Java 流程控制

村雨遥

发布于 2023-05-30 15:25:23

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发布于 2023-05-30 15:25:23

文章被收录于专栏：JavaParkJavaPark

前言

我们在 上一篇文章 中讲了各种操作符的使用技巧，接上一篇文章中的内容，本次文章主要将流程控制，文章主要内容安排如下：

输入输出
顺序结构
分支结构
循环结构

输入输出

之前的学习中，我们会发现都是通过定义变量并赋初值的方式来得到一个实现固定好值的变量。假如我们现在不想再以这种方式获取变量值，而想要直接控制变量值，又该怎么做呢？这就涉及到 Java 中的输入输出相关知识了，以下就先来看看，如何实现从控制台输入，并从控制台输出吧。

输入

先来看一个实例：

import java.util.Scanner;

/**
 * @author : cunyu
 * @version : 1.0
 * @className : Main
 * @date : 2021/4/15 13:53
 * @description : 输入
 */

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("输入整型");
        int num = scanner.nextInt();
        System.out.println("输入的整型：" + num);

        System.out.println("输入字符型");
        String name = scanner.next();
        System.out.println("输入的字符型：" + name);

        System.out.println("输入浮点型");
        float floatNum = scanner.nextFloat();
        System.out.println("输入的字符型：" + floatNum);
        double doubleNum = scanner.nextDouble();
        System.out.println("输入的字符型：" + doubleNum);


    }
}

要实现从控制台输入并读取到我们的程序中时，需要借助 Scanner 类，它属于标准输入流，其步骤总结如下：

首先，需要导入 Scanner 类。即 import java.util.Scanner，其中 import 表示导入某个类，并且只能放在程序的开头。
然后创建 Scanner 对象。这里需要注意，创建时需要传入 System.in，表示标准输入流，与之对应的 System.out 则代表标准输出流。
最后就是读取用户输入即可。这里读取时，调用不同的方法 Scanner 会自动转换数据类型，不用我们去进行手动转换。

从控制台获取不同类型的输入，其常用方法如下：

返回值	方法名	描述
boolean	hasNext()	如果还有输入，则返回 true，否则返回 false
String	next()	返回输入的字符串，以空格为分隔符
String	nextLine()	返回输入的字符串，以换行为分隔符
int	nextInt()	输入整型数
long	nextLong()	输入长整型数
float	nextFloat()	输入单精度数
double	nextDouble	输入双精度数

这里值得注意的是 next() 和 nextLine 两个方法，虽然他们的作用都是用于获取输入的 String 类型的内容，但是它们具体的处理机制又会有所区别。针对 next() 而言，它会自动消除有效字符前的空格，从而只返回输入的字符，得到的字符串都不会带有空格。也就是说，当使用 next() 时，如果遇到空格，此时就会停止录入，只录入空格前的内容，而空格后的内容则会保留到缓冲区。除了空格之外，next() 也会对制表符和换行符采用同样的处理方式。而对 nextLine() 来说，它会返回换行符之前的所有内容，甚至是带空格的字符串。

因此，在使用时一定要注意它们之间的区别，合理搭配使用，从而得到自己想要的结果。

输出

其实从一开始的 hello world 到目前的代码中，我们已经接触过输出了，也就是我们的 System.out.println()。

其中 println 表示输出并换行，如果我们不想换行，则使用 print 就可以了。

通过上述方式所输出的内容都是挤在一起的，十分不方便我们阅读。为了更加清晰的打印出我们所需要的结果，可以使用格式化输出。

要使用格式化输出，需要使用 System.out.printf() 或者 System.out.format() 搭配占位符，然后在后面的参数格式化成指定格式即可，两者达成的效果是等价的。常见的占位符如下：

占位符	描述
%d	格式化输出整数
%f	格式化输出浮点数
%s	格式化输出字符串
%x	格式化输出十六进制整数
%e	格式化输出科学计数法表示的浮点数

此外，我们还可以使用各种转义字符来使得我们的输出更为简洁，常见的转义字符及意义如下表所示。

转义字符	描述
\n	换行
\t	水平制表符
\\	表示一个反斜杠
\'	表示一个单引号
\"	表示一个双引号

/**
 * @author : cunyu
 * @version : 1.0
 * @className : Main
 * @date : 2021/4/15 14:48
 * @description : 输出
 */

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int num1 = 10;
        double num2 = 34.9;
        float num3 = 3.34f;
        String name = "村雨遥";

        //        换行及不换行输出
        System.out.println("公众号：" + name);
        System.out.print("公众号：" + name);
        System.out.println(num1);

        //        格式化输出
        System.out.println("格式化输出：");
        System.out.printf("num1 = %d\n", num1);
        System.out.format("num2 = %f\t num3 = %f\n", num2, num3);
        System.out.printf("name = %s\n", name);
        System.out.format("name = %s\n", name);
    }
}

