Java 流程控制
最后修改于 2024 年 2 月 22 日
在本文中，我们将介绍 Java 中的程序流程控制。我们将使用几个关键字来控制 Java 程序的流程。
控制流语句
在 Java 语言中，有几个关键字用于改变程序的流程。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，break 和 continue 语句用于改变循环。
当程序运行时，语句从源文件的顶部到底部逐行执行。
if 语句
if 语句具有以下一般形式
if (expression) {
statement;
}
if 关键字用于检查表达式是否为真。如果为真，则执行语句。该语句可以是单个语句或复合语句。复合语句由大括号括起来的多个语句组成。如果主体中只有一个语句，则大括号是可选的。
import java.util.Random;
void main() {
var r = new Random();
int num = r.nextInt();
if (num > 0) {
System.out.println("The number is positive");
}
}
生成一个随机数。如果该数字大于零，我们向终端打印一条消息。
var r = new Random(); int num = r.nextInt();
这两行代码生成一个随机整数。该数字可以是正数或负数。
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。在括号内，我们放置一个表达式。该表达式的结果是一个布尔值。如果布尔值为真，则执行由两个大括号括起来的代码块。在我们的例子中，字符串 "The number is positive" 将被打印到终端。如果随机值为负数，则不执行任何操作。如果只有一个表达式，则大括号是可选的。
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 关键字后面的方括号内的表达式的计算结果为假，则会自动执行 else 关键字后面的语句。
import java.util.Random;
void main() {
var 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");
}
}
执行 if 关键字后面的块，或者执行 else 关键字后面的块。
if (num > 0) {
System.out.println("The number is positive");
} else {
System.out.println("The number is negative");
}
else 关键字位于 if 代码块的右大括号之后。它有自己的代码块，由一对大括号括起来。
$ java Main.java The number is positive $ java Main.java The number is negative $ java Main.java The number is negative
使用 if else 的多个分支
我们可以使用 else if 关键字来创建多个分支。当且仅当前一个条件不满足时，else if 关键字才会测试另一个条件。请注意，我们可以在测试中使用多个 else if 关键字。
之前的程序有一个小问题。零被赋予负值。以下程序将解决此问题。
import java.util.Scanner;
void main() {
System.out.print("Enter an integer:");
try (var 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");
}
}
}
我们从用户那里接收一个值，如果它是一个负数、正数，或者它等于零，则测试它。
System.out.print("Enter an integer:");
将提示输入整数的信息写入标准输出。
Scanner sc = new Scanner(System.in); int num = sc.nextInt();
使用 java.util 包的 Scanner 类，我们从标准输入读取一个整数值。
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");
}
如果第一个条件计算结果为真，例如，输入的值小于零，则执行第一个代码块，并跳过其余两个代码块。如果未满足第一个条件，则检查 if else 关键字后面的第二个条件。如果第二个条件计算结果为真，则执行第二个代码块。如果不是，则执行 else 关键字后面的第三个代码块。如果未满足先前的条件，则始终执行 else 代码块。
$ java Main.java Enter an integer:4 The integer is positive $ java Main.java Enter an integer:0 The integer equals to zero $ java Main.java Enter an integer:-3 The integer is negative
switch 语句
switch 语句是一个选择控制流语句。它允许变量或表达式的值通过多路分支来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。每个分支都以 break 关键字结束。
我们使用一个变量或一个表达式。switch 关键字用于根据值列表测试变量或表达式中的值。值列表由 case 关键字表示。如果值匹配，则执行 case 后面的语句。有一个可选的 default 语句。如果没有找到其他匹配项，则执行该语句。
import java.util.Scanner;
void main() {
System.out.print("Enter a domain:");
try (var 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。使用 switch 关键字根据选项列表测试该变量。在我们的程序中，我们有一个域名变量。我们从命令行读取变量的值。我们使用 case 语句来测试变量的值。有几个选项。例如，如果该值等于 "us"，则将字符串 "United States" 打印到控制台。
try (var sc = new Scanner(System.in)) {
String domain = sc.nextLine();
从控制台读取用户的输入。
domain = domain.trim().toLowerCase();
trim 方法从变量中剥离潜在的前导和尾随空格。toLowerCase 将字符转换为小写。现在 "us"、"US" 或 "us " 都是美国域名的可行选项。
switch (domain) {
...
