Java 控制流程 · ZetCode 中文系列教程

# Java 控制流程原文：http://zetcode.com/lang/java/flow/ 在 Java 教程的這一部分中，我們將討論程序流控制。我們將使用幾個關鍵字來使我們能夠控制 Java 程序的流程。 ## Java 控制流語句在 Java 語言中，有幾個關鍵字用于更改程序的流程。語句可以多次執行，也可以僅在特定條件下執行。 `if`，`else`和`switch`語句用于測試條件，`while`和`for`語句用于創建循環，而`break`和`continue`語句用于更改循環。當程序運行時，語句從源文件的頂部到底部執行。逐一。 ## Java `if`語句 `if`語句具有以下一般形式： ```java if (expression) { statement; } ``` `if`關鍵字用于檢查表達式是否為真。如果為`true`，則執行一條語句。該語句可以是單個語句或復合語句。復合語句由一個塊包圍的多個語句組成。塊是用大括號括起來的代碼。如果主體中只有一個語句，則括號是可選的。 `IfStatement.java` ```java package com.zetcode; import java.util.Random; public class IfStatement { public static void main(String[] args) { Random r = new Random(); int num = r.nextInt(); if (num > 0) { System.out.println("The number is positive"); } } } ``` 生成一個隨機數。如果數字大于零，我們將向終端打印一條消息。 ```java Random r = new Random(); int num = r.nextInt(); ``` 這兩行生成一個隨機整數。該數字可以是正數或負數。 ```java if (num > 0) { System.out.println("The number is positive"); } ``` 使用`if`關鍵字，我們檢查生成的數字是否大于零。 `if`關鍵字后跟一對圓括號。在方括號內，我們放置一個表達式。該表達式產生布爾值。如果布爾值是`true`，則執行兩個大括號括起來的塊。在我們的例子中，字符串`"The number is positive"`被打印到終端上。如果隨機值為負，則不執行任何操作。如果我們只有一個表達式，則大括號是可選的。 ## Java `else`關鍵字我們可以使用`else`關鍵字來創建一個簡單的分支。如果`if`關鍵字后方括號內的表達式的值為假，則將自動執行`else`關鍵字后方的語句。 `Branch.java` ```java package com.zetcode; import java.util.Random; public class Branch { public static void main(String[] args) { Random r = new Random(); int num = r.nextInt(); if (num > 0) { System.out.println("The number is positive"); } else { System.out.println("The number is negative"); } } } ``` `if`關鍵字后面的塊或`else`關鍵字后面的塊都被執行。 ```java if (num > 0) { System.out.println("The number is positive"); } else { System.out.println("The number is negative"); } ``` `else`關鍵字緊隨`if`塊的右大括號。它有自己的塊，用大括號括起來。 ```java $ java com.zetcode.Branch The number is positive $ java com.zetcode.Branch The number is negative $ java com.zetcode.Branch The number is negative ``` 我們運行該示例三次。這是一個示例輸出。 ## 具有多個分支的`if` 我們可以使用`else if`關鍵字創建多個分支。僅當不滿足先前條件時，`else if`關鍵字才會測試其他條件。請注意，我們可以在測試中使用多個`else if`關鍵字。以前的程序有一個小問題。負值設為零。以下程序將解決此問題。 `MultipleBranches.java` ```java package com.zetcode; import java.util.Scanner; public class MultipleBranches { public static void main(String[] args) { System.out.print("Enter an integer:"); Scanner sc = new Scanner(System.in); int num = sc.nextInt(); if (num < 0) { System.out.println("The integer is negative"); } else if (num == 0) { System.out.println("The integer equals to zero"); } else { System.out.println("The integer is positive"); } } } ``` 我們從用戶那里收到一個測試值，如果它是負數或正數，或者等于零。 ```java System.out.print("Enter an integer:"); ``` 輸入整數的提示將寫入標準輸出。 ```java Scanner sc = new Scanner(System.in); int num = sc.nextInt(); ``` 使用`java.util`包的`Scanner`類，我們從標準輸入中讀取一個整數值。 ```java if (num < 0) { System.out.println("The integer is negative"); } else if (num == 0) { System.out.println("The integer equals to zero"); } else { System.out.println("The integer is positive"); } ``` 如果第一個條件的計算結果為`true`，例如輸入的值小于零，將執行第一個程序段，并跳過其余兩個程序段。如果不滿足第一個條件，則檢查`if else`關鍵字之后的第二個條件。如果第二個條件的值為真，則執行第二個塊。如果不是，則執行`else`關鍵字之后的第三個程序段。如果不滿足先前的條件，則始終執行`else`塊。 ```java $ java com.zetcode.MultipleBranches Enter an integer:4 The integer is positive $ java com.zetcode.MultipleBranches Enter an integer:0 The integer equals to zero $ java com.zetcode.MultipleBranches Enter an integer:-3 The integer is negative ``` 我們將示例運行三次，以便測試所有條件。零被正確處理。 ## Java `switch`語句 `switch`語句是選擇控制流語句。它允許變量或表達式的值通過多路分支控制程序執行的流程。與使用`if`和`else if`語句的組合相比，它以更簡單的方式創建多個分支。每個分支以`break`關鍵字結尾。我們使用變量或表達式。 `switch`關鍵字用于根據值列表測試變量或表達式中的值。值列表用`case`關鍵字顯示。如果值匹配，則執行`case`之后的語句。有一個可選的`default`語句。如果找不到其他匹配項，則執行該命令。 `SwitchStatement.java` ```java package com.zetcode; import java.util.Scanner; public class SwitchStatement { public static void main(String[] args) { System.out.print("Enter a domain:"); Scanner sc = new Scanner(System.in); String domain = sc.nextLine(); domain = domain.trim().toLowerCase(); switch (domain) { case "us": System.out.println("United States"); break; case "de": System.out.println("Germany"); break; case "sk": System.out.println("Slovakia"); break; case "hu": System.out.println("Hungary"); break; default: System.out.println("Unknown"); break; } } } ``` 要求用戶輸入域名。讀取域名并將其存儲在變量中。該變量使用`switch`關鍵字針對選項列表進行測試。在我們的程序中，我們有一個域變量。我們從命令行讀取變量的值。我們使用`case`語句測試變量的值。有幾種選擇。例如，如果該值等于`"us"`，則將`"United States"`字符串打印到控制臺。 ```java Scanner sc = new Scanner(System.in); String domain = sc.nextLine(); ``` 從控制臺讀取用戶輸入。 ```java domain = domain.trim().toLowerCase(); ``` `trim()`方法從潛在的前導和尾隨空白中剝離變量。 `toLowerCase()`將字符轉換為小寫。現在，`"us"`，`"US"`或`"us"`是美國域名的可行選項。 ```java switch (domain) { ... } ``` 在圓括號中，`switch`關鍵字采用將要測試的輸入。輸入可以是`byte`，`short`，`char`，`int`，`enum`或`String`數據類型。 `switch`關鍵字的主體放在一對或大括號內。在體內，我們可以放置多個`case`選項。每個選項都以`break`關鍵字結尾。 ```java case "us": System.out.println("United States"); break; ``` 在這種情況下，我們測試域變量是否等于`"us"`字符串。如果為`true`，則將消息打印到控制臺。該選項以`break`關鍵字結束。如果成功求值了其中一個選項，則`break`關鍵字將終止`switch`塊。 ```java default: System.out.println("Unknown"); break; ``` `default`關鍵字是可選的。如果沒有求值`case`選項，則執行`default`部分。 ```java $ java com.zetcode.SwitchStatement Enter a domain:us United States ``` 這是一個示例輸出。 ## Java `while`語句 `while`語句是一個控制流語句，它允許根據給定的布爾條件重復執行代碼。這是`while`循環的一般形式： ```java while (expression) { statement; } ``` `while`關鍵字在大括號括起來的塊內執行語句。每次將表達式求值為`true`時都會執行這些語句。 `WhileStatement.java` ```java package com.zetcode; public class WhileStatement { public static void main(String[] args) { int i = 0; int sum = 0; while (i < 10) { i++; sum += i; } System.out.println(sum); } } ``` 在代碼示例中，我們從一系列數字計算值的總和。 `while`循環包含三個部分：初始化，測試和更新。語句的每次執行都稱為循環。 ```java int i = 0; ``` 我們啟動 i 變量。它用作計數器。 ```java while (i < 10) { ... } ``` `while`關鍵字后的圓括號內的表達式是第二階段，即測試。執行主體中的語句，直到表達式的計算結果為`false`。 ```java i++; ``` `while`循環的最后階段是更新。我們增加計數器。請注意，對`while`循環的不正確處理可能會導致循環不斷。 ```java $ java com.zetcode.WhileStatement 55 ``` 程序計算出 0、1，...，9 個值的總和。 `while`語句有一個修改的版本。這是`do while`語句。即使不滿足條件，也可以保證塊內的語句至少運行一次。 `DoWhile.java` ```java package com.zetcode; public class DoWhile { public static void main(String[] args) { int count = 0; do { System.out.println(count); } while (count != 0); } } ``` 首先執行該塊，然后求值真值表達式。在我們的情況下，條件不滿足，`do while`語句終止。 ## Java `for`語句如果在啟動循環之前知道周期數，則可以使用`for`語句。在此構造中，我們聲明一個計數器變量，該變量在每次循環重復期間都會自動增加或減少值。 `ForStatement.java` ```java package com.zetcode; public class ForStatement { public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i < 10; i++) { System.out.println(i); } } } ``` 在此示例中，我們將數字`0..9`打印到控制臺。 ```java for (int i = 0; i < 10; i++) { System.out.println(i); } ``` `for`循環分為三個階段。首先，我們將計數器`i`初始化為零。此階段僅完成一次。接下來是條件。如果滿足條件，則執行`for`塊中的語句。然后進入第三階段：計數器增加。現在我們重復 2 和 3 個階段，直到不滿足條件并終止`for`循環。在我們的情況下，當計數器`i`等于 10 時，`for`循環停止執行。 `for`循環可用于輕松遍歷數組。從數組的`length`屬性，我們知道數組的大小。 `ForStatement2.java` ```java package com.zetcode; public class ForStatement2 { public static void main(String[] args) { String[] planets = {"Mercury", "Venus", "Earth", "Mars", "Jupiter", "Saturn", "Uranus", "Pluto"}; for (int i = 0; i < planets.length; i++) { System.out.println(planets[i]); } System.out.println("In reverse:"); for (int i = planets.length - 1; i >= 0; i--) { System.out.println(planets[i]); } } } ``` 我們有一個數組，用于保存太陽系中行星的名稱。使用兩個`for`循環，我們按升序和降序打印值。 ```java for (int i = 0; i < planets.length; i++) { System.out.println(planets[i]); } ``` 通過從零開始的索引訪問數組。第一項的索引為 0。因此，`i`變量被初始化為零。條件檢查`i`變量是否小于數組的長度。在最后階段，`i`變量增加。 ```java for (int i = planets.length - 1; i >= 0; i--) { System.out.println(planets[i]); } ``` 此`for`循環以相反順序打印數組的元素。 `i`計數器被初始化為數組大小。由于索引基于零，因此最后一個元素的索引數組大小為 1。該條件確保計數器大于或等于零。（數組索引不能為負數）。在第三步中，`i`計數器遞減 1。可以在`for`循環的初始化和迭代階段中放置更多表達式。 `ForStatement3.java` ```java package com.zetcode; import java.util.Arrays; import java.util.Random; public class ForStatement3 { public static void main(String[] args) { Random r = new Random(); int[] values = new int[10]; int num; int sum=0; for (int i = 0; i < 10; i++, sum += num) { num = r.nextInt(10); values[i] = num; } System.out.println(Arrays.toString(values)); System.out.println("The sum of the values is " + sum); } } ``` 在我們的示例中，我們創建了一個十個隨機數的數組。