Java(三)选择与循环
在一个程序执行的过程中,各条语句的执行顺序对程序的结果是有直接影响的。所以,我们必须清楚每条语句的执行流程。而且,很多时候要通过控制语句的执行顺序来实现我们想要的功能。
一、引言
如果我们要写一个计算圆的面积的程序,我们当然不希望半径radius
为一个负值,,我们可以这样写:
if (radisu < 0) { System.out.println("Incorrect input."); } else { area = radisu * radius * 3.14159; System.out.println("Area is" + area); }
流程控制语句分类
顺序结构
判断和选择结构(if, switch)
循环结构(for, while, do…while)
顺序结构
顺序结构是程序中最简单最基本的流程控制,没有特定的语法结构,按照代码的先后顺序,依次执行,程序中大多数的代码都是这样执行的。
二、if语句
1. 单分支 if 结构
语法:
if (关系表达式) { 语句体; }
执行流程:
①首先计算关系表达式的值
②如果关系表达式的值为true就执行语句体
③如果关系表达式的值为false就不执行语句体
④继续执行后面的语句内容
示例代码1
if (radius >= 0) { area = radius * radius * 3.14159; System.out.println("The area for the circle of radius " + radius + " is " + area); }
示例代码2
public class IfDemo { public static void main(String[] args) { System.out.println("开始"); //定义两个变量 int a = 10; int b = 20; //题目:判断a和b的值是否相等,如果相等,就在控制台输出:a等于b if(a == b) { System.out.println("a等于b"); } //题目:判断a和c的值是否相等,如果相等,就在控制台输出:a等于c int c = 10; if(a == c) { System.out.println("a等于c"); } System.out.println("结束"); } }
示例代码3
public class SimpleIFDemo { public static void main(String[] args) { Scanner input = new Scanner(System.in); System.out.println("Please enter an integer:"); int number = input.nextInt(); if (number % 5 == 0) { System.out.println("HiFive"); } if (number % 2 == 0) { System.out.println("HiEven"); } } }
Test1
题目
键盘录入女婿的酒量,如果大于2斤,老丈人给出回应;否则没有任何回应
代码
public class Test1 { public static void main(String[] args) { Scanner sc = new Scanner(System.in); System.out.println("请输入女婿的酒量"); int wine = sc.nextInt(); if(wine > 2) { System.out.println("不错哟,小伙子!"); } } }
Test2
题目
键盘录入一个整数,表示小明的考试名次,如果名次为1,小红可以当小明的女朋有了。
代码
public class Test2 { public static void main(String[] args) { Scanner sc = new Scanner(System.in); System.out.println("请输入小明的名次"); int rank = sc.nextInt(); //2.对小明的考试成绩进行判断即可 if(rank == 1){ System.out.println("小红成为了小明的女朋友"); } } }
2. 双分支 if – else 结构
语法:
if (关系表达式) { 语句体1; } else { 语句体2; }
执行流程:
①首先计算关系表达式的值
②如果关系表达式的值为true就执行语句体1
③如果关系表达式的值为false就执行语句体2
④继续执行后面的语句内容
示例代码
if (radius >= 0) { area = radius * radius * 3.14159; System.out.println("The area for the circle of radius " + radius + " is " area); } else { System.out.println("Negative input."); }
Test1
题目
键盘录入一个整数,表示身上的钱 如果大于等于100块,就是网红餐厅; 否则,就吃经济实惠的沙县小吃
代码
//分析: //1.键盘录入一个整数。表示身上的钱。 Scanner sc = new Scanner(System.in); System.out.println("请输入一个整数表示身上的钱"); int money = sc.nextInt(); //2.对钱进行判断 if(money >= 100){ System.out.println("吃网红餐厅"); }else{ System.out.println("福建大酒店"); }
