Java顺序结构和分支结构

1.* 顺序结构

任何编程语言中最常见的程序结构就是顺序结构。顺序结构就是程序从上到下逐行地执行，中间没有任何判断和跳转。

如果main方法的多行代码之间没有任何流程控制，则程序总是从上向下依次执行，排在前面的代码先执行，排在后面的代码后执行。这意味着：如果没有流程控制，Java方法里的语句是一个顺序执行流，从上向下依次执行每条语句。

1.* 分支结构

Java提供了两种常见的分支控制结构：if语句和switch语句，其中if语句使用布尔表达式或布尔值作为分支条件来进行分支控制；而switch语句则用于对多个整型值进行匹配，从而实现分支控制。

1.*.& if条件语句

if语句使用布尔表达式或布尔值作为分支条件来进行分支控制。if语句有如下三种形式：

第一种形式：

if (logic expression) {
    statement...
}

第二种形式：

if (logic expression) {
    statement...
} else {
    statement...
}

第三种形式：

if (logic expression) {
    statement...
} else if (logic expression) {
    //可以有零个或多个else if语句
    statement...
} else {
    //最后的else语句也可以省略
    statement...
}

在上面if语句的三种形式中，放在if之后括号里的只能是一个逻辑表达式，即这个表达式的返回值只能是true或false。第二种形式和第三种形式是相通的，如果第三种形式中else if块不出现，就变成了第二种形式。

在上面的条件语句中，if (logic expression)、else if (logic expression)和else后花括号括起来的多行代码被称为代码块，一个代码块通常被当成一个整体来执行（除非运行过程中遇到return、break、continue等关键字，或者遇到了异常），因此这个代码块也被称为条件执行体。

查看代码

如果if (logic expression)、else if (logic expression)和else后的代码块只有一行语句时，则可以省略花括号，因为单行语句本身就是一个整体，无须用花括号来把它们定义成一个整体。下面代码完全可以正常执行：

//定义变量a，并为其赋值
int a = 5;
if (a > 4)
    //如果a > 4，则执行下面的执行体，只有一行代码作为代码块
    System.out.println("a大于4");
else
    //否则，执行下面的执行体，只有一行代码作为代码块
    System.out.println("a不大于4");

通常，我们建议不要省略if、else、else if后执行体的花括号，即使条件执行体只有一行代码，也保留花括号会有更好的可读性，而且保留花括号会减少发生错误的可能。例如如下代码，则不能正常执行：

//定义变量b，并为其赋值
int b = 5;
if (b > 4)
    //如果b > 4，则执行下面的执行体，只有一行代码作为代码块
    System.out.println("b大于4");
else
    //否则，执行下面的执行体，只有一行代码作为代码块
    b--;
    //对于下面代码而言，它已经不再是条件执行体的一部分，因此总会执行
    System.out.println("b不大于4");

System.out.println("b不大于4")总会执行，因为这行代码并不属于else后的条件执行体，else后的条件执行体就是b--这行代码。

注意：if、else、else if后的条件执行体要么是一个花括号括起来的代码块，则这个代码块整体作为条件执行体；要么是以分号为结束符的一行语句，甚至可能是一个空语句（空语句是一个分号），那么就只是这条语句作为条件执行体。

如果if后有多条语句作为条件执行体，若省略了这个条件执行体的花括号，则会引起编译错误。看下面代码：

//定义变量c，并为其赋值
int c = 5;
if (c > 4)
    //如果c > 4，则执行下面的执行体，将只有c--一行代码为执行体
    c--;
    //下面是一行普通代码，不属于执行体
    System.out.println("c大于4");
//此处的else将没有if语句，因此编译出错
else
    //否则，执行下面的执行体，只有一行代码作为代码块
    System.out.println("c不大于4");

在上面代码中，因为if后的条件执行体省略了花括号，则系统只把c--作为条件执行体，当c--语句结束后，if语句也就结束了。后面的System.out.println("c大于4")代码已经是一行普通代码了，不再属于条件执行体，从而导致else语句没有if语句，从而引起编译错误。

对于if语句，还有一个很容易出现的逻辑错误，这个逻辑错误并不属于语法问题，但引起错误的可能性更大。看下面程序：

查看代码

表面上看起来，上面的程序没有任何问题：人的年龄大于20岁是青年人，年龄大于40岁是中年人，年龄大于60岁是老年人。但运行上面程序，发现打印结果是：青年人，而实际上我们希望45岁应判断为中年人——这显然出现了一个问题。

