第三章：流程控制语句

1. 顺序结构

• 特点：从上到下依次执行 ，中间没有任何判断和跳转

2. 分支语句

2.1 if-else 条件判断结构

• 结构一： 单分支条件判断 ：if

  • 格式：

    if(条件表达式) {
    	语句块;
    }

  • 说明：条件表达式必须是布尔表达式(关系表达式或逻辑表达式)或布尔变量

• 结构二：双分支条件判断： if-else

  • 格式

    if(条件表达式) { 
      	语句块1;
    }else {
      	语句块2;
    }

• 格式三： 多分支条件判断： if…else if….else

  • 格式

    if (条件表达式1) {
      	语句块1;
    } else if (条件表达式2) {
      	语句块2;
    }
    ...
    }else if (条件表达式n) {
     	语句块n;
    } else {
      	语句块n+1;
    }

  • 说明：一旦表达式为true , 则进入执行相应的语句块，执行完成对应的语句块之后 ，就跳出当前结构

  • 注意：

    • 当条件表达式之间是“互斥​”关系时（即彼此没有交集），条件判断语句及执行语句间顺序无所谓。
    • 当条件表达式之间是“包含​”关系时，“小上大下 / 子上父下​”，否则范围小的条件表达式将不可能被执行。

2.2 if…else 嵌套

• 执行的特点

  1. 如果是嵌套在if语句块中的，只有当外部的if条件满足，才会去判断内部的条件
  2. 如果是嵌套在else语句块中的，只有当外部的if条件不满足，进入else后，才会去判断内部的条件

其他说明：

• 语句块只有一条执行语句时，一对{}可以省略​，但建议保留
• 当 if-else 结构是 “多选一”时 ，最后 else是可选的 ， 根据需要可以省略

2.3 switch-case 选择结构

• 基本语法

  • 语法格式：

    switch(表达式){
        case 常量值1:
            语句块1;
            //break;
        case 常量值2:
            语句块2;
            //break; 
        // ...
       [default:
            语句块n+1;
            break;
       ]
    }

  • 使用注意点：

    • switch(表达式)中表达式的值必须是下述几种类型之一：byte，short，char，int，枚举 (jdk 5.0)，String (jdk 7.0)；
    • ==case子句中的值必须是常量==​，不能是变量名或不确定的表达式值或范围；
    • 同一个switch语句，所有case子句中的常量值互不相同；
    • break语句用来在执行完一个case分支后使程序跳出switch语句块；
      如果没有break，程序会顺序执行到switch结尾；
    • default子句是可选的。同时，位置也是灵活的。当没有匹配的case时，执行default语句。

• 利用case的穿透性：

  • 在switch语句中，如果case的后面不写break，将出现穿透现象，也就是一旦匹配成功，不会在判断下一个case的值，直接向后运行，直到遇到break或者整个switch语句结束，执行终止。

2.4 if-else 语句与switch-case语句比较

• 结论：凡是使用switch-case的结构都可以转换为if-else结构。反之，不成立。
• 开发经验：如果既可以使用switch-case，又可以使用if-else，建议使用switch-case。因为效率稍高。

• 细节对比：

  • if-else语句优势

    • if语句的条件是一个布尔类型值，if条件表达式为true则进入分支，可以用于范围的判断，也可以用于等值的判断，使用范围更广​。
    • switch语句的条件是一个常量值（byte,short,int,char,枚举,String），只能判断某个变量或表达式的结果是否等于某个常量值，使用场景较狭窄​。

  • switch语句优势

    • 当条件是判断某个变量或表达式是否等于某个固定的常量值时，使用if和switch都可以，习惯上使用switch更多。因为效率稍高​。当条件是区间范围的判断时，只能使用if语句。
    • 使用switch可以利用穿透性​，同时执行多个分支，而if…else没有穿透性。

3. 循环语句

• 理解：循环语句具有在某些条件下满足的情况下 ，反复执行特定代码的功能

• 循环结构分类：

  • for循环
  • while循环
  • do-while循环

• 循环结构四要素

  • 初始部分
  • 循环条件部分
  • 循环体部分
  • 迭代部分

3.1 for循环

• 基本语法：

• 语法格式

  for (①初始化部分; ②循环条件部分; ④迭代部分)｛
           	③循环体部分;
  ｝

• 执行过程： ①-②-③-④-②-③-④-②-③-④-…..-②

• 图示

  