Test2
题目
假设某影院售卖了100张票,票的序号为1~100,其中奇数票号坐左侧,偶数票号坐右侧.键盘录入一个整数表示电影票的票号,根据不同情况,给出不同的提示:
如果票号为奇数,那么打印坐左边;
如果票号为偶数,那么打印坐右边
代码
//分析: //1.键盘录入票号 Scanner sc = new Scanner(System.in); System.out.println("请输入票号"); int ticket = sc.nextInt(); if(ticket >= 1 && ticket <= 100){ //合法 //2.对票号进行判断 if (ticket % 2 == 0) { //偶数 System.out.println("坐右边"); } else { //奇数 System.out.println("坐左边"); } }else{ //票号不合法 System.out.println("票号不合法"); }
3. 多分支 if – else if – else 结构
格式:
if (关系表达式1) { 语句体1; } else if (关系表达式2) { 语句体2; } … else { 语句体n+1; }
执行流程:
①首先计算关系表达式1的值
②如果值为true就执行语句体1;如果值为false就计算关系表达式2的值
③如果值为true就执行语句体2;如果值为false就计算关系表达式3的值
④…
⑤如果没有任何关系表达式为true,就执行语句体n+1。
Test
题目
小明快要期末考试了,小明爸爸对他说,会根据他不同的考试成绩,送他不同的礼物, 假如你可以控制小明的得分,请用程序实现小明到底该获得什么样的礼物,并在控制台输出
分析
①小明的考试成绩未知,可以使用键盘录入的方式获取值
②由于奖励种类较多,属于多种判断,采用if…else…if格式实现
③为每种判断设置对应的条件
④为每种判断设置对应的奖励
代码
//95~100 自行车一辆 //90~94 游乐场玩一天 //80 ~ 89 变形金刚一个 //80 以下 胖揍一顿 //1.键盘录入一个值表示小明的分数 Scanner sc = new Scanner(System.in); System.out.println("请输入小明的成绩"); int score = sc.nextInt(); //2.对分数的有效性进行判断 if(score >= 0 && score = 95 && score = 90 && score = 80 && score <= 89){ System.out.println("变形金刚一个"); }else{ System.out.println("胖揍一顿"); } }else{ //无效的分数 System.out.println("分数不合法"); }
4. 嵌套 if 结构
内层if语句称为是嵌套在外层if里的,事实上,对嵌套的深度没有限制。例如:
if (i > k) { if(j > k) { System.out.println("i and j are greater than k."); } } else { System.out.println("i is less than or equal to k."); }
5. 常见错误
这里我不再列举最基本的语法错误,例如少加括号或者多加分号,而是去列举一些高级错误。
错误一:悬空else引发歧义
代码一
int i = 1, j = 2, k = 3; if (i > j) if (i > k) System.out.println("A"); else System.out.println("B");
代码二
int i = 1, j = 2, k = 3; if (i > j) if (i > k) System.out.println("A"); else System.out.println("B");
代码一中else的缩进意思是匹配第一个if,但实际上还是匹配的第二个if语句,这种现象就叫做悬空else歧义。在同一个块中,else总是与离它最近的if字句匹配,即代码一等价于代码二,若要修改,即为下面的代码三:
代码三
int i = 1, j = 2, k = 3; if (i > j) { if (i > k) System.out.println("A"); } else System.out.println("B");
错误二:两个浮点数值的相等测试
来看这一段代码:
double x = 1.0 - 0.1 - 0.1 - 0.1 - 0.1 - 0.1 - 0.1; System.out.println(x == 0.5);
其实这里会出乎意料的打印false,这是因为在计算机中,所有的数(不管是整数还是浮点数)都是离散分布的,这里等学过计算机组成原理之后就明白了。
虽然我们不能依赖于浮点数值绝对意义上的相等去判断,但是我们可以测试两个数的差值小于某个阈值,来比较它们是否已经足够接近。可以利用下面这段代码:
final double EPSILON = 1E-14; double x = 1.0 - 0.1 - 0.1 - 0.1 - 0.1 - 0.1; if (Math.abs(x - 0.5) < EPSILON) System.out.println(x + " is approximately 0.5.");
这里将显示x近似等于0.5
6. 练习
三、switch语句
语法格式:
switch (表达式) { case 1: 语句体1; break; case 2: 语句体2; break; ... default: 语句体n+1; break; }
