Java 流程控制语句

标签：语句 Java 流程 else switch 循环 println 代码

在Java中，流程控制语句用于控制程序的执行顺序。这些语句允许程序根据不同的条件执行不同的代码块，或者重复执行某些操作。以下是Java中常见的流程控制语句：

条件控制语句

条件语句在编程中用于根据特定条件执行不同的代码分支。在Java中，主要的条件语句包括if、if...else、if...else if...else以及switch。

`if`语句

if语句最基本的形式是测试一个布尔表达式，如果表达式为true，则执行if块内的代码。格式如下:

if (condition) {// condition 是一个布尔表达式
    // 条件为真时执行的代码
}

代码示例:

int num = 10;
// if判断 num,如果是正数,输出
if(num > 0){
    System.out.println("num 是正数");
}

`if...else`语句

if...else语句扩展了if语句，提供了一个备选的执行路径。如果if条件为false，则执行else块内的代码。格式如下：

if (condition) {
    // 条件为真时执行的代码
} else {
    // 条件为假时执行的代码
}

代码示例:

int number = 10;
// if-else语句示例
if (number % 2 == 0) {
    System.out.println("number 是偶数");
} else {
    System.out.println("number 是奇数");
}

`if...else if...else`语句

if...else if...else语句允许测试多个条件，并根据第一个为true的条件执行相应的代码块。如果所有条件都不满足，则执行else块内的代码。格式如下:

if (condition1) {
    // 条件1为真时执行的代码
} else if (condition2) {
    // 条件2为真时执行的代码
} else {
    // 所有条件都为假时执行的代码
}

代码示例:

int number = 10;
// if-else if-else语句示例
if (number < 0) {
    System.out.println("数字是负数");
} else if (number == 0) {
    System.out.println("数字是零");
} else {
  System.out.println("数字是正数");
}

`switch`语句

switch语句是一种多分支选择结构，允许基于变量的值选择执行不同的代码段。switch语句中的变量值被称为case，每个case后面跟着一个或多个可能的值和对应的代码块。格式如下:

switch (variable) {// variable是一个变量或表达式
    case value1:
        // 变量等于value1时执行的代码
        break;
    case value2:
        // 变量等于value2时执行的代码
        break;
    // ...
    default:
        // 变量值与所有case都不匹配时执行的代码
}

注意事项:

在switch语句中，break关键字用于退出switch结构，防止执行后续的case代码（称为“case穿透”）。如果省略break，则程序会继续执行下一个case的代码，直到遇到break或switch语句结束，这种现象称为“fall through”。

代码示例:

int day = 3; // 变量，其值将用于switch语句中

switch (day) {
    case 1:
        System.out.println("今天是星期一");
        break;
    case 2:
        System.out.println("今天是星期二");
        break;
    case 3:
        System.out.println("今天是星期三");
        break;
    default:
        System.out.println("这不是工作日");
}

`if`和`switch`的优缺点

if语句

优点:

灵活：if语句可以测试复杂的条件，包括多个条件的组合（使用&&、||和!）。
可读性：对于简单的条件判断，if语句通常更直观和易于理解。
适用性广：可以用于任何类型的条件判断，包括对象、字符串等。

缺点:

代码冗余：对于多个条件，可能需要重复编写相似的代码结构。
维护性：当条件较多时，代码可能会变得难以维护和阅读。

switch语句

优点:

简洁性：对于多个固定值的比较，switch语句可以使代码更加简洁。
可读性：当变量的可能值是一组有限的常量时，switch语句提供了一种清晰的结构。
性能：在某些情况下，编译器可以优化switch语句，使其执行效率更高。

缺点:

有限性：switch语句只能用于比较整数、枚举类型或字符串。不能用于浮点数、布尔值等其他类型。
无默认分支：如果所有case都不匹配，且没有default分支，程序可能会抛出异常。
维护性：添加或删除case分支可能需要修改整个switch结构。