顺序结构

顺序结构

顺序结构如上图所示，它可以说是最简单的，只需要按照解决问题的顺序写出对应的语句即可，其执行顺序是自上而下，依次执行的。就类似于我们求解一道数学题，你得根据题意一步一步来，直至解出最后的答案。

分支结构

上图是分支结构，顺序结构虽然能够处理计算、输出等问题，当遇到需要判断选择时，顺序结构已经不能很好的解决了，此时就需要使用分支结构。Java 中，分支结构相关的语句主要涉及到 if 和 switch 相关，下面就分别来看一下。

if

单次判断

当我们只进行一次判断时，可以使用一个 if 语句包含一个条件表达式，其语法格式如下；

if(条件表达式){
    执行语句;
}

其执行逻辑如下图所示，如果条件表达式的值为 true，则执行 if 语句块中的执行语句，否则就执行 if 语句块后边的代码；

多次判断

要进行多次判断时，可以使用 if…else 的形式，其语法格式如下；

if(条件表达式 1){
    执行语句 1;
} else if(条件表达式 2){
 执行语句 2;
} else if(…){
    …
}…

其执行逻辑如下图所示，如果条件表达式 1 为 true，则执行执行语句 1，否则接着判断条件表达式 2，若为 true，则执行执行语句 2，以此类推，直到完成最后一个条件表达式的判断。

import java.util.Scanner;

/**
 * @author : cunyu
 * @version : 1.0
 * @className : Main
 * @date : 2021/4/15 15:45
 * @description : 条件判断
 */

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入分数：");
        double score = scanner.nextDouble();

        if (score < 0 || score > 100) {
            System.out.println("输入的分数不在0-100之间，不符合要求");
        } else if (score >= 90) {
            System.out.println("A");

        } else if (score >= 80) {
            System.out.println("B");

        } else if (score >= 60) {
            System.out.println("C");
        } else {
            System.out.println("D");

        }
    }
}

switch

当我们需要使用 if 进行判断时，难免显得有些繁琐。此时，我们就可以使用 switch 来进行替代，通过判断一个变量所属范围，从而划分出不同的分支。

switch 分支的语法格式如下：

switch(表达式){
    case value1:
        执行语句1;
        break;
    case value2:
        执行语句2;
        break;
    ……
    default:
        执行语句;
        break;
}

通过判断表达式的值，然后执行对应值下的执行语句，而 default 下的执行语句表示如果 switch 表达式未匹配到对应的值时所执行的语句；

一个 switch 的实例如下：

import java.util.Scanner;

/**
 * @author : cunyu
 * @version : 1.0
 * @className : Main
 * @date : 2021/4/15 15:49
 * @description : switch
 */

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        System.out.print("请输入该学生成绩：");
        int grade = input.nextInt();//定义grade且获取键盘输入的整数
        if (grade < 0 || grade > 100) {//输入的整数范围应为0-100
            System.out.println("输入的成绩有误");
            return;
        }
        switch (grade / 10) {
            case 10:
            case 9:
                System.out.println("该学生成绩优秀");
                break;
            case 8:
                System.out.println("该学生成绩良好");
                break;
            case 7:
                System.out.println("该学生成绩中等");
                break;
            case 6:
                System.out.println("该学生成绩基本合格");
                break;
            default:
                System.out.println("该学生成绩不合格");
                break;
        }
    }
}

而在使用 switch 分支语法时，需要遵循一定的规则：

switch 中的变量类型可以是：byte、short、int、char、String （自 JDK 1.7 开始）；
switch 语句根据表达式的结果跳转到对应的 case 结果，然后执行其后跟着的语句，直到遇到 break 才结束执行；
默认情况下，一般都会跟着一个 default 的分支，用于未匹配到对应情况时的执行情况；

循环结构

上图为循环结构示意，让程序中遇到需要反复执行某一个功能时，我们发现顺序结构以及分支结构实现起来都太过于繁琐，于是又提出了循环结构的相关概念。通过循环结构，我们就可以通过判断循环语句，然后判断是否进入循环体。Java 中，循环结构主要涉及的语句有 while、for、continue、break 等。

while

假设我们现在有一个题目，需要你计算 1 + 2 + 3 + …… + 50 的结果，你会怎么办呢？

这么写么：

/**
 * @author : cunyu
 * @version : 1.0
 * @className : Main
 * @date : 2021/4/16 9:35
 * @description : while
 */

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 1 + 2;
        sum += 3;
        sum += 4;
        ……
        sum += 50;
        System.out.println("1 + 2 + 3 + …… + 50 = " + sum);
    }
}

这么写就太麻烦了，计算到 50 的值就已经很多了，假如有 1000,10000 甚至更大，那我们岂不是写个好久才能写完。这个时候我们就得找找有没有简单的方法，能够只写几句就实现相同的效果呢？答案是：Yes，这就是我们这一小节将要讲到的循环。

/**
 * @author : cunyu
 * @version : 1.0
 * @className : Main
 * @date : 2021/4/16 9:35
 * @description : while
 */