执行流程
首先计算出表达式的值
其次,和case依次比较,一旦有对应的值,就会执行相应的语句,在执行的过程中,遇到break就会结 束。
最后,如果所有的case都和表达式的值不匹配,就会执行default语句体部分,然后程序结束掉。
switch
执行流程:
首先计算表达式的值
依次和
case
后面的值进行比对,如果由对应的值就会执行相应的语句,在执行过程中,遇到break
就会结束。如果所有的
case
后面的值和表达式的值都不匹配,就会执行default
里面的语句体,然后结束整个switch
语句
注意:
表达式:取值为
byte
、short
、int
、char
、String
类型case
:后面跟的是和表达式进行比较的值break
:结束整个switch语句case
后面只能是字面量不能是变量,不能重复
switch (day){ case 1: System.out.println("跑步"); case 2: System.out.println("游泳"); case 3: System.out.println("慢走"); case 4: System.out.println("动感单车"); case 5: System.out.println("拳击"); case 6: System.out.println("爬山"); case 7: System.out.println("好好吃一段"); default: System.out.println("没有这一天"); }
default
的省略和位置
省略:可以缺省,但是不建议
位置:最好放在最后面
case
穿透
case
中缺省了break
如果有多个case
语句重复了,可以用case
穿透来简化代码
switch (n){ case 1: System.out.println("一"); case 2: System.out.println("二"); case 3: System.out.println("三"); default: System.out.println("没有该选项"); }
switch
新特性(JDK12
)
switch (n){ case 1 -> System.out.println("一"); case 2 -> System.out.println("二"); case 3 -> System.out.println("三"); default -> System.out.println("四"); }
另:switch
语句的结果可以作为右值赋给变量
if
语句通常应用于某个范围当中,而switch
语句通常应用于有限个值并可以列举
switch (week){ case 1,2,3,4,5 -> System.out.println("工作日"); case 6,7 -> System.out.println("休息日"); default -> System.out.println("没有这一天"); }
Test
题目
键盘录入星期数,显示今天的减肥活动。
周一:跑步
周二:游泳
周三:慢走
周四:动感单车
周五:拳击
周六:爬山
周日:好好吃一顿
代码
import java.util.Scanner; public class SwitchDemo2 { public static void main(String[] args) { //1.键盘录入一个整数表示星期 Scanner sc = new Scanner(System.in); System.out.println("请输入一个整数表示星期"); int week = sc.nextInt(); //2.书写一个switch语句去跟week进行匹配 switch (week){ case 1: System.out.println("跑步"); break; case 2: System.out.println("游泳"); break; case 3: System.out.println("慢走"); break; case 4: System.out.println("动感单车"); break; case 5: System.out.println("拳击"); break; case 6: System.out.println("爬山"); break; case 7: System.out.println("好好吃一顿"); break; default: System.out.println("输入错误,没有这个星期"); break; } } }
4.3.3 switch的扩展知识
default的位置和省略情况
default可以放在任意位置,也可以省略
case穿透
不写break会引发case穿透现象
switch在JDK12的新特性
int number = 10; switch (number) { case 1 -> System.out.println("一"); case 2 -> System.out.println("二"); case 3 -> System.out.println("三"); default -> System.out.println("其他"); }
switch和if第三种格式各自的使用场景
当我们需要对一个范围进行判断的时候,用if的第三种格式
当我们把有限个数据列举出来,选择其中一个执行的时候,用switch语句
比如:
小明的考试成绩,如果用switch,那么需要写100个case,太麻烦了,所以用if简单。
如果是星期,月份,客服电话中0~9的功能选择就可以用switch
Test
题目
键盘录入星期数,输出工作日、休息日。
