Java學習筆記之switch & 循環語句

本文轉載自查看原文 2021-11-05 20:01 127 JAVA知識回顧

0x00 概述

本篇內容包括switch語句，for循環，while循環，random函數。

0x01 switch語句

1.1 switch語句結構

格式

switch(表達式) {
    case 1:
        語句體1;
        break;
    case 2:
        語句體2;
         break;
    ...
    default:
        語句體n+1;
        break;
}

執行流程

/*

1. 首先計算出表達式的值

2. 其次，和case依次比較，一旦有對應的值，就會執行相應的語句，在執行過程中，遇到break就會結束

3. 最后，如果所有的case都和表達式的值不匹配，就會執行default語句體部分，然后程序結束

*/

/*
    switch語句
    
    格式：
        switch(表達式) {
            case 值1：
            語句體1;
            break;
            case 值2：
            語句體2;
            break;
            …
            default：    
            語句體n+1;
            [break;]
        }

    格式說明：
        表達式：取值為byte、short、int、char，JDK5以后可以是枚舉，JDK7以后可以是String。
        case：后面跟的是要和表達式進行比較的值。
        break：表示中斷，結束的意思，用來結束switch語句。
        default：表示所有情況都不匹配的時候，就執行該處的內容，和if語句的else相似。

    執行流程：
        首先計算表達式的值。
        依次和case后面的值進行比較，如果有對應的值，就會執行相應的語句，在執行的過程中，遇到break就會結束。
        如果所有的case后面的值和表達式的值都不匹配，就會執行default里面的語句體，然后程序結束掉。
*/    

import java.util.Scanner;

public class SwitchDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("開始");
        
        //需求：鍵盤錄入一個星期數(1,2,...7)，輸出對應的星期一，星期二，...星期日
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        
        System.out.println("請輸入一個星期數(1-7)：");
        int week = sc.nextInt();
        
        switch(week) {
            case 1:
                System.out.println("星期一");
                break;
            case 2:
                System.out.println("星期二");
                break;
            case 3:
                System.out.println("星期三");
                break;
            case 4:
                System.out.println("星期四");
                break;
            case 5:
                System.out.println("星期五");
                break;
            case 6:
                System.out.println("星期六");
                break;
            case 7:
                System.out.println("星期日");
                break;
            default:
                System.out.println("你輸入的星期數有誤");
                break;
        }
        
        System.out.println("結束");
    }
}

1.2 switch語句聯系-春夏秋冬

需求：一年有12個月，分屬於春夏秋冬4個季節，鍵盤錄入月份，請用程序實現判斷該月份屬於哪個季節，並輸出。

/*
春：3，4，5
夏：6，7，8
秋：9，10，11
東：12，1，2
*/

示例

import java.util.Scanner;

public class demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 鍵盤錄入月份數據，使用變量接收
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("請輸入一個月份： ");
        int month = sc.nextInt();
        // case穿透
        switch (month) {
            case 1:
            case 2:
            case 12:
                System.out.println("冬季");
                break;
            case 3:
            case 4:
            case 5:
                System.out.println("春季");
                break;
            case 6:
            case 7:
            case 8:
                System.out.println("夏季");
                break;
            case 9:
            case 10:
            case 11:
                System.out.println("秋季");
                break;
            default:
                System.out.println("你輸入的月份有誤");
        }
    }
}

注意：如果switch中的case，沒有break的話，則會出現case穿透現象。

0x02 for循環

2.1 for循環結構

循環：

循環語句可以在滿足循環條件的情況下，反復執行某一段代碼，這段被重復執行的代碼被稱為循環體語句，

當反復執行這個循環體時，需要在合適的時候把循環判斷條件修改為false，從而結束循環，否則循環將一直執行下去，形成死循環。

for循環格式：

for(初始化語句；條件判斷語句；條件控制語句) {
    循環體語句；
}

格式解釋：

初始化語句：用於表示循環開啟時的起始狀態，簡單說就是循環開始的時候什么樣
條件判斷語句：用於表示循環反復執行的條件，簡單說就是判斷循環能否一直執行下去
循環體語句：用於表示循環反復執行的內容，簡單說就是循環反復執行的事情
條件控制語句：用於表示循環執行中每次變化的內容，簡單說就是控制循環是否能執行下去

執行流程：

執行初始化語句
執行條件判斷語句，看其結果是true還是false，如果是false，循環結束，如果是true，繼續執行
執行循環體語句
執行條件控制語句
回到2繼續

