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 教程的这一部分中，我们将讨论程序流控制。我们将使用几个关键字来使我们能够控制 Java 程序的流程。 ## Java 控制流语句在 Java 语言中，有几个关键字用于更改程序的流程。语句可以多次执行，也可以仅在特定条件下执行。 `if`，`else`和`switch`语句用于测试条件，`while`和`for`语句用于创建循环，而`break`和`continue`语句用于更改循环。当程序运行时，语句从源文件的顶部到底部执行。逐一。 ## Java `if`语句 `if`语句具有以下一般形式： ```java if (expression) { statement; } ``` `if`关键字用于检查表达式是否为真。如果为`true`，则执行一条语句。该语句可以是单个语句或复合语句。复合语句由一个块包围的多个语句组成。块是用大括号括起来的代码。如果主体中只有一个语句，则括号是可选的。 `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"); } } } ``` 生成一个随机数。如果数字大于零，我们将向终端打印一条消息。 ```java Random r = new Random(); int num = r.nextInt(); ``` 这两行生成一个随机整数。该数字可以是正数或负数。 ```java if (num > 0) { System.out.println("The number is positive"); } ``` 使用`if`关键字，我们检查生成的数字是否大于零。 `if`关键字后跟一对圆括号。在方括号内，我们放置一个表达式。该表达式产生布尔值。如果布尔值是`true`，则执行两个大括号括起来的块。在我们的例子中，字符串`"The number is positive"`被打印到终端上。如果随机值为负，则不执行任何操作。如果我们只有一个表达式，则大括号是可选的。 ## Java `else`关键字我们可以使用`else`关键字来创建一个简单的分支。如果`if`关键字后方括号内的表达式的值为假，则将自动执行`else`关键字后方的语句。 `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`关键字后面的块或`else`关键字后面的块都被执行。 ```java if (num > 0) { System.out.println("The number is positive"); } else { System.out.println("The number is negative"); } ``` `else`关键字紧随`if`块的右大括号。它有自己的块，用大括号括起来。 ```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 ``` 我们运行该示例三次。这是一个示例输出。 ## 具有多个分支的`if` 我们可以使用`else if`关键字创建多个分支。仅当不满足先前条件时，`else if`关键字才会测试其他条件。请注意，我们可以在测试中使用多个`else if`关键字。以前的程序有一个小问题。负值设为零。以下程序将解决此问题。 `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"); } } } ``` 我们从用户那里收到一个测试值，如果它是负数或正数，或者等于零。 ```java System.out.print("Enter an integer:"); ``` 输入整数的提示将写入标准输出。 ```java Scanner sc = new Scanner(System.in); int num = sc.nextInt(); ``` 使用`java.util`包的`Scanner`类，我们从标准输入中读取一个整数值。 ```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"); } ``` 如果第一个条件的计算结果为`true`，例如输入的值小于零，将执行第一个程序段，并跳过其余两个程序段。如果不满足第一个条件，则检查`if else`关键字之后的第二个条件。如果第二个条件的值为真，则执行第二个块。如果不是，则执行`else`关键字之后的第三个程序段。如果不满足先前的条件，则始终执行`else`块。 ```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 ``` 我们将示例运行三次，以便测试所有条件。零被正确处理。 ## Java `switch`语句 `switch`语句是选择控制流语句。它允许变量或表达式的值通过多路分支控制程序执行的流程。与使用`if`和`else if`语句的组合相比，它以更简单的方式创建多个分支。每个分支以`break`关键字结尾。我们使用变量或表达式。 `switch`关键字用于根据值列表测试变量或表达式中的值。值列表用`case`关键字显示。如果值匹配，则执行`case`之后的语句。有一个可选的`default`语句。如果找不到其他匹配项，则执行该命令。 `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; } } } ``` 要求用户输入域名。读取域名并将其存储在变量中。该变量使用`switch`关键字针对选项列表进行测试。在我们的程序中，我们有一个域变量。我们从命令行读取变量的值。我们使用`case`语句测试变量的值。有几种选择。例如，如果该值等于`"us"`，则将`"United States"`字符串打印到控制台。 ```java Scanner sc = new Scanner(System.in); String domain = sc.nextLine(); ``` 从控制台读取用户输入。 ```java domain = domain.trim().toLowerCase(); ``` `trim()`方法从潜在的前导和尾随空白中剥离变量。 `toLowerCase()`将字符转换为小写。现在，`"us"`，`"US"`或`"us"`是美国域名的可行选项。 ```java switch (domain) { ... } ``` 在圆括号中，`switch`关键字采用将要测试的输入。输入可以是`byte`，`short`，`char`，`int`，`enum`或`String`数据类型。 `switch`关键字的主体放在一对或大括号内。在体内，我们可以放置多个`case`选项。每个选项都以`break`关键字结尾。 ```java case "us": System.out.println("United States"); break; ``` 在这种情况下，我们测试域变量是否等于`"us"`字符串。如果为`true`，则将消息打印到控制台。该选项以`break`关键字结束。如果成功求值了其中一个选项，则`break`关键字将终止`switch`块。 ```java default: System.out.println("Unknown"); break; ``` `default`关键字是可选的。如果没有求值`case`选项，则执行`default`部分。 ```java $ java com.zetcode.SwitchStatement Enter a domain:us United States ``` 这是一个示例输出。 ## Java `while`语句 `while`语句是一个控制流语句，它允许根据给定的布尔条件重复执行代码。