(1-5) 工作日,(6-7)休息日。
代码示例
//分析: //1.键盘录入星期数 Scanner sc = new Scanner(System.in); System.out.println("请输入星期"); int week = sc.nextInt();//3 //2.利用switch进行匹配 ---------------------------------------------------- 利用case穿透简化代码 switch (week){ case 1: case 2: case 3: case 4: case 5: System.out.println("工作日"); break; case 6: case 7: System.out.println("休息日"); break; default: System.out.println("没有这个星期"); break; } ---------------------------------------------------- 利用JDK12简化代码书写 switch (week) { case 1, 2, 3, 4, 5 -> System.out.println("工作日"); case 6, 7 -> System.out.println("休息日"); default -> System.out.println("没有这个星期"); }
for循环
循环语句可以在满足循环条件的情况下,反复执行某一段代码,这段被重复执行的代码被称为循环体语句,当反复 执行这个循环体时,需要在合适的时候把循环判断条件修改为false,从而结束循环,否则循环将一直执行下去,形成死循环。
格式
for (初始化语句; 条件判断语句; 条件控制语句) { 循环体语句; }
格式解释
初始化语句: 用于表示循环开启时的起始状态,简单说就是循环开始的时候什么样
条件判断语句:用于表示循环反复执行的条件,简单说就是判断循环是否能一直执行下去
循环体语句: 用于表示循环反复执行的内容,简单说就是循环反复执行的事情
条件控制语句:用于表示循环执行中每次变化的内容,简单说就是控制循环是否能执行下去
执行流程
①执行初始化语句
②执行条件判断语句,看其结果是true还是false
如果是false,循环结束
如果是true,继续执行
③执行循环体语句
④执行条件控制语句
⑤回到②继续
for循环书写技巧
确定循环的开始条件
确定循环的结束条件
确定循环要重复执行的代码
代码示例
//1.确定循环的开始条件 //2.确定循环的结束条件 //3.确定要重复执行的代码 //题目:打印5次HelloWorld //开始条件:1 //结束条件:5 //重复代码:打印语句 for (int i = 1; i <= 5; i++) { System.out.println("HelloWorld"); }
练习1 输出数据
题目
在控制台输出1-5和5-1的数据
代码
public class ForTest01 { public static void main(String[] args) { //题目:输出数据1-5 for(int i=1; i=1; i--) { System.out.println(i); } } }
练习2 求和
题目
求1-5之间的数据和,并把求和结果在控制台输出
代码
public class ForTest02 { public static void main(String[] args) { //求和的最终结果必须保存起来,需要定义一个变量,用于保存求和的结果,初始值为0 int sum = 0; //从1开始到5结束的数据,使用循环结构完成 for(int i=1; i<=5; i++) { //将反复进行的事情写入循环结构内部 // 此处反复进行的事情是将数据 i 加到用于保存最终求和的变量 sum 中 sum = sum + i; /* sum += i; sum = sum + i; 第一次:sum = sum + i = 0 + 1 = 1; 第二次:sum = sum + i = 1 + 2 = 3; 第三次:sum = sum + i = 3 + 3 = 6; 第四次:sum = sum + i = 6 + 4 = 10; 第五次:sum = sum + i = 10 + 5 = 15; */ } //当循环执行完毕时,将最终数据打印出来 System.out.println("1-5之间的数据和是:" + sum); } }
本题要点:
今后遇到的题目中,如果带有求和二字,请立即联想到求和变量
求和变量的定义位置,必须在循环外部,如果在循环内部则计算出的数据将是错误的
练习3-求偶数和
题目
求1-100之间的偶数和,并把求和结果在控制台输出
代码
public class ForTest03 { public static void main(String[] args) { //求和的最终结果必须保存起来,需要定义一个变量,用于保存求和的结果,初始值为0 int sum = 0; //对1-100的数据求和与1-5的数据求和几乎完全一样,仅仅是结束条件不同 for(int i=1; i<=100; i++) { //对1-100的偶数求和,需要对求和操作添加限制条件,判断是否是偶数 if(i%2 == 0) { //sum += i; sum = sum + i; } } //当循环执行完毕时,将最终数据打印出来 System.out.println("1-100之间的偶数和是:" + sum); } }
练习4-统计次数
题目
键盘录入两个数字,表示一个范围 统计这个范围中:既能被3整除,又能被5整除数字有多少个?
