Java基礎篇(03)：流程控制語句，和算法應用
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一、分支語句
流程控制語句對任何一門編程語言都是非常重要的，Java中基於流程控制程序執行的不同步驟和代碼塊。
1、IF條件
IF條件語句會根據不同的判斷條件執行不同的語句，if後括號內的條件是否成立關鍵步驟，IF條件的判斷結果必然要是true或false。IF…Else語句則是滿足IF條件，就執行相應代碼塊，否則就執行Elase代碼塊。
public class Process01 {
public static void main(String[] args) {
// 演示：Node01
if (compare01(40,30)){
System.out.println("40>30:true");
} else {
System.out.println("40>30:false");
}
// 演示：Node02
if (compare01(10,20) && compare01(20,30)){
System.out.println("條件成立");
} else {
System.out.println("條件不成立");
}
// 演示：Node03
if (compare01(20,10) || compare01(20,30)){
System.out.println("條件成立");
} else {
System.out.println("條件不成立");
}
// 演示：Node04
if(compare02(1,1))
if(compare02(2,2))
System.out.println("Running...");
// 演示：Node05
if(compare01(1,2))
if(compare01(5,3)){
System.out.println("5>3");
}
}
private static boolean compare01 (int num1,int num2){
System.out.println("判斷：num1="+num1+";num2="+num2);
return num1 > num2 ;
}
private static boolean compare02 (int num1,int num2){
System.out.println("判斷：num1="+num1+";num2="+num2);
return num1 == num2 ;
}
}
節點案例，測試結果描述：
- Node01：如果if條件不成立，則執行else流程或者結束；
- Node02：邏輯且判斷，任何條件不成立，則直接結束；
- Node03：邏輯或判斷，任何條件成立，則直接進入分支；
- Node04：IF的格式，可以去掉{}，後續語句會作為分支；
- Node05：IF語句面試題，不會輸出任何內容，第二個語句作為分支；
注意：在流程控制語句中必須使用大括號，即使只有一行代碼，避免採用單行的編碼方式，這是基礎規範。在上面的測試節點4和5，代碼看着就感覺扎心。
2、IF-Else-IF條件
Else…IF分支語句用於多種情況進行的判斷處理，直到分支判斷條件成功，執行分支模塊代碼，如果沒有else條件，可以所有分支都不滿足，直接結束。
public class Process02 {
public static void main(String[] args) {
elseIf(11) ;
elseIf(9) ;
elseIf(5);
}
private static void elseIf (Integer num){
if (num > 10){
System.out.println("num > 10");
} else if (num > 7){
System.out.println("num > 7");
} else if (num > 4){
System.out.println("num > 4");
} else {
System.out.println("num < 4");
}
}
}
注意：根據條件逐個判斷，直到找到第一個滿足的條件，不會再繼續往下面的判斷執行，分支語句執行完畢就會退出當前的else…if流程。超過3層的的邏輯判斷代碼可以使用衛語句、策略模式、狀態模式等來實現。
3、Switch條件
流程描述：switch語句先獲取表達式的值，判斷表達式的值與case語句後的常量值是否相同，匹配成功則執行該case後的代碼塊，直到遇到break語句後終止，如果缺失break打斷，則繼續匹配下一case常量，直到遇到break為止。如果條件全不匹配，則執行default後面的語句。default語句可選，如果不存在default語句，同一個switch語句，case的常量值必須互不相同。
public class Process03 {
public static void main(String[] args) {
Scanner scan = new Scanner(System.in);
System.out.print("What day is it today：");
String value = scan.next();
weekInfo(value);
}
private static void weekInfo (String value){
switch (value) {
case "Monday":
System.out.println("Monday");
break;
case "Tuesday":
System.out.println("Tuesday");
break;
case "Wednesday":
System.out.println("Wednesday");
break;
case "Thursday":
System.out.println("Thursday");
break;
case "Friday":
System.out.println("Friday");
break;
case "Saturday":
System.out.println("Saturday");
break;
case "Sunday":
System.out.println("Sunday");
break;
default:
System.out.println("Matching failure");
break;
}
}
}
注意：從JDK1.7之後，switch支持對String字符串的匹配。
二、循環語句
循環語句就是在滿足特定條件的情況下，反覆執行同個操作。循環語句包括：for循環、while循環、do···while循環。
1、For循環
Java開發中最有用的循環方式，也是諸多算法中的基礎控制語句，在常見的很多算法編碼實現中，都需要藉助for循環方式。
public class Process04 {
public static void main(String[] args) {
// Node01
int sum = 0;
for(int i=1; i<=100; i++) {
sum += i;
}
System.out.println(sum);
// Node02
String[] nameArr = {"Java","C++","C#"} ;
for (String name:nameArr){
System.out.println("name="+name);
}
// Node03
// 輸出 i = 13
int i = 0;
for (i++; i++ < 10; i++);
System.out.println(++i);
// 輸出：j=3 6 9
int j = 0;
for (j++; j++ < 10; j++){
System.out.println(++j);
}
}
}
節點案例，測試結果描述：
- Node01：for循環作為計算中的常用方式；
- Node02：foreach遍歷模式，簡化循環操作，也可以改寫為for語句；
