3.5 选择与循环语句

3.5 选择与循环语句

3.5.1 程序的结构

一般来说程序的结构有顺序结构、选择结构和循环结构三种，这三种结构有一个共同点，就是它们都只有一个入口，也只有一个出口。单一入出口可以让程序易读、好维护，也可以减少调试时间。

1. 顺序结构

程序由上至下逐行执行，一条语句执行完之后继续执行下一句，一直到程序末尾。

2. 选择结构

根据条件的成立与否决定要执行哪些语句。流程图如图所示： 

 

 3. 循环结构

根据判断条件的成立与否决定程序段落的执行次数，程序段落称为循环主体。

 

3.5.2 选择结构

1. if语句

if语句格式：

if（判断条件）{

      主体；

}

若是主体中的语句只有一个，则可省略大括号。

流程图如下：

 

2. if···else语

适合于程序中存在大量分支的判断语句。

if···else语句格式：

if（判断条件）{

       主体1；

} else{

      主体2；

}

若在if语句或else语句主体中的语句只有一个，可以将大括号省去。

流程图如下：

 3. 三目运算符

等价于if···else

三目运算符

三目运算符	意义
？：	根据条件的成立与否来决定结果为：前面还是后面的表达式

？：语句格式：

变量=条件判断？表达式1：表达式2

三目运算符比if···else更简洁，执行速度更快。

 4. if···else if···else语句

在if···else中判断多个条件时用到

if···else if···else语句格式：

if（条件判断1）{

      主体1；

}else if{

      主体2；

}

······        //多个else if语句

else{

      主体3；

}

 5. switch语句

switch语句将多选一的情况简化，使程序简洁易懂。if···else容易配对混淆，造成阅读上及运行上的错误，switch可以避免。

switch语句格式：

switch（表达式）{

        case 选择值 1：语句主体1

                                  break； 

       case 选择值 2：语句主体2

                                  break；

       ·······  

       case 选择值 n：语句主体n

                                  break；

       default：            语句主体；

}

switch中选择值只能是字符或常量。JDK1.5之后，也支持枚举的判断。

执行流程：

1.先计算括号中表达式的结果，结果是数字、字符或枚举

2.根据结果检测是否符合case后面的选择值，若所有case的选择值都不符合，则执行default，执行完毕即结束switch

3.如果结果符合某个case，则执行该case包含的语句，一直遇到break才结束switch

4.若是没有在case语句结尾处加上break，则会一直执行到switch结尾才结束  break是跳出语句

5.若是没有定义default，则什么也不执行，直接退出switch

流程图如下所示：

break语句的作用：

如果不加break，则switch语句会从第一个满足条件的case开始依次执行操作，直到最后一个条件执行完毕才会退出switch

 

3.5.3 循环结构

1. while循环

while是循环语句，也是条件判断语句。当事先不知道循环多少次时，就用到while

while语句格式：

while（循环条件判断）{

           语句1；

           语句2；

           ······

           语句n；

           循环条件更改；

}

当主体只有一个语句时，可以省略大括号。在while循环语句中只有一个判断条件，它可以是任何表达式。为真循环执行，再重复测试判断条件，执行主体，直到条件为假，才跳离循环

执行流程：

1.第一次进入while循环前，必须先为循环控制变量（或表达式）赋起始值

2.根据判断条件的内容决定是否要继续执行循环

3.执行完主体后，重新为循环控制变量（或表达式）赋值（增加或减少），由设计者实现，完成后回到步骤2重新判断是否继续执行循环

如果程序中没有修改循环条件，那么程序就会出现“死循环”。出现死循环要直接结束程序（在命令行方式下，CTRL+C结束程序）

 2. do···while循环

该循环也是用于未知循环执行次数的情况，与while循环最大的区别是在测试前都会执行一次循环体。

do···while语句格式：

do{

     语句1；

     ·······

     语句n；

     循环条件改变；

}while（循环条件判断）；

当主体只有一个语句时，可以省略大括号

执行流程：

1.进入循环前，要先为循环控制变量（或表达式）赋起始值

2.直接执行循环主体，执行完毕才根据条件判断是否继续执行

3.执行完循环主体后，重新为循环控制变量（或表达式）赋值（增加或减少），需要编程人员自己实现，然后再回到2重新判断是否继续执行循环

 