}
在圆括号中，switch 关键字接受一个要测试的输入。输入可以是 byte、short、char、int、enum 或 String 数据类型。switch 关键字的主体放置在一对大括号内。在主体内部，我们可以放置多个 case 选项。每个选项都以 break 关键字结尾。
case "us":
System.out.println("United States");
break;
在此 case 选项中，我们测试域名变量是否等于 "us" 字符串。如果为真，我们将消息打印到控制台。该选项以 break 关键字结尾。如果成功评估了一个选项，则 break 关键字终止 switch 代码块。
default:
System.out.println("Unknown");
break;
default 关键字是可选的。如果未评估任何 case 选项，则执行 default 部分。
$ java Main.java Enter a domain:us United States
switch 表达式
Java switch 表达式简化了原始 switch 语句。它允许使用称为 arm 的多个 case 标签。
import java.util.Scanner;
void main() {
System.out.print("Enter a domain: ");
try (var sc = new Scanner(System.in)) {
String domain = sc.nextLine();
domain = domain.trim().toLowerCase();
switch (domain) {
case "us" -> System.out.println("United States");
case "de" -> System.out.println("Germany");
case "sk" -> System.out.println("Slovakia");
case "hu" -> System.out.println("Hungary");
default -> System.out.println("Unknown");
}
}
}
之前的 switch 语句示例使用 switch 表达式重写。
case "us" -> System.out.println("United States");
switch 表达式使用 -> 将标签与语句分开。不需要 break 语句，一旦匹配到一个选项，就不会评估其他选项。
Switch 表达式可以返回值。
import java.util.Scanner;
void main() {
System.out.print("Enter a domain: ");
try (var sc = new Scanner(System.in)) {
String domain = sc.nextLine();
domain = domain.trim().toLowerCase();
String res = switch (domain) {
case "us" -> "United States";
case "de" -> "Germany";
case "sk" -> "Slovakia";
case "hu" -> "Hungary";
default -> "Unknown";
};
System.out.println(res);
}
}
这是先前示例的修改版本。现在 arm 返回一个字符串值，稍后将其打印。
while 语句
while 语句是一个控制流程语句，允许根据给定的布尔条件重复执行代码。
while (expression) {
statement;
}
while 关键字执行大括号括起来的块内的语句。只要表达式的计算结果为 true，就会执行这些语句。
void main() {
int i = 0;
int sum = 0;
while (i < 10) {
i++;
sum += i;
}
System.out.println(sum);
}
在代码示例中，我们计算某个数字范围内值的总和。
while 循环有三个部分：初始化、测试和更新。语句的每次执行都称为一个循环。
int i = 0;
我们初始化 i 变量。它用作计数器。
while (i < 10) {
...