2.2 for循環練習-輸出數據

需求：在控制台輸出1-5和5-1的數據

示例

public class fortest01 {
    public static void main(String[] args) {
        //需求：輸出數據1-5
        for(int i = 1; i <= 5; i++) {
            System.out.println(i);
        }
        System.out.println("--------------------");
        for(int j = 5; j >= 1; j--) {
            System.out.println(j);
        }
    }
}

2.3 循環練習-求和

需求：求1-5之間的數據和，並把求和結果在控制台輸出

示例：

public class forTest02 {
    public static void main(String[] args) {
        //求和的最終結果必須保存起來，需要定義一個變量，用於保存求和的結果，初始值為
        int sum = 0;
        // 從1凱斯到5結束，使用循環結構
        for(int i = 1; i <= 5; i++) {
            // 將反復進行的事情寫入循環結構內部
            // 此處反復進行的事情是將數據i，加到用於保存最終求和的變量sum中
            sum += i;
            /*
                sum += i; sum = sum + i;
                第一次： sum = sum + i = 0 + 1 = 1;
                第二次： sum = sum + i = 1 + 2 = 3;
                第三次： sum = sum + i = 3 + 3 = 6；
                ...
                第五次： sum = sum + i = 10 + 5 =15
             */
        }
        // 當循環執行完畢時，將最終數據打印出來
        System.out.println("1-5之間的數據和是： " + sum);
    }
}

本題要點：

今后遇到的需求中，如果帶有求和二字，請立即聯想到求和變量，用於寄存數據；
求和變量的定義位置，必須在循環外部，如果在循環內部則計算出的數據是錯誤的；

2.4 for循環練習-求偶數和

需求：求1-100之間的偶數之和，並把求和結果在控制台輸出

示例

public class forTest03 {
    public static void main(String[] args) {
        // 求和的最終結果必須保存起來，需要定義一個變量，用於保存求和的結果，初始值為
        int sum = 0;
        // 對1-100的數據求和和對1-5的數據求和幾乎完全一樣，僅僅是結束條件不同
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            // 對1-100的偶數求和，需要對求和操作添加限制條件，判斷是否是偶數
            if (i %2 == 0) {
                sum += i;
            }
        }
        // 當循環執行完畢時，將最終數據打印出來
        System.out.println("1-100之間的偶數之和是：" + sum);
    }
}

2.5 for循環練習-水仙花

需求：在控制台輸出100-1000之內所有的“水仙花數”

解釋：水仙花數是指，一個三位數，其個位，十位，百位的數字立方和等於原數；例如3*3*3 + 5*5*5 + 1*1*1 = 153

思路：

獲取100-1000之內所有的三位數，准備進行篩選，最小的三位數是100，最大的三位數是999，使用for循環獲取
獲取每個三位數的個位，十位，百位，做if語句判斷是否是水仙花數

示例：

public class forTest04 {
    public static void main(String[] args) {
        // 輸出所有水仙花數必然使用到循環，遍歷所有的三位數，三位數從100開始，到999結束
        for(int i = 100; i < 1000; i++) {
            // 在計算之前獲取三位數中個，十，百位上的數值
            int ge = i % 10;
            int shi = i /10 %10;
            int bai = i /10 /10 %10;
            // 判斷條件是將三位書中的每個數值取出來，計算立方和后與原始數字比較是否相等
            if(ge*ge*ge + shi*shi*shi + bai*bai*bai == i) {
                System.out.println(i);
            }
        }
    }
}

2.6 for循環練習-統計水仙花數的個數

需求：輸出水仙花數的個數

示例：

public class fortest05 {
    public static void main(String[] args) {
        // 定義變量count，用於保存"水仙花數"的數量，初始值為0
        int count = 0;
        // 輸出所有的水仙花數使用循環，遍歷所有三位數，100-999
        for (int i = 100; i < 1000; i++) {
            // 獲取個 十 百 位上的數值
            int ge = i % 10;
            int shi = i / 10 % 10;
            int bai = i / 10 / 10 %10;
            //在判斷水仙花數的過程中，滿足條件就不再輸出，此處變更為更新count值，使count+1
            if(ge*ge*ge + shi*shi*shi + bai*bai*bai == i) {
                count++;
            }
         }
        // 打印輸出最終的count值
        System.out.println("水仙花共有：" + count + "個")
    }
}

