执行语句块 n+1，然后继续执行后续程序 。

同样以比较 num1 和 num2 的大小为例，使用 if…else if 多条件的实现 ：

public static void main(String[] args) {
    int num1 = 50;
    int num2 = 34;
    if (num1 == num2) { // 如果num1等于num2
        System.out.println("num1等于num2");
    } else if (num1 > num2) { // 如果num1大于num2
        System.out.println("num1大于num2");
    } else { // 否则就是小于
        System.out.println("num1小于num2");
    }
}

如上述代码所示，num1 和 num2 不满足 if 语句的“num1==num2”条件，接着测试 else if 的“num1>num2”条件，满足该条件并输出“num1 大于 num2” 。

某学校对成绩的判断标准是：不低于 90，可以评为优秀；低于 90 但不低于 80，可以评为良好；低于 80 但不低于 60，可以评为中等；否则评为差。

public static void main(String[] args) {
    System.out.println("请输入考试成绩：");
    Scanner input = new Scanner(System.in);
    int score = input.nextInt(); // 接收键盘输入数据
    if (score >= 90) { // 考试成绩>=90
        System.out.println("优秀");
    } else if (score >= 80) { // 90>考试成绩>=80
        System.out.println("良好");
    } else if (score >= 60) { // 80>考试成绩>=60
        System.out.println("中等");
    } else { // 考试成绩<60
        System.out.println("差");
    }
}

当考试成绩为 90 分以上时，则执行第一个 if 语句，下面的 3 个条件判断语句不会执行；当考试成绩为 80 分以上 90 分以下时，则执行第一个 else if 语句；当考试成绩在 60~80 分，并且包含 60 分的成绩，则执行第二个 else if 语句；如果上述 3 个条件都不满足，则执行 else 语句。

程序运行后的输出效果 ：

请输入考试成绩：
100
优秀

请输入考试成绩：
88
良好

请输入考试成绩：
50
差

2.4嵌套if的使用

if 语句的用法非常灵活，不仅可以单独使用，还可以在 if 语句里嵌套另一个 if 语句。同样，if…else 语句和 if…else if 语句中也可以嵌套另一个 if 结构的语句，以完成更深层次的判断。

嵌套 if 的语法格式如下：

if(表达式1) {
    if(表达式2) {
        语句块1;
    } else {
        语句块2;
    }
} else {
    if(表达式3) {
        语句块3;
    } else if(表达式4) {
        语句块4;
    } else {
        if(表达式n) {
            语句块n;
        } else {
            语句块n+1;
        }
    }
}

在上述格式中，应该注意每一条 else 与离它最近且没有其他 else 对应的 if 相搭配：

活动计划安排，如果今天是工作日，去上班；如果今天是周末，则出去游玩；同时，如果周末天气晴朗，去室外游乐场游玩，否则去室内游乐场游玩。

public static void main(String[] args) {
    String today = "周末";
    String weather = "晴朗";
    if (today.equals("周末")) {
        if (weather.equals("晴朗")) {
            System.out.println("去室外游乐场游玩");
        } else {
            System.out.println("去室内游乐场游玩");
        }
    } else {
        System.out.println("去上班");
    }
}

如上述代码所示，today 满足 if 语句的“today.equals(“周末”)”条件，接着测试 weather 是否满足“weather.equals(“晴朗”)”条件，满足该条件输出“去室外游乐场游玩”。

3.switch-case语句

if…else 语句可以用来描述一个“二岔路口”，我们只能选择其中一条路来继续走，然而生活中经常会碰到“多岔路口”的情况。switch 语句提供了 if 语句的一个变通形式，可以从多个语句块中选择其中的一个执行。

3.1switch语句格式

switch 语句是 Java 的多路分支语句。它提供了一种基于一个表达式的值来使程序执行不同部分的简单方法。因此，它提供了一个比一系列 if-else-if 语句更好的选择。

switch 语句的基本语法形式如下所示：

switch(表达式) {
    case 值1:
        语句块1;
        break;
    case 值2:
        语句块2;
        break;
    …
    case 值n:
        语句块n;
        break;
    default:
        语句块n+1;
    break;
}

其中，switch、case、default、break 都是 Java 的关键字。

1）switch

表示“开关”，这个开关就是 switch 关键字后面小括号里的值，小括号里要放一个整型变量或字符型变量。表达式必须为 byte，short，int，char类型。

Java7 增强了 switch 语句的功能，允许 switch 语句的控制表达式是 java.lang.String 类型的变量或表达式。只能是 java.lang.String 类型，不能是 StringBuffer 或 StringBuilder 这两种字符串的类型。

2）case

表示“情况，情形”，case 标签可以是：

• 类型为 char、byte、 short 或 int 的常量表达式。
• 枚举常量。
• 从 Java SE 7 开始， case 标签还可以是字符串字面量。

例如：

String input = ...;
switch (input.toLowerCase()) {  // toLowerCase用于将大写字符转换为小写
    case "yes":
        ...
        break;
}

当在 switch 语句中使用枚举常量时，不必在每个标签中指明枚举名，可以由 switch 的表达式值确定。例如：

Size sz = ...;
switch (sz) {
    case SMALL: // no need to use Size.SMALL
        ...
        break;
    ...
}

注意：重复的 case 值是不允许的。

3）default

表示“默认”，即其他情况都不满足。default 后要紧跟冒号，default 块和 case 块的先后顺序可以变动，不会影响程序执行结果。通常，default 块放在末尾，也可以省略不写。

4）break

表示“停止”，即跳出当前结构。

如果在 case 分支语句的末尾没有 break 语句，有可能触发多个 case 分支。那么就会接着执行下一个 case 分支语句。这种情况相当危险，常常会引发错误。为此，我们在程序中从不使用 switch 语句。