对于任何的if else语句，表面上看起来else后没有任何条件，或者else if后只有一个条件——但这不是真相：因为else的含义是“否则”——else本身就是一个条件！这也是笔者把if、else后代码块统称为条件执行体的原因，else的隐含条件是对前面条件取反。因此，上面代码实际上可改写为：

查看代码

此时就比较容易看出为什么发生上面的错误了。对于“age > 40 && !(age > 20)”这个条件，又可改写成“age > 40 && age <=20”条件，这样永远也不会发生了。对于“age> 60 && !(age > 20) && !(age > 40 && !(age> 20))”这个条件，则更不可能发生了。因此，程序永远都不会判断中年人和老年人的情形。

为了达到正确的目的，我们把程序改写成如下形式：

查看代码

运行程序，得到了正确结果。实际上，上面程序等同于下面代码：

查看代码

上面程序的判断逻辑即转为如下三种情形：

• age大于60岁，判断为“老年人”
• age大于40岁，且age小于等于60岁，判断为“中年人”
• age大于20岁，且age小于等于40岁，判断为“青年人”

上面的判断逻辑才是我们实际希望的判断逻辑。因此，当使用if...else语句进行流程控制时，一定不要忽略了else所带的隐含条件。

如果每次都去计算if条件和else条件的交集也是一件非常烦琐的事情，为了避免出现上面的错误，在使用if...else语句时有一条基本规则：总是优先把包含范围小的条件放在前面处理。如age > 60和age > 20两个条件，明显age > 60的范围更小，所以应该先处理age > 60的情况。

注意：使用if...else语句时，一定要先处理包含范围更小的情况。

1.*.& Java 7的switch分支语句

1.*.&.% 基本语法介绍

switch语句由一个控制表达式和多个case标签组成，和if语句不同的是，switch语句后面的控制表达式的数据类型只能是byte、short、char、int四个整数类型和枚举类型，不能是boolean类型。Java 7改进了switch分支语句，Java 7允许switch语句中的控制表达式为java.lang.String类型。

switch语句往往需要在case标签后紧跟一个代码块，case标签作为这个代码块的标识。switch语句的语法格式如下：

switch (expression) {
    case condition1: {
        statement(s)
        break;
    }
    case condition2: {
        statement(s)
        break;
    }
    ...
    case conditionN: {
        statement(s)
        break;
    }
    default: {
        statement(s)
    }
}

这种分支语句的执行是先对expression求值，然后依次匹配condition1、condition2、...、conditionN等值，遇到匹配的值即执行对应的执行体；如果所有case标签后的值都不与expression表达式的值相等，则执行default标签后的代码块。

和if语句不同的是，switch语句中各case标签后代码块的开始点和结束点非常清晰，因此完全可以省略case后代码块的花括号。与if语句中的else类似，switch语句中的default标签看似没有条件，其实是有条件的，条件就是expression表达式的值不能与前面任何一个case标签后的值相等。

下面程序示范了switch语句的用法：

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运行上面程序，看到输出“中”，这个结果完全正常，字符表达式score的值为'C'，对应结果为“中”。在case标签后的每个代码块后都有一条break语句，这个break语句有极其重要的意义，Java的switch语句允许case后代码块没有break语句，但这种做法可能引入一个陷阱。如果把上面程序中的break语句都注释掉，将看到如下运行结果：

中
及格
不及格
成绩输入错误

这个运行结果看起来比较奇怪，但这正是由switch语句的运行流程决定的：switch语句会先求出expression表达式的值，然后拿这个表达式和case标签后的值进行比较，一旦遇到相等的值，程序就开始执行这个case标签后的代码，不再判断与后面case、default标签的条件是否匹配，除非遇到break才会结束。

Java 11编译器做了一些改进，如果开发者忘记了case块后面的break语句，Java 11编译器会生成警告：“[fallthrough]可能无法实现case”。这个警告以前需要为javac指定-X: fallthrough选项才能显示出来。

Java 7增强了switch语句的功能，允许switch语句的控制表达式是java.lang.String类型的变量或表达式——只能是java.lang.String类型，不能是StringBuffer或StringBuilder这两种字符串类型。

例如，如下程序也是正确的：

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注意：使用switch语句时，有两个值得注意的地方：第一个地方是switch语句后的expression表达式的数据类型只能是byte、short、char、int四个整数类型和枚举类型；第二个地方是如果省略了case后代码块的break将引入一个陷阱。

1.*.&.% 相同功能case语句合并

如果某几个case实现了同样的功能，那么可以将case语句合并如下：

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