計算這些數字的總和。 ```java for (int i = 0; i < 10; i++, sum += num) { num = r.nextInt(10); values[i] = num; } ``` 在`for`循環的第三部分中，我們有兩個用逗號分隔的表達式。 `i`計數器增加，并且當前編號添加到`sum`變量中。 ```java $ java com.zetcode.ForStatement3 [1, 9, 2, 9, 0, 9, 8, 5, 5, 3] The sum of the values is 51 ``` 這是程序的示例執行。 ## Java 增強`for`語句增強的`for`語句簡化了遍歷數據集合的過程。它沒有明確的計數器。該語句一一遍歷數組或集合，并將當前值復制到構造中定義的變量中。 `EnhancedFor.java` ```java package com.zetcode; public class EnhancedFor { public static void main(String[] args) { String[] planets = { "Mercury", "Venus", "Earth", "Mars", "Jupiter", "Saturn", "Uranus", "Pluto" }; for (String planet : planets) { System.out.println(planet); } } } ``` 在此示例中，我們使用增強的`for`語句遍歷一系列行星。 ```java for (String planet : planets) { System.out.println(planet); } ``` `for`語句的用法很簡單。行星是我們迭代經過的數組。 `planet`是具有數組中當前值的臨時變量。 `for`語句遍歷所有行星并將它們打印到控制臺。 ```java $ java com.zetcode.EnhancedFor Mercury Venus Earth Mars Jupiter Saturn Uranus Pluto ``` 運行上面的 Java 程序將給出此輸出。 ## Java `break`語句 `break`語句可用于終止由`while`，`for`或`switch`語句定義的塊。 `BreakStatement.java` ```java package com.zetcode; import java.util.Random; public class BreakStatement { public static void main(String[] args) { Random random = new Random(); while (true) { int num = random.nextInt(30); System.out.print(num + " "); if (num == 22) { break; } } System.out.print('\n'); } } ``` 我們定義了一個無限的`while`循環。我們使用`break`語句退出此循環。我們從 1 到 30 中選擇一個隨機值并打印出來。如果該值等于 22，則結束無窮的`while`循環。 ```java while (true) { ... } ``` 在`while`語句的括號內放置`true`會創建一個無限循環。我們必須自己終止循環。請注意，這樣的代碼容易出錯。我們應該小心使用這樣的循環。 ```java if (num == 22) { break; } ``` 當隨機選擇的值等于 22 時，將執行`break`語句，并終止`while`循環。 ```java $ java com.zetcode.BreakStatement 23 12 0 4 13 16 6 12 11 9 24 23 23 19 15 26 3 3 27 28 25 3 3 25 6 22 $ java com.zetcode.BreakStatement 23 19 29 27 3 28 2 2 26 0 0 24 17 4 7 12 8 20 22 $ java com.zetcode.BreakStatement 15 20 10 25 2 19 26 4 13 21 15 21 21 24 3 22 ``` 在這里，我們看到了該程序的三個示例執行。 ## Java `continue`語句 `continue`語句用于跳過循環的一部分，并繼續循環的下一個迭代。它可以與`for`和`while`語句結合使用。在下面的示例中，我們將打印一個數字列表，這些數字不能除以 2 而沒有余數。 `ContinueStatement.java` ```java package com.zetcode; public class ContinueStatement { public static void main(String[] args) { int num = 0; while (num < 100) { num++; if ((num % 2) == 0) { continue; } System.out.print(num + " "); } System.out.print('\n'); } } ``` 我們使用`while`循環遍歷數字`1..99`。 ```java if ((num % 2) == 0) { continue; } ``` 如果表達式`num % 2`返回 0，則可以將所討論的數字除以 2。執行`continue`語句，并跳過循環的其余部分。在我們的例子中，循環的最后一條語句將被跳過，并且數字不會輸出到控制臺。下一個迭代開始。在 Java 教程的這一部分中，我們正在討論控制流結構。我們已經介紹了`if`，`if else`，`else`，`while`，`switch`，`for`，`break`和`continue`語句。