- Node03：循環for語句的基礎執行機制，兩道面試常見題；
注意：越是基礎的東西，學起來越難，for語句作為很多算法實現的基礎控制，理解起來相當的繞。
2、While循環
while循環語句首先判斷條件是否成立，成立才執行循環體；
do···while循環語句先執行一次循環體，然後判斷條件是否成立，所以do···while至少會執行一次；
public class Process05 {
public static void main(String[] args) {
int num1 = 1;
int num2 = 1;
// while循環
while(num1 <= 3) {
System.out.println("num1 == " + num1);
num1++;
}
// do...while循環
do {
System.out.println("num2 == " + num2);
num2++;
} while(num2 <= 3);
}
}
注意：while循環在實際的開發中，因為極其容易導致死循環，所以使用並不多。
三、流程中斷
Java中有三種流程中斷語句，關鍵字分別為break、continue、return語句。
1、Return語句
Java中最常用的流程控制關鍵字，當執行return語句後，從該方法返回，返回到調用該方法的業務流程中。
public class Process06 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(getNum1());
System.out.println(getNum2());
}
public static int getNum1 (){
int a =100;
try{
return a+1; // 這裡是運算邏輯，非賦值
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}finally{
return a;
}
}
public static int getNum2 (){
int a =100;
try{
return a++; // a++ -> a=a+1 此時a的值改變
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}finally{
return a;
}
}
}
return 常在位置
- return語句只在方法最後出現一次。
- return語句僅在try和catch裏面都出現。
- return語句僅在try和方法最後都出現。
- return語句僅在catch和方法的最後都出現。
2、Break語句
break中斷語句常用在for、while、do···while循環中，用於退出當前整個循環流程，非當前這一次循環。
public class Process07 {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 1 ; i < 3 ; i++){
if (i == 2){
break ;
}
System.out.println("i = " + i);
}
}
}
3、Continue語句
Continue中斷語句常用在for、while、do···while循環中，用於退出當前這一次循環，進入下一次循環。
public class Process08 {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 1 ; i < 3 ; i++){
if (i == 1){
continue ;
}
System.out.println("i = " + i);
}
}
}
四、應用場景
1、冒泡排序算法
public class Process09 {
public static void main(String[] args) {
int[] score = {9,8,7,6,5} ;
// 排序次數：最多 length - 1 次
for (int i = 0 ; i < score.length -1 ; i ++){
// 當前排序的集合區間,排序完一個數據就放棄一個
for (int j = 0 ; j < score.length - i - 1 ; j++){
// 冒泡排序：把結果大的向後扔
if (score[j] > score[j+1]){
int temp = score[j] ;
score[j] = score[j+1] ;
score[j+1] = temp ;
}
}
}
// 輸出排序後的結果集
for (int i = 0 ; i < score.length ; i++){
System.out.print(score[i]);
}
}
}
2、排列組合算法
有1、2、3、4個數字，能組成多少個互不相同且無重複數字的三位數？都是多少？
public class Process10 {
public static void main(String[] args) {
arrange() ;
}
public static void arrange (){
int i=0; // 百位數
int j=0; // 十位數
int k=0; // 個位數
int t=0; // 計數器
for (i = 1 ; i <= 4 ; i++){
for (j = 1 ; j <= 4 ; j++){
for (k = 1 ; k <=4 ; k++){
if (i != j && j != k && k != i){
t += 1 ;
System.out.print(i*100+j*10+k+"--");
}
}
}
}
System.out.println();
System.out.println("t="+t);
}
}
3、遞歸常見算法
基於遞歸思想的各種計算方法實現。
public class Process11 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(getSumOne(100));
System.out.println(getSumTwo(30));
System.out.println(getSumThree(5));
}
/**
* 使用遞歸的方式計算1+2+...+100
*/
public static int getSumOne (int i){ // 傳入100
int sum ;
if (i == 1){
return 1 ;
}
else {
sum = i + getSumOne(i - 1) ;
}
return sum ;
}
/**
* 一列數的規則如下: 1、1、2、3、5、8、13、21、34...
* 求第30位數是多少， 用遞歸算法實現
*/
public static int getSumTwo (int i){ // 傳入第幾位數下標
if (i <= 0){
return 0 ;
} else if (i == 1 || i == 2){ // 處理前面2位的1,1
return 1 ;
} else { // 當前位數是前兩位之和
return getSumTwo(i - 1) + getSumTwo(i - 2) ;
}
}
/**
* 1*2*3*...*100 遞歸計算階乘
*/
public static int getSumThree (int i){
if (i == 1){
return i ;
} else {
return i * getSumThree (i - 1) ;
}
}
}
五、源代碼地址
GitHub·地址
//github.com/cicadasmile/java-base-parent
GitEE·地址
//gitee.com/cicadasmile/java-base-parent
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