【Java】逻辑控制

我的曾经：
早上8:00上早八—>起不来–>第二节课10：00前起来—>洗漱—>吃早饭—>上课—>吃午饭—>上课—>运动—>吃完饭—>玩手机—>睡觉
每天的生活貌似都是这么规律，顺序的做着每件事，前途一片渺茫
直到有一天：
我幡然醒悟，不好好学习可能要卖红薯，奋发图强可能离梦想会更近，从此：
早上6:00起床—>看书敲代码—>上课+看编程书籍—>吃午饭—>刷题—>上课+看书—>吃晚饭—>总结—>看科技新闻—>睡觉
就这样日复一日的努力着，感觉每天都很充实，生活看到了希望
再后来：
秋招来了，我用自己所学，一次次刷新着手中offer的记录，那一刻，我被自己感动了

其实程序和人生是一样：顺序中夹杂着循环，伴随一次次选择不断成长

1. 顺序结构

顺序结构比较简单，按照代码书写的顺序一行一行执行。

System.out.println("aaa");
System.out.println("bbb");
System.out.println("ccc");
// 运行结果
aaa
bbb
ccc

如果调整代码的书写顺序, 则执行顺序也发生变化

2. 分支结构

2.1 if 语句

1.语法格式1

if(布尔表达式){
// 语句
}

如果布尔表达式结果为true，执行if中的语句，否则不执行。
2.语法格式2

if(布尔表达式){
// 语句1
}else{
// 语句2
}

如果布尔表达式结果为true，则执行if中语句，否则执行else中语句。
3.语法格式3

if(布尔表达式1){
// 语句1
}else if(布尔表达式2){
// 语句2
}else{
// 语句3
}

表达式1成立，执行语句1，否则表达式2成立，执行语句2，否则执行语句3
调试

【练习】

1. 判断一个数字是奇数还是偶数

int num = 10;
if (num % 2 == 0) {System.out.println("num 是偶数");
} else {System.out.println("num 是奇数");
}

2. 判断一个数字是正数，负数，还是零

int num = 10;
if (num > 0) {System.out.println("正数");
} else if (num < 0) {System.out.println("负数");
} else {System.out.println("0");
}

3. 判断一个年份是否为闰年

int year = 2000;
if (year % 100 == 0) {
// 判定世纪闰年if (year % 400 == 0) {System.out.println("是闰年");} else {System.out.println("不是闰年");}
} else {// 普通闰年if (year % 4 == 0) {System.out.println("是闰年");} else {System.out.println("不是闰年");}
}

【注意事项】
代码风格

// 风格1-----> 推荐
int x = 10;
if (x == 10) {// 语句1
} else {// 语句2
}
// 风格2
int x = 10;
if (x == 10)
{// 语句1
}
else
{// 语句2
}

虽然两种方式都是合法的, 但是 Java 中更推荐使用风格1, { 放在 if / else 同一行. 代码更紧凑。
分号问题

int x = 20;
if (x == 10);
{System.out.println("hehe");
}
// 运行结果
hehe

此处多写了一个 分号, 导致分号成为了 if 语句的语句体, 而 { } 中的代码已经成为了和一个 if 无关的代码块.
悬垂 else 问题

int x = 10;
int y = 10;
if (x == 10)
if (y == 10)System.out.println("aaa");
elseSystem.out.println("bbb")

if / else 语句中可以不加 大括号 . 但是也可以写语句(只能写一条语句). 此时 else 是和最接近的 if 匹配.
但是实际开发中我们 不建议 这么写. 最好加上大括号.

3.2 switch 语句

基本语法

switch(表达式){case 常量值1:{语句1;[break;]}case 常量值2:{语句2;[break;]}...default:{内容都不满足时执行语句;[break;]}
}

执行流程：

1. 先计算表达式的值
2. 和case依次比较，一旦有响应的匹配就执行该项下的语句，直到遇到break时结束
3. 当表达式的值没有与所列项匹配时，执行default
   代码示例: 根据 day 的值输出星期

int day = 1;
switch(day) {case 1:System.out.println("星期一");break;case 2:System.out.println("星期二");break;case 3:System.out.println("星期三");break;case 4:System.out.println("星期四");break;case 5:System.out.println("星期五");break;case 6:System.out.println("星期六");break;case 7:System.out.println("星期日");break;default:System.out.println("输入有误");break;
}