• 说明：

  • for(;;)中的两个；不能多也不能少
  • ①初始化部分可以声明多个变量，但必须是同一个类型，用逗号分隔
  • ②循环条件部分为boolean类型表达式，当值为false时，退出循环
  • ④可以有多个变量更新，用逗号分隔

3.2 while 循环

• 基本语法

  • 语法格式

    ①初始化部分
    while(②循环条件部分)｛
        ③循环体部分;
        ④迭代部分;
    }

  • 执行过程： ①-②-③-④-②-③-④-②-③-④-…-②

  • 图示：

    

  • 说明：

    • while(循环条件)中循环条件必须是boolean类型。
    • 注意不要忘记声明④迭代部分。否则，循环将不能结束，变成死循环。
    • for循环和while循环可以相互转换。二者没有性能上的差别。实际开发中，根据具体结构的情况，选择哪个格式更合适、美观。
    • for循环与while循环的区别：初始化条件部分的作用域不同。

3.3 do-while 循环

• 基本语法

  • 语法格式

    ①初始化部分;
    do{
    	③循环体部分
    	④迭代部分
    }while(②循环条件部分); 

  • 执行过程：①-③-④-②-③-④-②-③-④-…-②

  • 图示：

    

  • 说明：

    • 结尾while(循环条件)中循环条件必须是boolean类型
    • do{}while();最后有一个分号
    • do-while结构的循环体语句是至少会执行一次，这个和for和while是不一样的
    • 循环的三个结构for、while、do-while三者是可以相互转换的。

3.4 对比三种循环结构

• 三种循环结构都具有四个要素：

  • 循环变量的初始化条件
  • 循环条件
  • 循环体语句块
  • 循环变量的修改的迭代表达式

• 从循环次数角度分析

  • do-while循环至少执行一次循环体语句。
  • for和while循环先判断循环条件语句是否成立，然后决定是否执行循环体。

• 如何选择

  • 遍历有明显的循环次数（范围）的需求，选择for循环
  • 遍历没有明显的循环次数（范围）的需求，选择while循环
  • 如果循环体语句块至少执行一次，可以考虑使用do-while循环
  • 本质上：三种循环之间完全可以互相转换，都能实现循环的功能

3.5 无限循环

• 基本语法

  • 语法格式：最简单的无限循环格式：==while(true) , for( ; ;)==​

  • 适用场景

    • 开发中，有时并不确定需要循环多少次，需要根据循环体内部某些条件，来控制循环的结束（使用break）。
    • 如果此循环结构不能终止，则构成了死循环！开发中要避免出现死循环。

3.6 嵌套循环

• 所谓嵌套循环，是指一个循环结构A的循环体是另一个循环结构B。比如，for循环里面还有一个for循环，就是嵌套循环。其中，for ,while ,do-while均可以作为外层循环或内层循环。

  • 外层循环：循环结构A
  • 内层循环：循环结构B
• 实质上，嵌套循环就是把内层循环当成外层循环的循环体​。只有当内层循环的循环条件为false时，才会完全跳出内层循环，才可结束外层的当次循环，开始下一次的外层循环。
• 设外层循环次数为m​次，内层为n​次，则内层循环体实际上需要执行m*n​次。
• 技巧： 从二维图形的角度看，外层循环控制行数​，内层循环控制列数​。
• 开发经验： 实际开发中，我们最多见到的嵌套循环是两层。一般不会出现超过三层的嵌套循环。如果将要出现，一定要停下来重新梳理业务逻辑，重新思考算法的实现，控制在三层以内。否则，可读性会很差。

4. 关键字break 和 coutinue 的使用

关键字	适用范围	在循环结构中使用的作用
break	switch-case循环结构	一旦执行，就结束(或跳出)当前循环结构
continue	循环结构	一旦执行，就结束(或跳出)当次循环结构

此外，很多语言都有goto语句，goto语句可以随意将控制转移到程序中的任意一条语句上，然后执行它，但使程序容易出错。Java中的break和continue是不同于goto的。

5. Scanner: 键盘输入功能的实现

• 键盘输入代码的四个步骤

  1. 导包：import java.util.Scanner;​
  2. 创建Scanner类型的对象：Scanner scan = new Scanner(System.in);​
  3. 调用Scanner类的相关方法（next() / nextXxx()​），来获取指定类型的变量
  4. 释放资源：scan.close();​
• 注意：需要根据相应的方法，来输入指定类型的值 ，如果输入的数据类型与要求的类型不匹配时 ，会报异常导致程序终止