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;
        int num = 1;
        while (num <= 50) {
            sum += num;
            num++;
        }
        System.out.println("1 + 2 + 3 + …… + 50 = " + sum);
    }
}

从上面的实例，利用 while 循环，我们就能轻易达成循环的效果。其语法格式如下：

while(表达式){
    执行语句;
}

只要表达式为 true，就会不断循环执行其中的执行语句，直到表达式为 false，此时便跳出循环，不再执行其中的执行语句。

除开上面的形式之外，还有另一种 while 形式：

do{
    执行语句;
}while(表达式);

两者的最大区别在于：do……while 无论 表达式 是否为 true，都至少会执行一次。

/**
 * @author : cunyu
 * @version : 1.0
 * @className : Main
 * @date : 2021/4/16 9:35
 * @description : while
 */

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;
        int num = 10;
        while (num <= 9) {
            sum += num;
            num++;
        }
        System.out.println("sum = " + sum);
    }
}

/**
 * @author : cunyu
 * @version : 1.0
 * @className : Main
 * @date : 2021/4/16 9:35
 * @description : while
 */

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;
        int num = 10;
        do {
            sum += num;
            num++;
        } while (num < 10);
        System.out.println("sum = " + sum);
    }
}

观察以上两个实例，在 while 程序中，我们定义 num = 10，然后假设 num <= 9 时就进入循环体，而

10 > 9

，所以不进入循环体，直接打印 sum 的值为 0。而在 do…while 程序中，我们同样定义 num = 10，然后假设 num < 10 时继续循环，很明显不满足该情况，理应跳出循环，打印出 sum 的值为 10，说明此时还是进行了一次循环。

因此，当我们需要在 while 和 do……while 之间做出选择时，如果我们最少需要进行一次循环，则选择 do……while，其他情况下选用两者都可以。

for

普通 for 循环

除开 while 和 do……while 之外，我们还有 for 循环来达成同样的结果，只是表达方法不一样。同样以上面计算 1 + 2 + …… + 50 为例，可以写成如下的形式：

/**
 * @author : cunyu
 * @version : 1.0
 * @className : Main
 * @date : 2021/4/16 10:20
 * @description : for 循环
 */

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;
        for (int num = 1; num <= 50; num++) {
            sum += num;
        }

        System.out.println("1 + 2 + …… + 50 = " + sum);
    }
}

for 循环的语法形式如下：

for(初始条件;终止条件;更新语句){
    循环语句;
}

for 循环的执行步骤如下：

首先执行初始条件，可以声明一种类型，但可以初始化一个或多个循环控制变量，甚至可以放空；
接着判断终止条件，如果为 true，则进入循环体执行循环语句；如果为 false，则终止循环，执行循环体后面的语句；
一次循环完成后，执行更新语句来更新循环控制变量；
最后再次判断终止条件，循环以上三个步骤；

for 和 while 最大的区别就在于 for 循环一般都是事先知道需要循环的次数的，而 while 循环则不需要。

增强 for 循环

自 Java 5 后，引入了一种增强型 for 循环，主要用于数字遍历，其语法格式如下：

for(声明语句:表达式){
 // 循环语句
}

/**
 * @author : cunyu
 * @version : 1.0
 * @className : Main
 * @date : 2021/4/16 10:39
 * @description : 增强 for 循环
 */

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] numbers = {1, 4, 5, 6, 9, 10};
        for (int number : numbers) {
            System.out.print(number + "\t");
        }
    }
}

其中，声明语句一般是声明一个同数组数据类型相同的局部变量，而表达式则是要访问的数组名或者返回值是数组的方法。

continue & break

break

主要用在循环语句或者 switch 语句中，表示跳出最里层的循环，然后继续执行该循环下的语句。

break 在 switch 语句中的用法已经见识过了，我们就来看看它在循环中的应用。

/**
 * @author : cunyu
 * @version : 1.0
 * @className : Main
 * @date : 2021/4/16 10:51
 * @description : break & continue
 */

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 1; i < 10; i++) {
            System.out.println("i = " + i);
            if (i == 5) {
                break;
            }
        }
    }
}

观察结果可知，当 i == 5 时，我们执行了 break 语句，此时就直接跳出了 for 循环，而不再进行下一次的循环。

continue

continue 也同样是应用在循环控制结构中，主要是让程序跳出当次循环，进而进入下一次循环的迭代。

在 for 循环中，执行 continue 语句后，直接跳转到更新语句，而不再执行 continue 后的语句。而在 while 或 do……while 循环中，执行 continue 语句后，直接跳转到表达式的判断。

/**
 * @author : cunyu
 * @version : 1.0
 * @className : Main
 * @date : 2021/4/16 10:51
 * @description : break & continue
 */

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 1; i < 10; i++) {
            if (i == 5) {
                continue;
            }
            System.out.println("i = " + i);
        }
    }
}