【Java入门】长达近万字来讲解逻辑控制
前言
作者简介：热爱跑步的恒川，致力于C/C++、Java、Python等多编程语言，热爱跑步，喜爱音乐的一位博主。
本文收录于Java入门篇系列，该专栏主要讲解：什么是java、java的数据类型与变量、运算符、程序的逻辑控制、方法的使用、数组的定义与使、类和对象、继承和多态、抽象类和接口、认识String类、认识异常等……持续更新，请大家拭目以待恒川的专栏！
相关专栏C语言初阶、C语言进阶、恒川的日常汇报系列等，大家有兴趣的可以看一看
Python零基础入门系列，正在发展中，喜欢Python的朋友们可以关注一下哦！
逻辑控制
- 1. 顺序结构
- 2. 分支结构
-
- 2.1 if 语句
- 2.2 switch 语句
- 3. 循环结构
-
- 3.1 while 循环
- 3.2 break
- 3.3 continue
- 3.4 for 循环
- 3.5 do while 循环(选学)
- 4. 输入输出
-
- 4.1 输出到控制台
- 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。
System.out.println("aaa");
System.out.println("bbb");
System.out.println("ccc");
// 运行结果
aaa
bbb
ccc
如果调整代码的书写顺序, 则执行顺序也发生变化
System.out.println("aaa");
System.out.println("ccc");
System.out.println("bbb");
// 运行结果
aaa
ccc
bbb
2. 分支结构
2.1 if 语句
- 语法格式1
if(布尔表达式){
// 语句
}
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，给你奖励一个鸡腿。
int score = 92;
if(score >= 90){
System.out.println("吃个大鸡腿!!!");
}
- 语法格式2
if(布尔表达式){
// 语句1
}else{
// 语句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，给你奖励一个大鸡腿，否则奖你一个大嘴巴子。
int score = 92;
if(score >= 90){
System.out.println("吃个大鸡腿!!!");
}else{
System.out.println("挨大嘴巴子!!!");
}
- 语法格式3
if(布尔表达式1){
// 语句1
}else if(布尔表达式2){
// 语句2
}else{
// 语句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");
}
【练习】
- 判断一个数字是奇数还是偶数
public static void main(String[] args) {
int num = 10;
if(num % 2 == 0) {
System.out.println("偶数！");
}else {
System.out.println("奇数！");
}
}
- 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");
}
- 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");
}
}
【注意事项】
代码风格
// 风格1-----> 推荐
int x = 10;
if (x == 10) {
// 语句1
} else {
// 语句2
}
// 风格2
int x = 10;
if (x == 10)
{
// 语句1
}
else
{
// 语句2
}
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. 代码跟紧凑。
分号问题
int x = 20;
if (x == 10);
{
System.out.println("hehe");
}
// 运行结果
hehe
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
int x = 10;
int y = 10;
if (x == 10)
if (y == 10)
System.out.println("aaa");
else
System.out.println("bbb");
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
switch(表达式){
case 常量值1:{
语句1;
[break;]
}
case 常量值2:{
语句2;
[break;]
}
...
default:{
内容都不满足时执行语句;
[break;]
}
}
执行流程：
-
先计算表达式的值
-
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
-
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
//不能做switch参数的数据类型有哪些？ 基本数据类型当中：float double long
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】
-
多个case后的常量值不可以重复
-
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
double num = 1.0;
break 不要遗漏, 否则会失去 "多分支选择" 的效果
switch 不能表达复杂的条件
switch 虽然支持嵌套, 但是很丑，一般不推荐~
switch(num) {
case 1.0:
System.out.println("hehe");
break;
case 2.0:
System.out.println("haha");
break;
}
// 编译出错
Test.java:4: 错误: 不兼容的类型: 从double转换到int可能会有损失
switch(num) {
^
1 个错误
break 不要遗漏, 否则会失去 “多分支选择” 的效果
int day = 1;
switch(day) {
case 1:
System.out.println("星期一");
// break;
case 2:
System.out.println("星期二");
break;
}
// 运行结果
星期一
星期二
switch 不能表达复杂的条件
// 例如: 如果 num 的值在 10 到 20 之间, 就打印 hehe
// 这样的代码使用 if 很容易表达, 但是使用 switch 就无法表示.
if (num > 10 && num < 20) {
System.out.println("hehe");
}
switch 虽然支持嵌套, 但是很丑，一般不推荐~
int x = 1;
int y = 1;
switch(x) {
case 1:
switch(y) {
case 1:
System.out.println("hehe");
break;
}
break;
case 2:
System.out.println("haha");
break;
}
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
基本语法格式:
while(循环条件){
循环语句;
}
循环条件为 true, 则执行循环语句; 否则结束循环.
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.
注意事项
- 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 { }
- 和 if 类似, while 后面的 { 建议和 while 写在同一行.
- 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, 导致代码死循环了.
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++;
}
代码示例: 求100-200之间 既能被3整除 也能被4整除的数字 要求：使用continue
int i = 100;
while (i <= 200) {
if(i % 12 != 0) {
i++;
continue;
}
System.out.println(i);
i++;
}
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
【基本语法】
for(表达式①;布尔表达式②;表达式③){
表达式④;
}
- 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。
【代码示例】
- 打印 1 - 10 的数字
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
System.out.println(i);
}
- 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
- 计算 5 的阶乘
int result = 1;
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
result *= i;
}
System.out.println("result = " + result);
- 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);
【注意事项】 (和while循环类似)
- 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 { }
- 和 if 类似, for 后面的 { 建议和 while 写在同一行.
- 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.
- 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(选学)
【基本语法】
do{
循环语句;
}while(循环条件);
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。
例如：打印 1 - 10
int num = 1;
do {
System.out.println(num);
num++;
} while (num <= 10);
【注意事项】
-
do while 循环最后的分号不要忘记
-
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
基本语法
System.out.println(msg); // 输出一个字符串, 带换行
System.out.print(msg); // 输出一个字符串, 不带换行
System.out.printf(format, msg); // 格式化输出
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.
代码示例
System.out.println("hello world");
int x = 10;
System.out.printf("x = %d\n", x)
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();
//nextLine 读入一行 next是遇到空格结束！
System.out.println("请输入你的年龄：");
int age = sc.nextInt();
//读入一个int类型的整数
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).
在后续oj题当中，遇到IO类型的算法题，有各种循环输入的要求，后序给大家介绍。
5. 猜数字游戏
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” .
参考代码
//需要用到两个包！！
import java.util.Random;
import java.util.Scanner;
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
Random random = new Random();
int randNum = random.nextInt(101);//[0,101)
//50-100的随机数 random.nextInt(50)--[0,50) + 50;
while (true) {
System.out.println("请输入你要猜的数字：");
int num = scanner.nextInt();
if(num < randNum) {
System.out.println("猜小了！");
}else if(num == randNum) {
System.out.println("猜对了！");
break;
}else {
System.out.println("猜大了！");
}
}
}
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