}
while 关键字后面的圆括号内的表达式是第二阶段，即测试。主体中的语句将一直执行，直到表达式的计算结果为假。
i++;
while 循环的最后阶段是更新。我们增加计数器。请注意，不正确地处理 while 循环可能会导致无限循环。
$ Main.java 55
该程序计算 0, 1, ..., 9 值的总和。
有一个 while 语句的修改版本。它是 do while 语句。即使不满足条件，也可以保证至少运行一次块内的语句。
void main() {
int count = 0;
do {
System.out.println(count);
} while (count != 0);
}
首先执行该块，然后评估真值表达式。在我们的例子中，不满足条件，并且 do while 语句终止。
for 语句
如果在启动循环之前知道循环次数，我们可以使用 for 语句。在此构造中，我们声明一个计数器变量，该变量在循环的每次重复期间自动增加或减少。
void main() {
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。
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println(i);
}
for 循环有三个阶段。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 代码块内的语句。然后是第三个阶段：计数器增加。现在我们重复第 2 阶段和第 3 阶段，直到不满足条件并且 for 循环终止。在我们的例子中，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 属性中，我们知道数组的大小。
void main() {
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，其中包含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。
for (int i = 0; i < planets.length; i++) {
System.out.println(planets[i]);
}
数组通过从零开始的索引进行访问。第一个项目的索引为 0。因此，i 变量初始化为零。该条件检查 i 变量是否小于数组的长度。在最后阶段，i 变量递增。
for (int i = planets.length - 1; i >= 0; i--) {
System.out.println(planets[i]);
}
此 for 循环以相反的顺序打印数组的元素。i 计数器初始化为数组大小。由于索引基于零，因此最后一个元素的索引为数组大小 - 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。
可以将更多表达式放置在 for 循环的初始化和迭代阶段。
import java.util.Arrays;
import java.util.Random;
void main() {
var 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，我们创建一个包含十个随机数的数组。计算数字的总和。
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，我们有两个表达式，用逗号字符分隔。i 计数器递增，并将当前数字添加到 sum 变量。
$ java Main.java [1, 9, 2, 9, 0, 9, 8, 5, 5, 3] The sum of the values is 51
增强型 for 语句
增强型 for 语句简化了对数据集合的遍历。它没有显式计数器。该语句逐个遍历数组或集合，并将当前值复制到构造中定义的变量。
void main() {
String[] planets = {
"Mercury", "Venus", "Earth",
"Mars", "Jupiter", "Saturn", "Uranus", "Pluto"
};
for (String planet : planets) {
System.out.println(planet);
}
}
在此示例中，我们使用增强型 for 语句遍历行星数组。
for (String planet : planets) {
System.out.println(planet);
}
for 语句的用法很简单。行星是我们要遍历的数组。planet 是具有数组当前值的临时变量。for 语句遍历所有行星并将它们打印到控制台。
$ java Main.java Mercury Venus Earth Mars Jupiter Saturn Uranus Pluto
break 语句
break 语句可用于终止由 while、for 或 switch 语句定义的块。
import java.util.Random;
void main() {
var random = new Random();
while (true) {
int num = random.nextInt(30);
System.out.print(num + " ");
if (num == 22) {
break;
}
}
System.out.print('\n');
}
我们定义一个无限 while 循环。我们使用 break 语句来跳出此循环。我们选择一个 1 到 30 的随机值并打印它。如果该值等于 22，我们将完成无限 while 循环。
while (true) {
...
}
将 true 放入 while 语句的括号中会创建一个无限循环。我们必须自己终止循环。请注意，此类代码容易出错。我们应该小心使用此类循环。
if (num == 22) {
break;
}
当随机选择的值等于 22 时，执行 break 语句并终止 while 循环。
$ java Main.java 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 Main.java 23 19 29 27 3 28 2 2 26 0 0 24 17 4 7 12 8 20 22 $ java Main.java 15 20 10 25 2 19 26 4 13 21 15 21 21 24 3 22
continue 语句
continue 语句用于跳过循环的一部分，并继续循环的下一次迭代。它可以与 for 和 while 语句结合使用。
在以下示例中，我们打印一个无法被 2 整除而没有余数的数字列表。
void main() {
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 循环迭代数字 1..99。
if (num % 2 == 0) {
continue;
}
如果表达式 num % 2 返回 0，则表示所讨论的数字可以被 2 整除。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被跳过，并且该数字未打印到控制台。开始下一次迭代。
来源
在本文中，我们讨论了控制流结构。我们涵盖了 if、if else、else、while、switch、for、break、continue 语句。
作者
列出所有Java教程。