Java入门第6节——if选择结构

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目录

闲言碎语

浅谈Java中的程序结构

关系运算符、布尔变量、关系表达式、逻辑运算符

if结构的语法

&和|运算符

小结

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闲言碎语

在之前的几篇内容，我们学习了Java当中的变量定义、变量运算。从今天开始我们将正式的学习Java语法、Java当中的程序控制结构，来实现代码中的逻辑、控制，这也是进行开发的基础。

另外说一点，此系列的教程是从0开始的，如果你是有一定经验的开发者，更多的技术分享、学习资料还请大家关注我的其他专栏，我会及时将博客里的所有文章进行归档，方便大家查阅。

 

浅谈Java中的程序结构

Java当中的程序结构，总的来说分为3种：

• 顺序结构

• 选择结构

• 循环结构

所有的Java程序都是这3种结构的组合，没有例外，代码的千变万化是由我们的思维逻辑组成的，但是你永远不可能跳出这3种结构。

 

顺序结构，就是我们之前写的那些代码，从上往下依次执行，没用选择、没有控制，只要程序不报错就可以从头执行到尾；

 

选择结构，是我们今天要学习的一种控制结构，有了它才能实现逻辑的控制，比如在凌晨4点做运动，要先判断你是否是罗某祥……噢不对，比如在支付订单的时候，要先判断你的余额是否充足；

 

循环结构，即重复地做某件事、重复地执行一段代码，在不久的讲来为大家介绍。

 

关系运算符、布尔变量、关系表达式、逻辑运算符

​在编写if结构之前，我们需要先学习逻辑运算符和布尔变量。

 

Java当中一共有四种运算符：算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符。算术运算符就是之前和大家介绍的加减乘除、取余，关系运算符和逻辑运算符是我们这节课要分享的内容，位运算符会放在以后介绍。

 

关系运算符，顾名思义是用于比较的，一共有下面几种关系运算符：

布尔变量在之前为大家介绍过，它只有两种值：true和false，表示真和假，它的声明语法是：

boolean 变量名 = 布尔值;

布尔值就是true或者false，除了直接指定布尔值，我们还可以通过关系表达式来获取。那什么是关系表达式呢？

 

上面表格中的用例，其实就是关系表达式，关系表达式是一种返回布尔值的表达式，由比较元素、关系运算符构成，关系运算符两边的即是用于比较的元素。如果两个元素的关系满足表达式中关系运算符的定义，就返回true，不满足就返回false。

 

比如，1>2，这个关系表达式的比较元素是1和2，定义的关系运算符是大于，显然1并不大于2，所以这个关系表达式的结果是false。

 

我们上面说到，关系表达式最终返回布尔值，所以以下代码是正确的：

boolean flag = 1 > 2;  //等价于boolean flag = false;

上面的关系运算符、布尔值、关系表达式，可以实现基本的逻辑控制，但有时候我们需要更多的条件判断。比如某个用户需要是VIP、而且买了超前点播才能观看某个电视剧，那这里显然就是多个条件的组合。

 

在Java当中，提供了以下几种逻辑运算符，用于多个关系表达式的组合：

&&表示并且关系、与的关系，只有当它两边的表达式都是true，才会返回true，有一个是false就返回false，比如：

boolean flag = (1 == 1) && (2 >= 0); //返回true，等价于boolean flag = true;
boolean ans = (1 == 1) && (2 > 3); //返回false，等价于boolean ans = false;

||表示或者关系，它两边的表达式只要有一个是true，就返回true，哪怕另一个是false；只有两边的表达式都返回false，才会最终返回false，比如：

boolean flag = (1 > 0) || (2 > 3); //返回true，等价于boolean flag = true;
boolean ans = (1 > 2) || (2 > 3); //返回false，等价于boolean ans = false;

!表示非、否、不是，是一种取反，你修饰的是true，那么加上!就是false，修饰的是false那么加上!之后就变成了true，有点颠倒黑白的意思，以下代码注意看注释：

boolean flag = !true; //返回false，等价于boolean flag = false;
boolean ans = !false; //返回true，等价于boolean ans = true;
boolean ans = !(1>2); //返回true，因为1>2返回的是false，取反之后就是true
boolean ans = !((1>0) && (3 > 1)); //返回false，因为(1>0) && (3>1)返回了true，再对整个表达式进行取反，就是false

