Java循环与控制语句全解析

# Java 循环与控制语句全解析 ## 1. 嵌套 switch 语句 在 Java 中，可以在外部 switch 语句的语句序列中包含另一个 switch 语句，这被称为嵌套 switch 语句。即使内部和外部 switch 的 case 常量包含相同的值，也不会产生冲突。例如，以下代码片段是完全可以接受的： ```java // 示例代码 switch (outer) { case 1: switch (inner) { case 1: System.out.println("Inner case 1"); break; case 2: System.out.println("Inner case 2"); break; } break; case 2: System.out.println("Outer case 2"); break; } ``` ## 2. 构建 Java 帮助系统 ### 2.1 项目介绍 此项目构建了一个简单的 Java 控制语句帮助系统，该程序会显示一个包含控制语句的菜单，等待用户选择，选择后会显示所选语句的语法。在这个程序的第一个版本中，仅提供了 `if` 和 `switch` 语句的帮助信息。后续项目会添加其他控制语句的帮助。 ### 2.2 操作步骤 1. 创建一个名为 `Help.java` 的文件。 2. 程序开始时显示如下菜单： ```java System.out.println("Java 控制语句帮助系统"); System.out.println("1. if 语句"); System.out.println("2. switch 语句"); System.out.println("请输入你的选择: "); ``` 3. 程序通过调用 `System.in.read()` 获取用户的选择： ```java int choice = System.in.read(); ``` 4. 获取选择后，使用 `switch` 语句显示所选语句的语法： ```java switch (choice) { case '1': System.out.println("if 语句语法: if (condition) statement;"); break; case '2': System.out.println("switch 语句语法: switch (expression) { case value: statement; break; default: statement; }"); break; default: System.out.println("无效的选择"); } ``` 5. 以下是完整的 `Help.java` 程序清单： ```java import java.io.IOException; public class Help { public static void main(String[] args) throws IOException { System.out.println("Java 控制语句帮助系统"); System.out.println("1. if 语句"); System.out.println("2. switch 语句"); System.out.println("请输入你的选择: "); int choice = System.in.read(); switch (choice) { case '1': System.out.println("if 语句语法: if (condition) statement;"); break; case '2': System.out.println("switch 语句语法: switch (expression) { case value: statement; break; default: statement; }"); break; default: System.out.println("无效的选择"); } } } ``` ## 3. for 循环 ### 3.1 基本形式 #### 3.1.1 重复单个语句 ```java for(initialization; condition; iteration) statement; ``` #### 3.1.2 重复代码块 ```java for(initialization; condition; iteration) { statement sequence } ``` ### 3.2 各部分含义 - **初始化**：通常是一个赋值语句，用于设置循环控制变量的初始值，该变量作为控制循环的计数器。 - **条件**：一个布尔表达式，用于确定循环是否会重复执行。 - **迭代表达式**：定义每次循环重复时循环控制变量的变化量。 ### 3.3 示例代码 以下程序使用 `for` 循环打印 1 到 99 之间数字的平方根，并显示每个平方根的舍入误差： ```java public class SqrtError { public static void main(String[] args) { for (int i = 1; i <= 99; i++) { double sqrt = Math.sqrt(i); double error = i - (sqrt * sqrt); System.out.println("数字 " + i + " 的平方根是 " + sqrt + "，舍入误差是 " + error); } } } ``` ### 3.4 循环方向和步长 `for` 循环可以正向或反向执行，并且可以以任意步长改变循环控制变量。例如，以下程序以 5 为步长打印从 100 到 -95 的数字： ```java public class CountDown { public static void main(String[] args) { for (int i = 100; i >= -95; i -= 5) { System.out.println(i); } } } ``` ### 3.5 条件测试位置 `for` 循环的条件表达式总是在循环顶部进行测试。这意味着如果条件一开始就为 false，则循环内的代码可能根本不会执行。例如： ```java public class NoExecution { public static void main(String[] args) { int count = 10; for (; count < 5; count++) { System.out.println(count); } } } ``` 这个循环永远不会执行，因为控制变量 `count` 在首次进入循环时就大于 5，使得条件表达式 `count < 5` 从一开始就为 false。 ### 3.6 for 循环的一些变体 #### 3.6.1 多循环控制变量 `for` 循环可以使用多个循环控制变量。例如： ```java public class MultipleVars { public static void main(String[] args) { for (int i = 0, j = 10; i < 10; i++, j--) { System.out.println("i = " + i + ", j = " + j); } } } ``` 在这个例子中，逗号分隔了两个初始化语句和两个迭代表达式。循环开始时，`i` 和 `j` 都会被初始化。每次循环重复时，`i` 递增，`j` 递减。 #### 3.6.2 任意布尔表达式作为条件 控制循环的条件可以是任何有效的布尔表达式，不一定需要涉及循环控制变量。例如，以下循环会一直执行，直到用户在键盘上输入字母 `S`： ```java import java.io.IOException; public class LoopUntilS { public static void main(String[] args) throws IOException { char ch; for (; ; ) { ch = (char) System.in.read(); if (ch == 'S') ```