代码
while循环
格式
初始化语句; while(条件判断语句){ 循环体; 条件控制语句; }
练习1:打印5次HelloWorld
int i = 1; while(i <= 5){ System.out.println("HelloWorld"); i++; } System.out.println(i);
练习2:珠穆朗玛峰
//1.定义一个变量表示珠穆朗玛峰的高度 int height = 8844430; //2.定义一个变量表示纸张的厚度 double paper = 0.1; //定义一个计数器(变量),用来统计折叠的次数 int count = 0; //3.循环折叠纸张 //只有纸张的厚度 < 穆朗玛峰的高度 循环才继续,否则循环就停止 //坑:只有判断为真,循环才会继续 while(paper < height){ //折叠纸张 paper = paper * 2; count++; } //4.打印一下纸张的厚度 System.out.println(count);//27
do…while循环
这里了解即可,几乎用不到
格式
初始化语句; do{ 循环体; 条件控制语句; }while(条件判断语句);
特点
先执行,再判断
4.4.4 三种循环的区别
for和while循环,是先判断,再执行。
do…while是先执行,再判断。
当知道循环次数或者循环范围的时候,用for循环。
当不知道循环次数,也不知道循环范围,但是知道循环的结束条件时,用while循环。
无限循环
概念
又叫死循环,循环一直停不下来。
for格式
for(;;){ System.out.println("循环执行一直在打印内容"); }
解释:
初始化语句可以空着不写,表示循环之前不定义任何的控制变量。
条件判断语句可以空着不写,如果不写,默认表示true,循环一直进行。
条件控制语句可以空着不写,表示每次循环体执行完毕后,控制变量不做任何变化。
while格式
while(true){ System.out.println("循环执行一直在打印内容"); }
解释:
小括号里面就不能省略了,true一定要写出来,否则代码会报错。
do…while格式
do{ System.out.println("循环执行一直在打印内容"); }while(true);
解释:
小括号里面就不能省略了,true一定要写出来,否则代码会报错。
注意事项
最为常用的格式:while
无限循环下面不能再写其他代码了,因为永远执行不到。
其它循环
foreach循环(增强型for循环)
Iterator循环(迭代器循环)
标签循环
条件控制语句
break
不能单独存在的。可以用在switch和循环中,表示结束,跳出的意思。
代码示例:
//1.吃1~5号包子 for (int i = 1; i <= 5; i++) { System.out.println("在吃第" + i + "个包子"); //2.吃完第三个的时候就不吃了 if(i == 3){ break;//结束整个循环。 } }
continue
不能单独存在的。只能存在于循环当中。
表示:跳过本次循环,继续执行下次循环。
代码示例:
//1.吃1~5号包子 for (int i = 1; i <= 5; i++) { //2.第3个包子有虫子就跳过,继续吃下面的包子 if(i == 3){ //跳过本次循环(本次循环中,下面的代码就不执行了),继续执行下次循环。 continue; } System.out.println("在吃第" + i + "个包子"); }
练习
练习一:逢七过
题目
朋友聚会的时候可能会玩一个游戏:逢7过
游戏规则:从任意一个数字开始报数,当你要报的数字是包含7或者是7的倍数时都要说过:过
使用程序在控制台打印出1-100之间的满足逢七必过规则的数据
举例
1 2 3 4 5 6 过 8 9 10 11 12 13 过 15 16 过 18 …
代码
/*朋友聚会的时候可能会玩一个游戏:逢7过 游戏规则:从任意一个数字开始报数,当你要报的数字是包含7或者是7的倍数时都要说过:过 题目:使用程序在控制台打印出1-100之间的满足逢七必过规则的数据*/ //分析: //个位7 十位7 7倍数 //1 2 3 4 5 6 过 8 9 10 11 12 13 过 15 16 过 18 19 20 过.... //69 过 过 过 过 过 过... 80 //1.得到1~100之间的每一个数字 //开始:1 //结束:100 for (int i = 1; i <= 100; i++) { //2.判断每一个数字,如果符合规则,就打印过,如果不符合规则就打印真实的数字 if(i % 10 == 7 || i / 10 % 10 == 7 || i % 7 == 0){ System.out.println("过"); continue; } System.out.println(i); }
练习二:平方根
题目
键盘录入一个大于等于2的整数x,计算并返回 x 的 平方根 。结果只保留整数部分,小数部分将被舍去
代码
/*题目:键盘录入一个大于等于2的整数 x ,计算并返回 x 的 平方根 。 结果只保留整数部分 ,小数部分将被舍去 。*/ //分析: //平方根 16的平方根4 // 4的平方根2 // 10 // 1 * 1 = 1 < 10 // 2 * 2 = 4 < 10 // 3 * 3 = 9 10 //推断:10的平方根是在3~4之间。 // 20 // 1 * 1 = 1 < 20 // 2 * 2 = 4 < 20 // 3 * 3 = 9 < 20 // 4 * 4 = 16 20 //推断:20的平方根是在4~5之间。 //在代码当中 //从1开始循环,拿着数字的平方跟原来的数字进行比较 //如果小于的,那么继续往后判断 //如果相等,那么当前数字就是平方根 //如果大于的,那么前一个数字就是平方跟的整数部分 //1.键盘录入一个整数 Scanner sc = new Scanner(System.in); System.out.println("请输入一个整数"); int number = sc.nextInt(); //2.从1开始循环判断 //开始:1 结束: number for (int i = 1; i number){ System.out.println((i - 1) + "就是" + number + "平方根的整数部分"); break; } }