^表示相异，当两个表达式或布尔值不相同，就返回true，相同就返回false：

//返回true，因为true和false是两个不同的值
boolean ans = true ^ false;
//返回false，因为^两边都是相同的值
boolean ans = true ^ true;
//返回false，因为^两边都是相同的值
boolean ans = false ^ false;

那&和|呢？这两个其实也属于位运算符，涉及到二进制的东西，介绍它们和&&、||的区别篇幅会比较长，我在本文的最后和大家讲解，大家也可以下滑到底部进行查看。

 

if结构的语法

if结构有以下3种写法：

if (布尔值) {
  //要执行的代码块
}

if (布尔值) {
  //要执行的代码块 
} else {
  //要执行的代码块
}

if (布尔值) {
  //要执行的代码块
} else if (布尔值) {
  //要执行的代码块，可以有多个else if模块
} else {
  //要执行的代码块，此处的else也可以省略不要
}

 

第1种if结构是最简单的结构，当if关键字后面的小括号里的布尔值为true，就会执行大括号里所包含的代码，为false就不执行：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("程序开始执行");
        boolean ans = true;
        if (ans) {
            System.out.println("满足条件，进入了if模块");
        }
        System.out.println("程序执行完毕");
    }
}

以上代码的执行结果：

程序开始执行
满足条件，进入了if模块
程序执行完毕

如果将布尔变量ans的值变成false，输出结果就是：

程序开始执行
程序执行完毕

 

另外，由于if结构的小括号里面需要的是布尔值，而布尔值有以下几种方式获得：

• 直接写定布尔值

• boolean类型的变量

• 关系表达式

• 逻辑表达式

我们上面的代码是通过boolean类型的变量获取布尔值，以下方式也是可行的：

if (true) {
  //可以进来，换成false就不行，不再演示 
}
​
if (1 > 2) {
  //进不来，因为1 > 2返回的是false
}
​
if ((1 > 0) && (2 > 1)) {
  //可以进来，因为 (1 > 0) && (2 > 1) 返回的是true
}

 

下面来说说第二种if结构，第二种if结构是第一种if的升级改造，它提供了一个else结构，当if后面的布尔值是true就执行if里的代码，是false就执行else里的代码：

public class Test {
​
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("用户尝试观看《庆余年》");
​
        boolean vip = true;
        if (vip) {
            System.out.println("恭喜您，尊敬的VIP，我是小舔狗，您可以观看此视频");
        }else {
            System.out.println("您不是VIP用户，无法观看此视频");
        }
    }
}

当vip变量为true：

用户尝试观看《庆余年》
恭喜您，尊敬的VIP，我是小舔狗，您可以观看此视频

当vip变量为false：

用户尝试观看《庆余年》
您不是VIP用户，无法观看此视频

 

第3种if结构，是一种多层次的选择。当if后面的布尔值是true，就直接执行if里面的代码块，整个结构结束；当if后面的布尔值是false，就判断下一个else if里面的布尔值，是true就执行这个else if里面的代码块，整个结构结束，否则继续往下判断，找到满足的else if为止；如果if和所有的else if都不满足，就执行最后的else代码块。

 

有点绕是吧？来看一个例子：

public class Test {
​
    public static void main(String[] args) {
        //分数
        int score = 80;
        if (score >= 95) {
            //如果大于等于95分，优秀级别
            System.out.println("优秀");
        }else if (score >= 80) {
            //如果大于等于80分，良好
            System.out.println("良好");
        }else if (score >= 70) {
            System.out.println("快挨揍了");
        }else {
            System.out.println("70分都考不到，去吃翔吧……");
        }
        System.out.println("执行完毕");
    }
}

运行结果是：

良好
执行完毕

下面解析一下这个程序的执行流程：

因为这里给的值是80，首先判断if里面的表达式，80 >= 95是false，不满足，往下判断else if；第一个else if里面是80 >= 80，满足，进入到代码块，输出“良好”，整个if-else if-else结构结束，虽然下一个else if里的80 >= 70也满足，但是不会继续执行了，直接跳出这个结构，执行第17行，输出“执行完毕”。

