逻辑控制使用

1. 概述

逻辑控制有三种结构：顺序、选择、循环结构。

2. 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

3. 分支结构

3.1 if 语句

注意：if的参数一定是布尔表达式！！
1. 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。

2. 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。

3. 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

【代码示例】：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. 代码更紧凑。

• 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 //和if (y == 10)匹配 
 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.

3.2 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】：

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】

• 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、double、float类型
  • 引用类型：String常量串、枚举类型

    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

    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

综上, 我们发现, switch 的使用局限性是比较大的

4. 循环结构

4.1 while 循环

【基本语法】

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: 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

【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, 导致代码死循环了.

4.2 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: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

【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

4.3 do while 循环

【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。
代码示例：打印 1 - 10

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

【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.

5. break和continue的区别

5.1 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.

5.2 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.

6. 输入输出

6.1 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
转换符 类型 举例

d	十进制整数	(“%d”, 100)	100
x	十六进制整数	(“%x”, 100)	64
o	八进制整数	(“%o”, 100)	144
f	定点浮点数	(“%f”, 100f)	100.000000
e	指数浮点数	(“%e”, 100f)	1.000000e+02
g	通用浮点数	(“%g”, 100f)	100.000
a	十六进制浮点数	(“%a”, 100)	0x1.9p6
s	字符串	(“%s”, 100)	100
c	字符	(“%c”, ‘1’)	1
b	布尔值	(“%b”, 100)	true
h	散列码	(“%h”, 100)	64
%	百分号	(“%.2f%%”, 2/7f)	0.29%

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

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).