【注意事项】
多个case后的常量值不可以重复
switch的括号内只能是以下类型的表达式：
基本类型：byte、char、short、int，注意不能是float double long boolean类型
引用类型：String常量串、枚举类型

double num = 1.0;
switch(num) {case 1.0:System.out.println("hehe");break;case 2.0:System.out.println("haha");break;
}
// 编译出错
Test.java:4: 错误: 不兼容的类型: 从double转换到int可能会有损失
switch(num) {^
1 个错误

break 不要遗漏, 否则会失去 “多分支选择” 的效果

int day = 1;
switch(day) {case 1:System.out.println("星期一");// break;case 2:System.out.println("星期二");break;
}
// 运行结果
星期一
星期二

switch 不能表达复杂的条件

// 例如: 如果 num 的值在 10 到 20 之间, 就打印 hehe
// 这样的代码使用 if 很容易表达, 但是使用 switch 就无法表示.
if (num > 10 && num < 20) {System.out.println("hehe");
}

switch 虽然支持嵌套, 但是很丑，一般不推荐

int x = 1;
int y = 1;
switch(x) {case 1:switch(y) {case 1:System.out.println("hehe");break;}break;case 2:System.out.println("haha");break;
}

代码的美观程度也是一个重要的标准. 毕竟这是看脸的世界.
综上, 我们发现, switch 的使用局限性是比较大的

3. 循环结构

3.1 while 循环

基本语法格式:

while(循环条件){
循环语句;
}

循环条件为 true, 则执行循环语句; 否则结束循环.
代码示例1: 计算 1 - 100 的和

int n = 1;
int result = 0;
while (n <= 100) {result += n;n++;
}
System.out.println(num);
// 执行结果
5050

代码示例2: 计算 5 的阶乘

int n = 1;
int result = 1;
while (n <= 5) {result *= n;n++;
}
System.out.println(num);
// 执行结果
120

代码示例3: 计算 1! + 2! + 3! + 4! + 5！

int num = 1;
int sum = 0;
// 外层循环负责求阶乘的和
while (num <= 5) {int factorResult = 1;int tmp = 1;// 里层循环负责完成求阶乘的细节.while (tmp <= num) {factorResult *= tmp;tmp++;}sum += factorResult;num++;
}
System.out.println("sum = " + sum);

这里我们发现, 当一个代码中带有多重循环的时候, 代码的复杂程度就大大提高了. 而比较复杂的代码就更容易出错.
后面我们会采用更简单的办法来解决这个问题.
注意事项

1. 和 if 类似, while 下面的语句可以不写 { } , 但是不写的时候只能支持一条语句. 建议还是加上 { }
2. 和 if 类似, while 后面的 { 建议和 while 写在同一行.
3. 和 if 类似, while 后面不要多写 分号, 否则可能导致循环不能正确执行

int num = 1;
while (num <= 10); {
System.out.println(num);
num++;
}
// 执行结果
[无任何输出, 程序死循环

此时 ; 为 while 的语句体(这是一个空语句), 实际的 { } 部分和循环无关. 此时循环条件 num <= 10 恒成立, 导致代码死循环了.

3.2 break

break 的功能是让循环提前结束.
代码示例: 找到 100 - 200 中第一个 3 的倍数

int num = 100;
while (num <= 200) {if (num % 3 == 0) {System.out.println("找到了 3 的倍数, 为:" + num);break;}num++;
}
// 执行结果
找到了 3 的倍数, 为:102

执行到 break 就会让循环结束.

3.3 continue

continue 的功能是跳过这次循环, 立即进入下次循环.
代码示例: 找到 100 - 200 中所有 3 的倍数

int num = 100;
while (num <= 200) {if (num % 3 != 0) {num++; // 这里的 ++ 不要忘记! 否则会死循环.continue;}System.out.println("找到了 3 的倍数, 为:" + num);num++;
}

执行到 continue 语句的时候, 就会立刻进入下次循环(判定循环条件), 从而不会执行到下方的打印语句.

3.4 for 循环

【基本语法】

for(表达式①;布尔表达式②;表达式③){表达式④;
}

表达式1: 用于初始化循环变量初始值设置，在循环最开始时执行，且只执行一次
表达式2: 循环条件，满则循环继续，否则循环结束
表达式3: 循环变量更新方式
【执行过程】
①②③④—>②③④—>②③④—>②③④—>②③④—>②③④—>…—>②为false，循环结束。
【代码示例】

1. 计算 1 - 100 的和

int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 100; i++) {
sum += i;
}
System.out.println("sum = " + sum);
// 执行结果
5050

2. 计算 5 的阶乘

int result = 1;
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
result *= i;
}
System.out.println("result = " + result);

3. 计算 1! + 2! + 3! + 4! + 5!

int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
int tmp = 1;
for (int j = 1; j <= i; j++) {
tmp *= j;
}
sum += tmp;
}
System.out.println("sum = " + sum);