如果你把score的值变为60，那么if和所有的else if都不满足，那将会执行else里的代码块：

70分都考不到，去吃翔吧……
执行完毕

以上就是3种if结构的用法，它的语法很简单，真正需要的其实是你的逻辑思维，再复杂的业务也逃不过这3种语法，但是就看你清不清楚怎么用、用哪个、怎么判断，归根到底还是逻辑思维的发散。

 

&和|运算符

在最后，向大家介绍一下&和|运算符，这两个准确的来说是位运算符，只是可以用于逻辑判断而已，所以也叫按位与、按位或。

&，是将两个二进制数字的每一位进行逐个比较，如果两个数的当前位全是1，那么就返回1，有一个是0就返回0，两个全是0也返回0。简而言之，只有两个数的当前位全是1，才会返回1，其余情况都返回0。

具体是怎样运算呢？这就需要先给大家介绍一下二进制的转换，比如我们将十进制的3转换为二进制，步骤如下：

 

 

我们将3每次都除2，将商写在下面，余数写在右面，一直除到商为0，此时将右面的余数从下往上写，就是3的二进制了，即11。

十进制的5转为二进制：

 

 

所以十进制的5转为二进制是101，那现在我们进行一个运算：3&5，结合上面介绍的位运算，流程如下（101是三位，11是两位，所以11的前面要补0，即011）：

 

位运算的结果就是二进制的001，把001转成十进制就是1，即001就是十进制中的1，所以3&5的最终结果是1：

 

 

|运算符同样也是进行位运算，只不过它的逻辑是：同一位上的两个数字全是0就返回0，其余的情况都返回1。

 

我们上面计算出了3的二进制是011，5的二进制是101，所以3|5的位运算结果是二进制的111，将二进制的111转为十进制就是7，所以最终结果是7：

 

 

说到这里，&和|的位运算就介绍完了，那它们为什么可以进行逻辑判断呢？其实，计算机中的boolean类型变量，0表示false、1表示true，只不过Java当中不支持这样的数据类型转换。

 

true&false其实就是1&0，位运算的结果就是0，0就是false。true|false，其实就是1|0，位运算的结果是1，1就是true，所以它们两个在功能上等价于&&、||，可以当作逻辑运算符来用，只不过平常不怎么使用这两个而已。

 

还有最重要的一个特点，就是&&、||具有短路功能。什么意思呢？因为&&要求两边都是true才会返回true，如果&&前边已经得到了false，那么其实后边已经没必要进行判断了，结论已经出来了那就是返回false；同理，||运算符如果在前边已经得到了true，后边的关系表达式或布尔值也不会再进行判断：

//这里不会判断后面的2>1，因为前面的1>2已经决定表达式的值是false了
if ((1 > 2) && (2 > 1))
​
//同理这里也不会判断后面的0==0，前面的1>0已经决定了表达式的值为true
if ((1 > 0) || (0 == 0))

但是&和|就没有这样的短路功能，它俩比较笨，哪怕是已经得到了结论，也要把后边的表达式执行一遍，通过上面介绍的位运算我们也可以理解这一点，毕竟它要将两边的结果转换为二进制，所以都要执行一遍。

看个例子：

public class Test {
​
    public static void main(String[] args) {
        int num = 1;
        if ((1 > 0) | (++num > 1)) {
            System.out.println("进来了");
        }else {
            System.out.println("没进来");
        }
        System.out.println("num的值：" + num);
    }
}

解析一下上面的代码，按理来说|前面的1 > 0已经得到了true，在或者的关系下应该直接得到true，不再执行 ++num > 1 的比较，从而执行第6行的代码。但正是因为|运算符没有短路功能，所以还是执行了 ++num > 1这个表达式，而++运算符我们之前介绍过，写在变量的前面会“先计算、再使用”，所以这里的第二个表达式其实是 2 > 1，也是返回true的。

 

最后输出的num值是2，证明了我们的上述解析：

 

 

&的原理和|一样，没有短路功能，大家可以自己下去试试，我就不举例了。

 

小结

今天带大家学习了关系运算符、逻辑运算符、关系表达式（也叫布尔表达式）、3种if选择结构以及&、|两个位运算符。

大家可以去网上搜一下关于if结构的练习题，从这一节开始实际上你的代码已经开始有逻辑了，要及时训练自己的思维。做不出来不要紧，看着参考答案去理解、思考，想想代码是怎样一行一行的执行下去的。

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