 3.for循环

如果已经明确知道了循环次数，使用for循环

for语句格式：

for（赋初始值；判断条件；赋值增减量）{

           语句1；

           ········

           语句n；

}

若是循环主体只含一条语句，可省略大括号

执行流程：

1.第一次进入for循环时，要为循环控制变量赋起始值

2.根据判断条件检查是否要继续执行循环

3.执行完循环后，控制变量会根据增减量的要求更改循环控制变量的值，然后回到2重新判断是否继续执行循环

 

 4. 循环的嵌套

多个循环是可以嵌套的。

打印九九乘法表：

package com;

public class ForNestedDemo {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 1; i <=9; i++) {
            for (int j = 1; j <= i; j++) {
                System.out.print(i+"*"+j+"="+i*j+"\t");
            }
            System.out.print("\n");
        }
    }
}

1*1=1	
2*1=2	2*2=4	
3*1=3	3*2=6	3*3=9	
4*1=4	4*2=8	4*3=12	4*4=16	
5*1=5	5*2=10	5*3=15	5*4=20	5*5=25	
6*1=6	6*2=12	6*3=18	6*4=24	6*5=30	6*6=36	
7*1=7	7*2=14	7*3=21	7*4=28	7*5=35	7*6=42	7*7=49	
8*1=8	8*2=16	8*3=24	8*4=32	8*5=40	8*6=48	8*7=56	8*8=64	
9*1=9	9*2=18	9*3=27	9*4=36	9*5=45	9*6=54	9*7=63	9*8=72	9*9=81	

Process finished with exit code 0

说明：

1.i为外层循环的循环控制变量，j为内层循环的循环控制变量

2.当i为1时，符合外层for循环的判断条件(i<=9)，进入内层for循环主体。此时j的初值为1，符合内层for循环的判断条件(j<=i)，输出i*j的值(1*1=1)。如果j的值加一后仍符合判断条件，则再次执行内层主体，直到j的值大于i时，离开内层循环，回到外层循环。此时，i的值加一为2，符合外层for循环的判断条件，继续执行内层for循环，直到i的值大于9时离开嵌套循环

 3.5.4 循环的中断

Java中，可以使用如beak、continue等中断语句。站在结构化程序设计的角度上，并不鼓励用户使用中断语句，因为中断语句会增加调试及阅读的难度。

 1. break语句

break语句强迫程序中断循环。当程序执行到break时，会离开循环，继续执行循环外层的下一个语句。如果break语句出现在嵌套循环的内层循环，则break只会跳出当前层的循环。

break格式：

for（初值赋值；判断条件；设增减量）{

          语句1；

          ·······

          break；

          ·······             //若执行break语句，则此块的语句不会被执行

          语句n；

}

········                    //跳出循环后，继续执行此块语句

package com;

public class BreakDemo {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {          //使用for循环
            if(i==3){                           //如果i的值为3，则退出整个循环
                break;                          //退出整个循环
            }
            System.out.println("i="+i);         //打印信息
        }
    }
}

i=0
i=1
i=2

Process finished with exit code 0

 

 2. continue语句

continue语句强迫程序跳到循环的起始处。当程序运行到continue时，会停止运行剩余的循环主体，而是回到循环的开始处继续执行。

continue格式：

for（初值赋值；判断条件；设增减量）{

         语句1；

         ·······

        continue；

        ·······                //若执行continue语句，则此处将不会被执行

        语句n；

}

package com;

public class BreakDemo {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {          //使用for循环
            if(i==3){                           //如果i的值为3，则退出整个循环
                continue;                          //退出整个循环
            }
            System.out.println("i="+i);         //打印信息
        }
    }
}

i=0
i=1
i=2
i=4
i=5
i=6
i=7
i=8
i=9

Process finished with exit code 0

i=3时，遇到continue没有继续向下执行，因此没有输出

局部变量：循环语句中定义的变量属于局部变量，指此变量只能在循环语句中使用，而在循环外的语句无法使用

eg：for中的i