`if` 和 `switch` 使用选择的注意事项

选择if语句还是switch语句取决于具体的应用场景和条件的复杂性。在实际编程中，合理地使用这两种结构可以提高代码的效率和可读性。

条件的清晰性：确保条件表达式清晰易懂，避免复杂的逻辑嵌套。
避免代码重复：尽量使用if-else结构来处理条件逻辑，而不是在多个地方重复相同的代码。
使用default分支：在switch语句中，始终提供一个default分支来处理未预见的情况。
考虑性能：对于简单的条件判断，if语句通常更快。但对于固定值的集合，switch语句可能更优。
避免fall through：如果switch语句中的case分支不需要执行后续分支的代码，确保在每个分支的末尾使用break语句。
适当的使用枚举：如果switch语句中的变量是枚举类型，可以提高代码的可读性和可维护性。
注意变量类型：确保switch语句中的变量类型是支持的类型，如整数、枚举或字符串。
考虑可扩展性：如果预期将来可能会添加更多的条件分支，使用if-else结构可能更易于扩展。

循环控制语句

循环控制语句允许程序重复执行一段代码，直到满足某个条件为止。在Java中，主要的循环控制语句有for循环、while循环和do-while循环。

for循环

for循环是一种先定义循环条件，然后执行循环体的循环结构。它通常用于在已知循环次数的情况下进行循环。格式如下:

for (初始化表达式; 循环条件; 更新表达式) {
    // 循环体
}

初始化表达式：在循环开始前执行一次，通常用于初始化循环计数器。
循环条件：在每次循环迭代前评估，如果为true，则执行循环体。
更新表达式：在每次循环迭代后执行，通常用于更新循环计数器。

代码示例:

for (int i = 0; i < 5; i++) {
    System.out.println("这是第 " + i + " 次循环");
}

`while`循环

while循环是一种在循环条件为真时重复执行循环体的循环结构。它适用于循环次数未知或基于某个条件进行循环的情况。格式如下:

while (循环条件) {
    // 循环体
}

代码示例:

int count = 5;
while (count <= 10) {
    System.out.println("这是第 " + count + " 次循环");
    count++;
}

`do...while`循环

do-while循环与while循环类似，但它至少会执行一次循环体，即使循环条件一开始就为假。这种循环适用于至少需要执行一次循环体的情况。格式如下:

do {
    // 循环体
} while (循环条件);

代码示例:

int count = 5;
do {
    System.out.println("这是第 " + count + " 次循环");
    count--;
} while (count >= 0);

注意事项

对于所有循环语句:

确保循环有明确的退出条件，以避免无限循环。
循环内部的变量更新应该逻辑清晰，避免引入难以发现的错误。
当循环体为空时，可以使用break语句退出循环。
在循环中使用continue语句可以跳过当前迭代的剩余部分，并继续下一次迭代。

对于for循环：

确保初始化表达式正确地设置了循环计数器。
更新表达式应该在每次迭代结束时改变循环计数器的值，以确保循环能够按预期结束。

对于while循环：

循环条件应该在循环执行过程中能够最终变为false，否则可能会导致无限循环。
循环条件的检查是在每次迭代开始之前，因此至少会执行一次循环体。

对于do-while循环：

由于循环体至少执行一次，即使循环条件一开始就不满足，因此要确保循环条件最终会变为false。
循环条件应该在循环体内部有可能改变，否则也可能导致无限循环。

三种循环的应用场景

for循环：

优点：适合已知循环次数的情况，结构紧凑，易于理解和维护。
缺点：对于循环次数未知的情况不够灵活，循环条件、初始化和更新可能需要额外的代码。

while循环：

优点：适合循环次数未知的情况，可以基于复杂的逻辑来控制循环。
缺点：至少执行一次循环体，即使循环条件一开始就为假，有时可能需要额外的检查来避免这种情况。

do-while循环：

优点：至少执行一次循环体，适合需要保证循环至少执行一次的场景。

跳转语句

跳转语句，也称为控制流语句，允许程序跳过当前执行点的后续代码，直接转到程序的其他部分执行。在Java中，主要的跳转语句包括break、continue、return和goto（虽然Java中没有goto语句）。

`break`语句

break语句用于立即退出最内层的循环或switch语句。

// break 语句代码示例
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    if (i == 5) {
        break; // 当i等于5时退出循环
    }
    System.out.println("这是第 " + i + " 次循环");
}
System.out.println("循环结束~~~");