练习三:判断是否为质数
题目
键盘录入一个正整数 x ,判断该整数是否为一个质数
代码
//题目:键盘录入一个正整数 x ,判断该整数是否为一个质数。 //质数: //如果一个整数只能被1和本身整除,那么这个数就是质数。否则这个数叫做合数 //7 = 1 * 7 质数 //8 = 1 * 8 2 * 4 合数 //分析: //1.键盘录入一个正整数 //number Scanner sc = new Scanner(System.in); System.out.println("请输入一个正整数"); int number = sc.nextInt();//9 //定义一个变量,表示标记 //标记着number是否为一个质数 //true: 是一个质数 //false : 不是一个质数 //表示最初就认为number是一个质数 boolean flag = true; //2.判断 //写一个循环,从2开始判断,一直判断到number-1为止 //看这个范围之内,有没有数字可以被number整除 for (int i = 2; i < number; i++) { //i 依次表示这个范围之内的每一个数字 //看number是否能被i整除就可以了 if(number % i == 0){// 9 % 2 = 1 flag = false; //System.out.println(number + "不是一个质数"); break; }/*else{ System.out.println(number + "是一个质数"); }*/ } //只有当这个循环结束了,表示这个范围之内所有的数字都判断完毕了 //此时才能断定number是一个质数 if(flag){ System.out.println(number + "是一个质数"); }else{ System.out.println(number + "不是一个质数"); }
练习四:猜数字小游戏
题目
程序自动生成一个1-100之间的随机数,在代码中使用键盘录入去猜出这个数字是多少? 使用循环猜,一直猜中为止
思路分析
生成一个1-100之间的随机数
使用键盘录入去猜出这个数字是多少
把反复猜的代码写在循环中
代码
//1.生成一个1-100之间的随机数 Random r = new Random(); int number = r.nextInt(100) + 1;// 0 ~ 99 + 1 --- 1 ~ 100 System.out.println(number); //2.使用键盘录入去猜出这个数字是多少? Scanner sc = new Scanner(System.in); while(true){ System.out.println("请输入一个整数"); int guessNumber = sc.nextInt(); //3.比较 if(guessNumber > number){ System.out.println("您猜的数字大了"); }else if(guessNumber < number){ System.out.println("您猜的数字小了"); }else{ System.out.println("恭喜你,猜中了"); break; } }
补充-Random
使用步骤
导包
import java.util.Random; // 导包的动作必须出现在类定义的上边
创建对象
Random r = new Random (); // 上面这个格式里面,只有r是变量名,可以变,其他的都不允许变
生成随机数
int number = r.nextInt(随机数的范围); // 上面这个格式里面,只有number是变量名,可以变,其他的都不允许变 // 随机数范围的特点:从0开始,不包含指定值。比如:参数为10,生成的范围[0,10)
代码示例1
//1.导包 import java.util.Random; public class RandomDemo1 { public static void main(String[] args) { //2.创建对象 Random r = new Random(); //3.生成随机数 int number = r.nextInt(100);//包左不包右,包头不包尾 //0 ~ 99 System.out.println(number); } }
若为r.nextInt(10)
,则表明要生成的数的范围在0-9之间
如何生成任意区间的随机数呢?例如,我们要生成7-15之间的任意数,可以
int number = r. nextInt(9) + 7;
代码示例2
//1.生成一个1-100之间的随机数 Random r = new Random(); int number = r.nextInt(100) + 1;// 0 ~ 99 + 1 --- 1 ~ 100 System.out.println(number); //2.使用键盘录入去猜出这个数字是多少? Scanner sc = new Scanner(System.in); while(true){ System.out.println("请输入一个整数"); int guessNumber = sc.nextInt(); //3.比较 if(guessNumber > number){ System.out.println("您猜的数字大了"); }else if(guessNumber < number){ System.out.println("您猜的数字小了"); }else{ System.out.println("恭喜你,猜中了"); break; } }