本題要點：

今后如果有需求帶有統計xxxx，請先想到計算器變量
計算器變量定義的位置，必須在循環外部

0x03 while循環

3.1 while結構

while的循環的完整格式：

初始化語句;
while(條件判斷語句) {
    循環體語句;
    條件控制語句;
}

while循環執行流程：

執行初始化語句
執行條件判斷語句，看其結果是true還是false；如果是false，循環結束；如果是true，繼續執行
執行循環體語句
執行條件控制語句
回到2繼續

public class whiledemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 需求：在控制台輸出5次helloworld
        // 使用for循環實現
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            System.out.println("HelloWorld");
        }
        System.out.println("---------------");
        // 使用while循環實現
        int j = 1;
        while(j <= 5) {
            System.out.println("HelloWorld");
            j ++;
        }
    }
}

3.2 while循環-珠穆朗瑪峰

需求：世界最高峰珠穆朗瑪峰高度位8843.43米=8843430毫米，假如我有一張足夠大的紙張，他的厚度為0.1毫米；請問折疊多少次，可以超過珠峰的高度

示例：

public class whiletest {
    public static void main(String[] args) {
        // 定義一個計算器，初始值為0
        int count = 0;
        // 定義紙張厚度
        double paper = 0.1;

        // 定義珠峰高度
        int zf = 8844430;
        // 因為要反復折疊，所以要使用循環，但是不知道要折疊多少次，這種情況下使用while循環比較合適
        // 折疊的過程中，當紙張的厚度大於珠峰就停止，因此繼續執行的要求是紙張厚度小於珠峰高度
        while (paper < zf) {
            // 循環的執行過程中每次紙張折疊，紙張的厚度翻倍
            paper *= 2;
            // 在循環中執行累加，對應折疊了多少次
            count++;
        }
        // 打印計數器的值
        System.out.println("需要折疊的次數："+count+" 次");
    }
}

0x04 循環細節

4.1 do...while循環結構

格式

初始化語句;
do {
    循環體語句；
    條件控制語句；
} while(條件判斷語句);

執行流程：

執行初始化語句
執行循環體語句
執行條件控制語句
執行條件判斷語句，看其結果是true還是false，如果是false，循環結束，如果是true，繼續執行
回到2繼續

public class dowhileDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 需求：在控制台輸出5次helloworld
        // for循環實現
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            System.out.println("HelloWorld");
        }
        System.out.println("--------------");
        // do...while實現
        int j = 1;
        do {
            System.out.println("HelloWorld");
            j++;
        }while(j <= 5);
    }
}

4.2 三種循環的區別

三種循環的區別

/*
for循環和while循環先判斷條件是否成立，然后決定是否執行循環體（先判斷后執行）

do...while循環先執行一次循環體，然后判斷條件是否成立，是否繼續執行循環體（先執行后判斷）
*/

for循環和while循環的區別

/*
條件控制語句所控制的自增變量，因為歸屬for循環的語法結構中，在for循環結束后，就不能再次被訪問到了

條件控制語句所控制的自增變量，對於while循環來說不歸屬其語法結構中，在while循環結束后，該變量還可以繼續使用
*/

死循環(無限循環)的三種格式

/*

1. for(;;) {}

2. while(true){}

3. do {} while(true);

*/

示例

/*
    三種循環的區別
 */
public class LoopTest {
    public static void main(String[] args) {

        //for循環
        for(int i = 3; i<3; i++) {
            System.out.println("我愛Java");
        }
        System.out.println("--------");
        
        //while循環
        int j = 3;
        while(j<3) {
            System.out.println("我愛Java");
            j++;
        }
        System.out.println("--------");
        
        //do...while循環
        int k = 3;
        do {
            System.out.println("我愛Java");
            k++;
        }while(k<3);

        //for循環
        for(int i = 1; i<3; i++) {
            System.out.println("我愛Java");
        }
        // 此處無法打印出i的值，i僅限上面for循環內不使用，外部無法調用
        //System.out.println(i);
        System.out.println("--------");
        
        //while循環
        int j = 1;
        while(j<3) {
            System.out.println("我愛Java");
            j++;
        }
        // 此處打印j的值正常，while循環外，j值可以被調用
        System.out.println(j);
        System.out.println("--------");
        */
        
        //死循環
        /*
        for(;;) {
            System.out.println("for");
        }
        */
        
        /*
        while(true) {
            System.out.println("while");
        }
        */
        
        /*
        do {
            System.out.println("do...while");
        }while(true);
        */
        
    }
}

4.3 跳轉控制語句

/*

跳轉控制語句（break）跳出循環，結束循環

跳轉控制語句（continue），跳過本次循環，繼續下次循環

注意： continue只能在循環中進行使用！

*/

示例

/*
    continue:用在循環中，基於條件控制，跳過某次循環體內容的執行，繼續下一次的執行
    break:用在循環中，基於條件控制，終止循環體內容的執行，也就是說結束當前的整個循環
*/
public class ControlDemo {
    public static void main(String[] args) {
        for(int i = 1; i<=5; i++) {
            if(i%2 == 0) {
                //continue;
                break;
            }
            
