Java-三种基本控制结构及相关面试题

前言

Java是一种广泛使用的编程语言，它提供了三种基本的控制结构，即顺序结构、分支结构和循环结构。这些结构是Java程序设计中不可或缺的要素，也是Java语言的重要基础。

在本文中，我们将深入探讨这三种基本控制结构的特点和用法。通过了解它们的逻辑，您可以更好地理解和运用它们，从而提高Java程序的设计水平和效率。

一、 顺序控制结构

1.1 概念

顺序控制结构是Java中最简单的控制结构，也是默认的控制结构。在顺序控制结构中，代码按照从上到下的顺序执行，每个语句都会被依次执行。

1.2 代码

public class SequentialControlExample {
    public static void main(String[] args) {
        int x = 5;
        System.out.println("x = " + x); // 输出 x = 5
        x = x * 2;
        System.out.println("x = " + x); // 输出 x = 10
    }
}

1.3 NS图中体现

二、分支控制结构

2.1 概念

分支控制结构允许根据条件来执行不同的代码块。Java中的分支控制结构包括if语句和switch语句。

2.2 if语句

if语句允许在满足条件时执行代码块。

一个 if 语句包含一个布尔表达式和一条或多条语句。

if(布尔表达式)
{
   //如果布尔表达式为true将执行的语句
}

if 语句后面可以跟 else 语句，当 if 语句的布尔表达式值为 false 时，else 语句块会被执行。

if(布尔表达式){
   //如果布尔表达式的值为true
}else{
   //如果布尔表达式的值为false
}

以下是一个使用if语句的示例：

public class IfControlExample {
    public static void main(String[] args) {
        int x = 5;
        if (x > 0) {
            System.out.println("x is positive");
        } else if (x < 0) {
            System.out.println("x is negative");
        } else {
            System.out.println("x is zero");
        }
    }
}

嵌套的 if…else 语句：可以在另一个 if 或者 else if 语句中使用 if 或者 else if 语句。

if(布尔表达式 1){
   如果布尔表达式 1的值为true执行代码
   if(布尔表达式 2){
      如果布尔表达式 2的值为true执行代码
   }
}

2.3 switch语句

switch case 语句判断一个变量与一系列值中某个值是否相等，每个值称为一个分支。

switch语句允许根据不同的条件执行不同的代码块。

switch(expression){
    case value :
       //业务语句
       break; //可写可不写
    case value :
       //业务语句
       break; //可写可不写
    //可以有任意数量的case语句
    default : //可选
       //语句
}

switch 语句中的变量类型可以是： byte、string、short、int 或者 char。

以下是一个使用switch语句的示例：

public class SwitchControlExample {
    public static void main(String[] args) {
        char grade = 'B';
        switch (grade) {
            case 'A':
                System.out.println("Good job!");
                break;
            case 'B':
                System.out.println("Keep it up!");
                break;
            case 'C':
                System.out.println("You can do better.");
                break;
            default:
                System.out.println("Invalid grade.");
        }
    }
}

2.4 NS图中的体现

三、循环控制结构

3.1 概念

顺序结构的程序语句只能被执行一次。如果您想要同样的操作执行多次，就需要使用循环结构。

循环控制结构允许重复执行代码块。Java中的循环控制结构包括for循环、while循环和do-while循环。

3.2 for循环

for循环允许在已知的循环次数内重复执行代码块。

以下是一个使用for循环的示例：

public class ForControlExample {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println("i = " + i);
        }
    }
}

关于for循环的说明：
1、执行过程：
for 循环会遍历列表或可迭代对象中的每个元素，并将每个元素赋值给变量名。
执行循环体中的代码，即对每个元素执行相同的操作。
循环体执行完毕后，继续遍历下一个元素，直到遍历完所有元素。
2、循环结束条件：
列表或可迭代对象中的所有元素都被遍历完毕。
用户手动调用 break 语句跳出循环。
3、注意事项：
for 循环中的变量名只存在于循环体中，循环结束后会被销毁。
循环体中的代码可以修改列表或可迭代对象中的元素，但不会影响列表或可迭代对象的长度。

3.3 while循环

while循环允许在满足条件时重复执行代码块。

语法格式如下：

while( 布尔表达式 ) {
  //循环内容
}

以下是一个使用while循环的示例：

public class WhileControlExample {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 0;
        while (i < 5) {
            System.out.println("i = " + i);
            i++;
        }
    }
}

3.4 do-while循环

对于 while 语句而言，如果不满足条件，则不能进入循环。但有时候我们需要即使不满足条件，也至少执行一次。

do-while循环允许在执行一次代码块后，在满足条件时重复执行代码块。

我们可以看到布尔表达式在循环体的后面，所以语句块在检测布尔表达式之前已经执行了。 如果布尔表达式的值为 true，则语句块一直执行，直到布尔表达式的值为 false。

语法格式如下：

do {
      //业务语句
}while(布尔表达式);

以下是一个使用do-while循环的示例：

public class DoWhileControlExample {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 0;
        do {
            System.out.println("i = " + i);
            i++;
        } while (i < 5);
    }
}

3.5 增强 for 循环

增强 for 循环是Java5 引入了一种主要用于数组的循环

public class Test {
   public static void main(String[] args){
      int [] numbers = {10, 20, 30, 40, 50};
 
      for(int x : numbers ){
         System.out.print( x );
         System.out.print(",");
      }
      System.out.print("\n");
      String [] names ={"heihei", "azhen", "aqiu", "aqing"};
      for( String name : names ) {
         System.out.print( name );
         System.out.print(",");
      }
   }
}

NS图中的体现

四、相关面试题

什么是控制流语句？

控制流语句是指用于控制程序执行流程的语句。Java中的控制流语句包括if语句、switch语句、for循环、while循环和do-while循环等。

Java中的嵌套循环有哪些特点？

Java中的嵌套循环具有以下特点：可以嵌套多层，外层循环会影响内层循环的执行，内层循环不会影响外层循环的执行。

Java中的循环结构有哪些特点？

Java中的循环结构具有以下特点：for循环适用于已知循环次数的情况，while循环适用于未知循环次数的情况，do-while循环保证至少执行一次循环体。

请说明Java中的break关键字和continue关键字？

Java中的break语句主要有两个作用，分别是用于跳出循环和用于跳出switch语句。
Java中的continue语句主要有两个作用，分别是用于结束本次循环和用于在switch语句中跳过当前case。