这是`while`循环的一般形式： ```java while (expression) { statement; } ``` `while`关键字在大括号括起来的块内执行语句。每次将表达式求值为`true`时都会执行这些语句。 `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); } } ``` 在代码示例中，我们从一系列数字计算值的总和。 `while`循环包含三个部分：初始化，测试和更新。语句的每次执行都称为循环。 ```java int i = 0; ``` 我们启动 i 变量。它用作计数器。 ```java while (i < 10) { ... } ``` `while`关键字后的圆括号内的表达式是第二阶段，即测试。执行主体中的语句，直到表达式的计算结果为`false`。 ```java i++; ``` `while`循环的最后阶段是更新。我们增加计数器。请注意，对`while`循环的不正确处理可能会导致循环不断。 ```java $ java com.zetcode.WhileStatement 55 ``` 程序计算出 0、1，...，9 个值的总和。 `while`语句有一个修改的版本。这是`do while`语句。即使不满足条件，也可以保证块内的语句至少运行一次。 `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); } } ``` 首先执行该块，然后求值真值表达式。在我们的情况下，条件不满足，`do while`语句终止。 ## Java `for`语句如果在启动循环之前知道周期数，则可以使用`for`语句。在此构造中，我们声明一个计数器变量，该变量在每次循环重复期间都会自动增加或减少值。 `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，我们将数字`0..9`打印到控制台。 ```java for (int i = 0; i < 10; i++) { System.out.println(i); } ``` `for`循环分为三个阶段。首先，我们将计数器`i`初始化为零。此阶段仅完成一次。接下来是条件。如果满足条件，则执行`for`块中的语句。然后进入第三阶段：计数器增加。现在我们重复 2 和 3 个阶段，直到不满足条件并终止`for`循环。在我们的情况下，当计数器`i`等于 10 时，`for`循环停止执行。 `for`循环可用于轻松遍历数组。从数组的`length`属性，我们知道数组的大小。 `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]); } } } ``` 我们有一个数组，用于保存太阳系中行星的名称。使用两个`for`循环，我们按升序和降序打印值。 ```java for (int i = 0; i < planets.length; i++) { System.out.println(planets[i]); } ``` 通过从零开始的索引访问数组。第一项的索引为 0。因此，`i`变量被初始化为零。条件检查`i`变量是否小于数组的长度。在最后阶段，`i`变量增加。 ```java for (int i = planets.length - 1; i >= 0; i--) { System.out.println(planets[i]); } ``` 此`for`循环以相反顺序打印数组的元素。 `i`计数器被初始化为数组大小。由于索引基于零，因此最后一个元素的索引数组大小为 1。该条件确保计数器大于或等于零。（数组索引不能为负数）。在第三步中，`i`计数器递减 1。可以在`for`循环的初始化和迭代阶段中放置更多表达式。 `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); } } ``` 在我们的示例中，我们创建了一个十个随机数的数组。计算这些数字的总和。 ```java for (int i = 0; i < 10; i++, sum += num) { num = r.nextInt(10); values[i] = num; } ``` 在`for`循环的第三部分中，我们有两个用逗号分隔的表达式。 `i`计数器增加，并且当前编号添加到`sum`变量中。 ```java $ java com.zetcode.ForStatement3 [1, 9, 2, 9, 0, 9, 8, 5, 5, 3] The sum of the values is 51 ``` 这是程序的示例执行。 ## Java 增强`for`语句增强的`for`语句简化了遍历数据集合的过程。它没有明确的计数器。该语句一一遍历数组或集合，并将当前值复制到构造中定义的变量中。 `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，我们使用增强的`for`语句遍历一系列行星。 ```java for (String planet : planets) { System.out.println(planet); } ``` `for`语句的用法很简单。行星是我们迭代经过的数组。 `planet`是具有数组中当前值的临时变量。 `for`语句遍历所有行星并将它们打印到控制台。 ```java $ java com.zetcode.EnhancedFor Mercury Venus Earth Mars Jupiter Saturn Uranus Pluto ``` 运行上面的 Java 程序将给出此输出。 ## Java `break`语句 `break`语句可用于终止由`while`，`for`或`switch`语句定义的块。 `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'); } } ``` 我们定义了一个无限的`while`循环。我们使用`break`语句退出此循环。我们从 1 到 30 中选择一个随机值并打印出来。如果该值等于 22，则结束无穷的`while`循环。 ```java while (true) { ... } ``` 在`while`语句的括号内放置`true`会创建一个无限循环。我们必须自己终止循环。请注意，这样的代码容易出错。我们应该小心使用这样的循环。 ```java if (num == 22) { break; } ``` 当随机选择的值等于 22 时，将执行`break`语句，并终止`while`循环。 ```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 ``` 在这里，我们看到了该程序的三个示例执行。 ## Java `continue`语句 `continue`语句用于跳过循环的一部分，并继续循环的下一个迭代。它可以与`for`和`while`语句结合使用。在下面的示例中，我们将打印一个数字列表，这些数字不能除以 2 而没有余数。 `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'); } } ``` 我们使用`while`循环遍历数字`1..99`。 ```java if ((num % 2) == 0) { continue; } ``` 如果表达式`num % 2`返回 0，则可以将所讨论的数字除以 2。执行`continue`语句，并跳过循环的其余部分。在我们的例子中，循环的最后一条语句将被跳过，并且数字不会输出到控制台。下一个迭代开始。在 Java 教程的这一部分中，我们正在讨论控制流结构。我们已经介绍了`if`，`if else`，`else`，`while`，`switch`，`for`，`break`和`continue`语句。