【注意事项】 (和while循环类似)

1. 和 if 类似, for 下面的语句可以不写 { } , 但是不写的时候只能支持一条语句. 建议还是加上 { }
2. 和 if 类似, for 后面的 { 建议和 while 写在同一行.
3. 和 if 类似, for 后面不要多写 分号, 否则可能导致循环不能正确执行.
4. 和while循环一样，结束单趟循环用continue，结束整个循环用break

3.5 do while 循环(选学)

【基本语法】

do{
循环语句;
}while(循环条件);

先执行循环语句, 再判定循环条件，循环条件成立则继续执行，否则循环结束。
例如：打印 1 - 10

int num = 1;
do {
System.out.println(num);
num++;
} while (num <= 10);

【注意事项】

1. do while 循环最后的分号不要忘记
2. 一般 do while 很少用到, 更推荐使用 for 和 while.

4. 输入输出

4.1 输出到控制台

基本语法

System.out.println(msg); // 输出一个字符串, 带换行
System.out.print(msg); // 输出一个字符串, 不带换行
System.out.printf(format, msg); // 格式化输出

println 输出的内容自带 \n, print 不带 \n
printf 的格式化输出方式和 C 语言的 printf 是基本一致的
格式化字符串

表格没必要记住, 用到的时候根据需要查一下就行了.

4.2 从键盘输入

使用 Scanner 读取字符串/整数/浮点数

import java.util.Scanner; // 需要导入 util 包
Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入你的姓名：");
String name = sc.nextLine();//读入一行 next是遇到空格结束！
System.out.println("请输入你的年龄：");
int age = sc.nextInt();//读入一个int类型的整数
System.out.println("请输入你的工资：");
float salary = sc.nextFloat();
System.out.println("你的信息如下：");
System.out.println("姓名: "+name+"\n"+"年龄："+age+"\n"+"工资："+salary);
sc.close(); // 注意, （可以认为scan是一个资源）要记得调用关闭方法
// 执行结果
请输入你的姓名：
张三
请输入你的年龄：
18
请输入你的工资：
1000
你的信息如下：
姓名: 张三
年龄：18
工资：1000.0

使用 Scanner 循环读取 N 个数字，并求取其平均值

Scanner sc = new Scanner(System.in);
int sum = 0;
int num = 0;
while (sc.hasNextInt()) {int tmp = sc.nextInt();sum += tmp;num++;
}
System.out.println("sum = " + sum);
System.out.println("avg = " + sum / num);
sc.close();
// 执行结果
10
40.0
50.5
^Z
sum = 150.5
avg = 30.1

注意事项: 当循环输入多个数据的时候, 使用 ctrl + z 来结束输入 (Windows 上使用 ctrl + z, Linux / Mac 上使用 ctrl + d).
在后续oj题当中，遇到IO类型的算法题，有各种循环输入的要求，后序给大家介绍。

5. 猜数字游戏

游戏规则:
系统自动生成一个随机整数(1-100), 然后由用户输入一个猜测的数字. 如果输入的数字比该随机数小, 提示 “低了”, 如果输入的数字比该随机数大, 提示 “高了” , 如果输入的数字和随机数相等, 则提示 “猜对了” .
参考代码

import java.util.Random;
import java.util.Scanner;;
class Test {public static void main(String[] args) {Random random = new Random(); // 默认随机种子是系统时间Scanner sc = new Scanner(System.in);int toGuess = random.nextInt(100);// System.out.println("toGuess: " + toGuess);while (true) {System.out.println("请输入要输入的数字: (1-100)");int num = sc.nextInt();if (num < toGuess) {System.out.println("低了");} else if (num > toGuess) {System.out.println("高了");} else {System.out.println("猜对了");break;}}sc.close();}
}

6. 练习

1. 根据年龄, 来打印出当前年龄的人是少年(低于18), 青年(19-28), 中年(29-55), 老年(56以上)
2. 判定一个数字是否是素数
3. 打印 1 - 100 之间所有的素数
4. 输出 1000 - 2000 之间所有的闰年
5. 输出乘法口诀表
6. 求两个正整数的最大公约数
7. 求出0～999之间的所有“水仙花数”并输出。(“水仙花数”是指一个三位数，其各位数字的立方和确好等于该数
   本身，如： 153＝1^3＋53＋3^3 ，则153是一个“水仙花数”。)
8. 写一个函数返回参数二进制中 1 的个数
   比如： 15 0000 1111 4 个 1
9. 获取一个数二进制序列中所有的偶数位和奇数位，分别输出二进制序列。
10. 完成猜数字游戏