如果你喜欢 switch 语句，编译代码时可以考虑加上 -Xlint:fallthrough 选项，如下所示：

javac -Xlint:fallthrough Test.java

这样一来，如果某个分支最后缺少一个 break 语句，编译器就会给出一个警告消息。

switch 语句的执行过程如下：表达式的值与每个 case 语句中的常量作比较。如果发现了一个与之相匹配的，则执行该 case 语句后的代码。如果没有一个 case 常量与表达式的值相匹配，则执行 default 语句。当然，default 语句是可选的。如果没有相匹配的 case 语句，也没有 default 语句，则什么也不执行。

在节目的抽奖环节里，节目组会根据每位嘉宾的座位号来进行抽奖游戏，根据不同的号码来决定奖项的大小。使用 switch 语句编写 Java 程序来完成奖项分配 。

import java.util.Scanner;
public static void main(String[] args) {
    System.out.println("请输入座位号码：");
    Scanner sc = new Scanner(System.in);
    int num = sc.nextInt();
    switch (num) {
    case 8:
        System.out.println("恭喜你，获得了三等奖！");
        break;
    case 88:
        System.out.println("恭喜你，获得了二等奖！");
        break;
    case 888:
        System.out.println("恭喜你，获得了一等奖！");
        break;
    default:
        System.out.println("谢谢参与！");
        break;
    }
}

当用户输入的号码为 888 时，获取的 num 值为 888，则与第三个 case 后的值匹配，执行它后面的语句，输出“恭喜你，获得了一等奖！”，然后执行 break 语句，跳出整个 switch 结构。如果输入的号码与 case 中的值都不匹配，则执行 default 后的语句。

程序执行结果如下所示：

请输入座位号码：
888
恭喜你，获得了一等奖！

请输入座位号码：
88
恭喜你，获得了二等奖！

请输入座位号码：
66
谢谢参与！

编写一个 Java 程序，根据当前的星期数字输出对应的汉字。在这里使用包含 break 的 switch 语句来判断当前的星期 :

import java.util.Calendar;
public static void main(String[] args) {
    String weekDate = "";
    Calendar calendar = Calendar.getInstance();  // 获取当前时间
    int week = calendar.get(Calendar.DAY_OF_WEEK) - 1;  // 获取星期的第几日
    switch (week) {
        case 0:
            weekDate = "星期日";
            break;
        case 1:
            weekDate = "星期一";
            break;
        case 2:
            weekDate = "星期二";
            break;
        case 3:
            weekDate = "星期三";
            break;
        case 4:
            weekDate = "星期四";
            break;
        case 5:
            weekDate = "星期五";
            break;
        case 6:
            weekDate = "星期六";
            break;
    }
    System.out.println("今天是 " + weekDate);
}

本程序首先获取当前的星期值，然后使用 switch 语句判断 week 的值：0 表示星期日，1 表示星期一，2 表示星期二……以此类推，6 表示星期六。只要 week 值与 case 值相符合，则程序将执行该 case 中的语句，并跳出 switch 语句，输出结果。

运行程序，输出的结果如下：

今天是 星期一

本例中，内部 switch 语句中的case 1：语句与外部 switch 语句中的case 1：语句不冲突。变量 count 仅与外层的 case 语句相比较。如果变量 count 为 1，则变量 target 与内层的 case 语句相比较。

学到这里我们可以发现以下几点：

• switch 语句不同于 if 语句的是 switch 语句仅能测试相等的情况，而 if 语句可计算任何类型的布尔表达式。也就是 switch 语句只能寻找 case 常量间某个值与表达式的值相匹配。
• 在同一个 switch 语句中没有两个相同的 case 常量。当然，外部 switch 语句中的 case 常量可以和内部 switch 语句中的 case 常量相同。
• switch 语句通常比一系列嵌套 if 语句更有效。

最后一点尤其有趣，因为它使我们知道 Java 编译器如何工作。当编译一个 switch 语句时，Java 编译器将检查每个 case 常量并且创造一个“跳转表”，这个表将用来在表达式值的基础上选择执行路径。因此，如果你需要在一组值中做出选择，switch 语句将比与之等效的 if-else 语句快得多。

编译器可以这样做是因为它知道 case 常量都是同类型的，所要做的只是将它与 switch 表达式相比较看是否相等。对于一系列的 if 表达式，编译器就无此功能。

if语句和switch-case语句的区别

if 和 switch 语句都表示条件语句，可以从使用效率和实用性两方面加以区分。

1. 从使用效率上区分

从使用效率上区分，在对同一个变量的不同值作条件判断时，既可以使用 switch 语句，也可以使用 if 语句。使用 switch 语句的效率更高一些，尤其是判断的分支越多，越明显。

2. 从实用性上区分

从语句的实用性角度区分，switch 语句不如 if 条件语句，if 语句是应用最广泛和最实用的语句。

3. 何时使用 if 语句和 switch 语句

在程序开发的过程中，何时使用 if 语句和 switch 语句，需要根据实际情况而定，应尽量做到物尽其用。不能因为 switch 语句的效率高就一直使用，也不能因为 if 语句常用就不用 switch 语句。需要根据实际情况，具体问题具体分析，使用最适合的条件语句。

且创造一个“跳转表”，这个表将用来在表达式值的基础上选择执行路径。因此，如果你需要在一组值中做出选择，switch 语句将比与之等效的 if-else 语句快得多。

编译器可以这样做是因为它知道 case 常量都是同类型的，所要做的只是将它与 switch 表达式相比较看是否相等。对于一系列的 if 表达式，编译器就无此功能。