获取随机数代码演示：

class MathRandomTest {
	public static void main(String[] args) {
		double value = Math.random();
		System.out.println(value);

		//[1,6]
		int number = (int)(Math.random() * 6) + 1; //
		System.out.println(number);
	}
}

6. 谷粒记账

应用类：NorthAccount

package com.north;

/**
 * @author Stone
 * @date 2024/1/17$
 */
@SuppressWarnings("all")
public class NorthAccount {
    public static void main(String[] args) {
        boolean flag = true;
        String details = "收支\t 账户金额\t 收支金额\t 说明\n";
        int acount = 10000;
        while (flag) {
            System.out.println("-------------------------------谷粒记账软件-----------------------------------");
            System.out.println("                                1.收支明细                                    ");
            System.out.println("                                2.登记收入                                    ");
            System.out.println("                                3.登记支出                                    ");
            System.out.println("                                4.退出 \n                                      ");
            System.out.print("                                请选择(1-4):");
            char selection = Utility.readMenuSelection(); // 进行选择

            switch (selection) {
                case '1':
                    System.out.println("-------------------------当前手指明细记录-------------------------------");
                    System.out.println("-----------------------------------------------------------------------");
                    System.out.println(details);
                    break;
                case '2':
                    System.out.print("本次输入金额：");
                    int amount1 = Utility.readNumber();
                    System.out.print("本次收入说明：");
                    String desc1 = Utility.readString();

                    acount += amount1;
                    details += "收入\t" + acount + "\t\t" + amount1 + "\t\t" + desc1 + "\n";
                    break;
                case '3':
                    System.out.print("本次支出金额：");
                    int amount2 = Utility.readNumber();
                    System.out.print("本次支出说明：");
                    String desc2 = Utility.readString();

                    acount -= amount2;
                    details += "支出\t" + acount + "\t\t" + amount2 + "\t\t" + desc2 + "\n";
                    break;
                case '4':
                    System.out.print("确认是否退出(Y/N): ");
                    char confirmSelection = Utility.readConfirmSelection();
                    if (confirmSelection == 'Y'){
                        flag = false;
                    }
                    break;
            }

        }
    }
}

工具类：Utility

package com.north;

import java.util.Scanner;

/**
 * @author Stone
 * @date 2024/1/17$
 */
@SuppressWarnings("all")
public class Utility {
    private static Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    /**
     用于界面菜单的选择。该方法读取键盘，如果用户键入’1’-’4’中的任意字符，则方法返回。返回值为用户键入字符。
     */
    public static char readMenuSelection() {
        char c;
        for (; ; ) {
            String str = readKeyBoard(1);
            c = str.charAt(0);
            if (c != '1' && c != '2' && c != '3' && c != '4') {
                System.out.print("选择错误，请重新输入：");
            } else break;
        }
        return c;
    }
    /**
     用于收入和支出金额的输入。该方法从键盘读取一个不超过4位长度的整数，并将其作为方法的返回值。
     */
    public static int readNumber() {
        int n;
        for (; ; ) {
            String str = readKeyBoard(4);
            try {
                n = Integer.parseInt(str);
                break;
            } catch (NumberFormatException e) {
                System.out.print("数字输入错误，请重新输入：");
            }
        }
        return n;
    }
    /**
     用于收入和支出说明的输入。该方法从键盘读取一个不超过8位长度的字符串，并将其作为方法的返回值。
     */
    public static String readString() {
        String str = readKeyBoard(8);
        return str;
    }

    /**
     用于确认选择的输入。该方法从键盘读取‘Y’或’N’，并将其作为方法的返回值。
     */
    public static char readConfirmSelection() {
        char c;
        for (; ; ) {
            String str = readKeyBoard(1).toUpperCase();
            c = str.charAt(0);
            if (c == 'Y' || c == 'N') {
                break;
            } else {
                System.out.print("选择错误，请重新输入：");
            }
        }
        return c;
    }


    private static String readKeyBoard(int limit) {
        String line = "";

        while (scanner.hasNext()) {
            line = scanner.nextLine();
            if (line.length() < 1 || line.length() > limit) {
                System.out.print("输入长度（不大于" + limit + "）错误，请重新输入：");
                continue;
            }
            break;
        }

        return line;
    }
}