`continue`语句

continue语句用于跳过当前迭代的剩余部分，并立即开始下一次迭代。

// continue语句-代码示例
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    if (i % 2 == 0) {
        continue; // 跳过偶数，只打印奇数
    }
    System.out.println("i: " + i);
}

`return`语句

return语句用于从方法中返回一个值，并立即退出方法。

// return语句-代码示例
public static void main(String[] args) {
    int result = square(5);
    System.out.println("5的平方是: " + result);
}
// 定义一个名为 square 的方法
static int square(int number) {
    return number * number; // 返回number的平方
}

goto语句

Java中没有内置的goto语句。goto语句在其他一些语言中用于无条件地跳转到程序的另一部分，但它通常被认为是不好的编程实践，因为它可以导致代码难以理解和维护。Java的设计者选择不支持goto，以鼓励更清晰和更有结构的代码设计。

注意事项

谨慎使用break和continue语句，以避免破坏循环的逻辑。
return语句应该用于从方法返回，而不是用作跳转语句。
避免使用goto语句，而是通过更好的代码结构和函数分解来实现相同的功能。
在使用跳转语句时，保持代码的可读性和逻辑清晰性。

异常处理语句

异常处理是Java中的一个重要特性，它允许程序在遇到错误或异常情况时优雅地恢复。Java的异常处理语句主要包括try、catch、finally、throw和throws。

`try...catch()...finally`语句

try语句用于包裹可能抛出异常的代码块。如果代码块中的任何语句抛出异常，try块将立即结束，控制流将转移到匹配的catch块。

catch语句用于捕获try块中抛出的异常，并为这些异常提供特定的异常处理代码。

finally语句用于定义无论是否捕获到异常，都会执行的代码块。这通常用于执行清理工作，如关闭文件流或释放资源。

throw语句

throw语句用于手动抛出一个异常。这可以是因为检测到一个错误条件，或者为了将捕获的异常重新抛出。

throws声明

throws声明用于在方法签名中声明该方法可能抛出的异常。这允许调用者知道在调用该方法时可能需要处理的异常。

public static void main(String[] args) {
	try {
       int result = divide(10, 0); // 尝试执行除法操作
       System.out.println("结果是: " + result);
   } catch (ArithmeticException e) { // 捕获算术异常
       System.out.println("不能除以0！");
   } finally { // 无论是否发生异常，都执行清理工作
       System.out.println("这是一个清理操作。");
   }
}

public static int divide(int a, int b) throws ArithmeticException {
   if (b == 0) {
      throw new ArithmeticException("除数不能为0。"); // 手动抛出异常
   }
   return a / b; // 正常返回结果
}

示例中，我们定义了一个divide方法，它执行除法操作并检查除数是否为0。如果除数为0，方法将抛出一个ArithmeticException。

在main方法中，我们调用divide方法，并将其结果存储在result变量中。如果divide方法抛出异常，catch块将捕获它并打印一条消息。无论是否捕获到异常，finally块都会执行，打印一条清理消息。

断言语句

断言语句，即assert语句，在Java中用于调试目的。它允许开发者在代码中插入一个断言，当程序运行时，如果断言条件为false，则会抛出AssertionError异常。这有助于检查程序中的逻辑错误和不一致状态。基本语法如下:

assert condition : message;

condition：一个布尔表达式，如果为false，则会抛出异常。
message：一个可选的字符串，用于提供关于断言失败的详细信息。如果省略，则不会提供额外的信息。

代码示例:

int a = 10;
int b = 20;

// 断言a小于b
assert a < b : "a 不应大于或等于 b";

// 另一个断言示例，由于a现在等于20，这个断言将失败
assert b < 15 : "b 应该小于 15";

System.out.println("断言检查完成。");

注意事项:

断言语句在生产环境中通常被禁用，因为它们主要用于调试。在Java中，可以通过JVM选项-ea或-enableassertions来启用断言，使用-da或-disableassertions来禁用断言。
断言语句不应该用于控制程序的正常流程，而只应该用于检测程序中的潜在错误或不合法的状态。
在使用断言语句时，确保condition是可验证的，并且message能够提供足够的信息来帮助调试。
由于assert语句在默认情况下是禁用的，因此在编写代码时不应该依赖于它的存在。

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