Java编程中的控制流语句与数组

# Java 编程中的控制流语句与数组 ## 1. Java 控制流语句概述 在 Java 编程中，程序控制流语句有着至关重要的地位，它能让程序在运行时改变执行路径。控制流语句主要分为两类：选择语句和迭代语句。 ### 1.1 选择语句 选择语句用于为程序执行提供不同的路径，主要包括以下三种： - **if 语句**：条件表达式必须计算为布尔值（true 或 false），任何能计算出布尔值的表达式都可使用。 - **if/else 语句**：同样，其条件表达式也需计算为布尔值，可将多个 if 和 if/else 语句链接起来，形成复杂的程序逻辑。 - **switch 语句**：用于计算 char、byte、short 或 int 类型的值，并执行匹配的 case 及其关联语句。使用 break 关键字可退出 switch 语句，避免 case 穿透，同时应始终提供 default 情况。 ### 1.2 迭代语句 迭代语句基于条件表达式的计算结果重复执行代码块，主要有以下三种： - **while 语句**：在执行代码块之前先计算条件表达式。 - **do/while 语句**：先执行代码块，再计算条件表达式，这意味着该语句的代码块至少会执行一次。 - **for 语句**：它将循环变量的声明和初始化、条件表达式计算以及循环计数器变量的递增整合在一起，是编写 while 语句的便捷方式。 ### 1.3 break 和 continue 关键字 - **break 语句**：不仅可用于退出 switch 语句，还能退出 for、while 和 do 循环。有未标记（unlabeled）和标记（labeled）两种形式，未标记的 break 退出其直接包含的循环；标记的 break 用于退出标记的迭代语句。 - **continue 关键字**：终止当前迭代语句的循环，并强制开始新的迭代。未标记的 continue 会强制其直接包含的循环开始新的迭代；标记的 continue 会强制标记的迭代语句开始新的迭代。 ## 2. 控制流语句技能练习 ### 2.1 if 语句练习 编写一个程序，从控制台读取四个字符串值，使用 `Integer.parseInt()` 方法将它们转换为 int 值，并将这些值赋给变量 `int_i`、`int_j`、`int_k` 和 `int_l`。然后编写一系列 if 语句，执行以下条件表达式和相应操作： | 条件表达式 | 操作 | | --- | --- | | `int_i < int_j` | 向控制台打印一条文本消息，表明 `int_i` 小于 `int_j`，并在消息中使用变量的值。 | | `(int_i + int_j) <= int_k` | 向控制台打印一条文本消息，显示所有变量的值以及加法运算的结果。 | | `int_k == int_l` | 向控制台打印一条文本消息，表明 `int_k` 等于 `int_l`，并在消息中使用变量的值。 | | `(int_k != int_i) && (int_j > 25)` | 向控制台打印一条文本消息，显示变量的值。 | | `(++int_j) & (--int_l)` | 向控制台打印一条文本消息，显示变量的值。 | 运行程序时使用不同的输入值集合，查看是否能使所有条件表达式都计算为 true。 ### 2.2 if/else 语句练习 编写一个程序，从命令行读取两个名称，将其分配给字符串变量 `name_1` 和 `name_2`。使用 if/else 语句比较 `name_1` 和 `name_2` 的文本内容。如果文本相等，则向控制台打印一条文本消息，显示名称并表明它们相等；如果不相等，则打印一条消息表明它们不相等。可使用 `String.equals(Object o)` 方法进行字符串值的比较，示例代码如下： ```java String name_1 = "Coralie"; String name_2 = "Coralie"; boolean isEqual = name_1.equals(name_2); ``` ### 2.3 switch 语句练习 编写一个程序，从命令行读取一个字符串值，并将字符串的第一个字符分配给 char 变量 `char_val`。使用 switch 语句检查 `char_val` 的值，并根据以下情况执行相应操作： | 情况 | 操作 | | --- | --- | | `‘A’` | 提示用户输入两个数字，将用户输入的两个数字相加，并将总和打印到控制台。 | | `‘S’` | 提示用户输入两个数字，用第二个数字减去第一个数字，并将结果打印到控制台。 | | `‘M’` | 提示用户输入两个数字，将它们相乘，并将结果打印到控制台。 | | `‘D’` | 提示用户输入两个数字，用第一个数字除以第二个数字，并将结果打印到控制台。 | | `default` | 提示用户输入两个数字，将它们相加，并将总和打印到控制台。 | 别忘了使用 break 关键字退出每个 case。 ### 2.4 while 语句练习 编写一个程序，提示用户输入一个字母，将该字母分配给 char 变量 `char_c`。使用 while 语句，只要用户不输入字母 `‘Q’`，就重复向控制台打印文本 “I love Java!”。 ### 2.5 do/while 语句练习 编写一个程序，提示用户输入一个数字，将用户的输入转换为 int 类型，并将该值分配给 int 变量 `int_i`。使用 do/while 循环将该变量自身相加五次，并打印 do/while 循环每次迭代的结果。 ### 2.6 for 语句练习 编写一个程序，使用 for 语句计算特定的求和。 ### 2.7 链式 if/else 语句练习 使用链式 if/else 语句重写技能练习 1。 ### 2.8 混合选择和迭代语句练习 1 重写技能练习 3，使用 while 循环重复处理 switch 语句。如果用户输入字符 `'E'`，则退出 while 语句。 ### 2.9 混合选择和迭代语句练习 2 再次重写技能练习 3，这次使用 `while(true)` 使 while 循环永远执行。在 switch 语句中添加一个 case，当用户输入字符 `'E'` 时退出程序，可使用 `System.exit()` 方法。 ### 2.10 混合选择和迭代语句练习 3 重写技能练习 6，反复提示用户输入 `n` 的值，计算求和，并将求和的每一步结果打印到控制台。持续提示用户输入数字并执行操作，直到用户输入 0 为止。 ## 3. 控制流语句自测问题及答案 ### 3.1 自测问题 1. 选择或迭代语句的条件表达式必须计算为什么类型？ 2. 选择语句的目的是什么？ 3. 迭代语句的目的是什么？ 4. switch 语句的值可以使用哪四种类型？ 5. while 语句和 do/while 语句的主要区别是什么？ 6. 解释在某些编程情况下，为什么会选择使用 do/while 语句而不是 while 语句？ 7. 什么时候会使用 switch 语句而不是链式 if/else 语句？ 8. break 语句在 switch 语句中的用途是什么？ 9. 在迭代语句中使用未标记的 break 语句会有什么效果？ 10. 在迭代语句中使用标记的 break 语句会有什么效果？ 11. 在迭代语句中使用未标记的 continue 语句会有什么效果？ 12. 在迭代语句中使用标记的 continue 语句会有什么效果？ ### 3.2 答案 1. 布尔型（boolean） 2. 根据布尔表达式的计算结果改变程序执行流程。 3. 迭代语句根据表达式的结果重复执行其主体中的语句。 4. int、char、byte、short 5. do/while 语句至少会执行一次其主体代码。 6. 当需要至少执行一次迭代语句主体中的语句时。 7. 当评估标准基于 int、short、byte 或 char 类型时。 8. 防止 case 语句穿透。 9. 退出最内层的迭代语句。 10. 退出指定名称的迭代语句。 11. 停止执行，并从其包含的迭代语句的开头重新开始。 12. 停止执行，并开始执行指定名称的迭代语句。 ## 4. 数组概述 ### 4.1 数组的定义 数组是相同大小或同类数据类型元素的连续内存分配。“连续”意味着数组元素在内存中一个接一个地排列；“相同大小”表示每个数组元素占用相同的内存空间，其大小由数组声明包含的对象类型决定。例如，若数组声明为包含整数基本类型，每个元素将是一个整数的大小，占用 4 字节；若声明为包含双精度基本类型，每个元素的大小将为 8 字节。“同类”常用来指代具有相同数据类型和相同大小的对象。 ### 4.2 数组元素的访问 数组元素通过其数组索引编号进行引用或访问，索引编号总是比要访问的元素编号小 1。例如，要访问数组的第一个元素，使用索引编号 0；访问第二个元素，使用索引编号 1，以此类推。数组包含的元素数量称为其长度，索引编号范围从 0 到 `length - 1`。 ### 4.3 数组类型的指定 数组元素可以是基本类型、引用类型