            System.out.println(i);
        }
    }
}

4.4 循環嵌套

/*
請反復理解這句話（整個內循環，就是外循環的一個循環體，內部循環體沒有執行完畢，外循環是不會繼續向下執行的）結論：
外循環執行一次，內循環執行一圈
*/

示例

/*
    循環嵌套：
        循環語句中包含循環語句
    
    需求：
        在控制台輸出一天的小時和分鍾
        
        分鍾和小時的范圍：
            分鍾：0 <= minute < 60
            小時：0 <= hour < 24
*/
public class ForForDemo {
    public static void main(String[] args) {
        /*
        System.out.println("0時0分");
        System.out.println("0時1分");
        System.out.println("0時2分");
        System.out.println("0時3分");
        System.out.println("--------");
        System.out.println("1時0分");
        System.out.println("1時1分");
        System.out.println("1時2分");
        System.out.println("1時3分");
        System.out.println("--------");
        System.out.println("2時0分");
        System.out.println("2時1分");
        System.out.println("2時2分");
        System.out.println("2時3分");
        */
        
        //循環改進
        /*
        for(int minute=0; minute<4; minute++) {
            System.out.println("0時" + minute + "分");
        }
        System.out.println("--------");
        
        for(int minute=0; minute<4; minute++) {
            System.out.println("1時" + minute + "分");
        }
        System.out.println("--------");
        
        for(int minute=0; minute<4; minute++) {
            System.out.println("2時" + minute + "分");
        }
        System.out.println("--------");
        */
        
        //外循環控制小時的范圍，內循環控制分鍾的范圍
        /*
        for(int hour=0; hour<3; hour++) {
            for(int minute=0; minute<4; minute++) {
                System.out.println(hour + "時" + minute + "分");
            }
            System.out.println("--------");
        }
        */
        
        for(int hour=0; hour<24; hour++) {
            for(int minute=0; minute<60; minute++) {
                System.out.println(hour + "時" + minute + "分");
            }
            System.out.println("--------");
        }
    }
}

0x05 Random函數

5.1 Random產生隨機數

Random類似Scanner，也是Java提供好的API，內部提供了產生隨機數的功能

API后續課程詳細講解，現在可以簡單理解為Java已經寫好的代碼，使用步驟：

1. 導入包

import java.util.Random;

2. 創建對象

Random r = new Random();

3. 產生隨機數

int num = r.nextInt(10);

/*
解釋： 10代表的是一個范圍，如果括號寫10，產生的隨機數就是0-9，括號寫20，參數的隨機數則是0-19
*/

示例

import java.util.Random;

public class randomDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //創建對象
        Random r = new Random();
        // 使用循環獲取10個隨機數
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            // 獲取隨機數
            int num = r.nextInt(10);
            System.out.println("number: "+num);
        }
        // 需求：獲取一個1-100之間的隨機數
        int x = r.nextInt(100) + 1;
        System.out.println(x);
    }
}

5.2 Random練習-猜數字

需求：程序自動生成一個1-100之間的數字，使用程序實現猜出這個數字是多少；

當猜錯的時候根據不同情況給出相應的提示

如果猜的數字比真實數字大，提示你猜的數據大了
如果猜的數字比真實數字小，提示你猜的數據小了
如果猜的數字與真實數字相等，提示恭喜你猜中了示例代碼：

import java.util.Random;
import java.util.Scanner;

public class randomTest {
    public static void main(String[] args) {
        //要完成猜數字游戲，首先需要有一個要猜的數字，使用隨機數生成該數字，范圍1-100
        Random r = new Random();
        int num = r.nextInt(100) + 1;
        
        while(true) {
            // 使用程序實現猜數字，每次均要輸入猜測的數字值，需要使用鍵盤錄入實現
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
            System.out.println("請輸入你要猜的數字： ");
            int guessNum = sc.nextInt();
            
            // 比較輸入的數字和系統產生的數據，需要使用分支語句
            // 這里使用if...else..if..格式，根據不同情況進行猜測結果顯示
            if(guessNum > num) {
                System.out.println("你猜的數字"+guessNum+"大了。");
            } else if(guessNum < num) {
                System.out.println("你猜的數字"+guessNum+"小了。");
            } else {
                System.out.println();
                break;
            }
        }
    }
}

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