3.4 控制流语句
源文件中的语句通常按照出现的先后次序自顶向下执行。控制流语句打破了这种常规,它通过决策、循环和分支等,使程序可以有条件地执行特定的代码块。本节介绍Java程序语言支持的决策语句(if-then、if-then-else、switch)、循环语句(for、while、do-while)和分支语句(break、continue、return)。
3.4.1 if-then语句和if-then-else语句
1.if-then语句
if-then语句是最基本的控制流语句。该语句使得当某个条件为真时,程序只执行特定的代码段。再以自行车为例来说明。自行车只有在运动时,Bicycle类才可以使用刹车减速。如下为applyBrakes方法的一种实现:
当条件为假时(也就是说自行车不再运动),就直接跳出if-then语句。
另外,如果then子句只包含一条语句,那么一对花括号可以省略:
何时省略花括号取决于编程人员个人的喜好。但是,省略花括号会降低代码的健壮性。省略花括号后经常会犯一个错误,那就是在then子句中添加第二条语句时忘记添加必需的花括号。编译器不会捕获该类错误,但程序的运行结果是错的。
2.if-then-else语句
if-then-else语句在条件为假时提供第二条执行路径。在applyBrakes方法中使用if-then-else语句执行某个动作,表示在自行车不处于运动状态时使用刹车产生的动作。在这个例子中,该动作就是输出错误消息语句:
下面程序中,IfElseDemo根据testscore的值对成绩定级:90分及以上为A,80分及以上为B,以此类推。
注意,testscore的值可能同时满足复合语句“76 >= 70”和“76 >= 60”中的多个表达式。但是,条件一旦满足,就执行相应的语句(grade='C';)而且不会计算后续条件。
3.4.2 switch语句
与if-then和if-then-else语句不同,switch语句可以包含多条可能的执行路径。switch语句通常与byte、short、char、int等基本数据类型一起使用,也会与枚举类型(见第4章)、String类和由某些基本数据类型组成的特殊类(Character、Byte、Short和Integer等,见第9章)一起使用。
下述SwitchDemo程序声明int类型的变量month,其值表示月份。它根据month的值使用switch语句显示月份的名称。
其输出结果为August。
switch语句的主体叫switch块。switch块中的语句可以用一个或多个case标签或default标签来标记。switch语句计算其表达式,并执行匹配的case标签后的所有语句。
该程序的功能也可以用if-then-else语句实现:
选择if-then-else语句还是switch语句,取决于程序的可读性和语句的条件表达式。if-then-else语句可以根据值或条件的范围进行条件判断,而switch语句只能根据单个值(如整数、枚举值、String对象等)进行条件判断。
需要注意的是break语句,它让程序跳出switch语句,继续执行switch块后的第一条语句。break语句是必需的,如果没有break语句,switch块中的语句就会失效:它会顺序执行匹配case标签之后的所有语句,不管是否是表达式的子case标签,直到遇到break语句。程序SwitchDemoFallThrough就是这样一个例子,它输出匹配月份及之后的月份:
就技术而言,最后的break不是必需的,因为控制流会跳出switch语句。但建议使用break,因为这样有助于更改代码,而且不容易犯错误。default部分处理所有不能用case部分显式处理的值。
下述SwitchDemo2程序说明语句如何包含多个case标签,其功能为计算特定月份的天数:
在switch语句中使用String对象
在switch语句的表达式中可以使用String对象。下面的程序StringSwitchDemo会根据月份的String值来显示月份的数值:
程序输出8。
switch表达式中的String对象与case标签关联的表达式比较,就像使用String.equals方法一样。要让StringSwitchDemo程序接收任意大小写的月份,只需将输入的月份名称转换成小写(使用toLowerCase方法),并将case标签关联的所有字符串都改成小写即可。
注意 这个例子测试switch语句中的表达式是否为null。要确保任意switch语句中的表达式都不为null,以免抛出空指针异常(NullPointerException)。
3.4.3 while语句和do-while语句
当条件为真时,while语句不断执行语句块。其语法如下:
while语句先计算expression的值,并返回一个boolean值。如果其值为真,while语句执行while块中的statement(s)。接着不断执行while代码块,并计算expression的值,直到expression的值为假。使用下述WhileDemo程序可以依次打印1到10的值:
do-while语句和while语句的区别在于do-while在循环的末端计算表达式的值,而不是在顶部。因此,do代码块内的语句至少要执行一次,如DoWhileDemo程序所示。
3.4.4 for语句
for语句提供在一定值范围内迭代的紧凑方式。程序员通常称为for循环,因为在满足特定的条件之前,它会一直循环执行。for语句的一般形式如下:
使用这种形式的for语句时,要牢记以下几点:
- initialization表达式初始化循环,它只在循环开始时执行一次。
- 当termination表达式的值为false时,循环终止。
- 循环过程中,每次迭代都会调用increment表达式,该表达式可以对一个值进行递增或递减操作。
下述ForDemo程序使用for语句的一般形式将数字1到10显示到标准输出上:
注意如何在initialization表达式中声明变量。变量的作用域为从变量声明到for语句控制的代码块末端,因此它也可以用于termination和increment表达式。如果控制for语句的变量不是循环体外必需的,那么最好在initialization表达式中声明该变量。变量名i、j和k通常用于控制for循环,在initialization表达式内声明这些变量,不仅限制了它们的生命周期,而且会减少错误。
for循环的三个表达式都是可选的。无限循环可以如下创建:
for语句还有另一种形式,用于迭代集合和数组中的元素。这种形式有时称为加强型for语句,主要用于使循环更加紧凑,易于阅读。下面举个例子来说明这一点,数组包含了从1到10的10个数字:
程序EnhancedForDemo使用加强型for语句来循环该数组:
在这个例子中,变量item保存数组numbers的当前值。输出结果和ForDemo的输出结果一样:
建议使用加强型for语句,而不是一般形式的for语句。
3.4.5 分支语句
1.?break语句
break语句有两种形式:标签式和非标签式。非标签式break语句在switch语句的讨论中已经介绍过。如下面的BreakDemo程序所示,非标签式break也可以终止for、while或do-while循环:
该程序在数组中搜索数字12。找到12时,break语句(如上述代码中黑体所示)会终止for循环。控制流会跳转到for循环后面的语句。程序输出结果如下:
非标签式break语句会终止最内层的switch、for、while或do-while语句,而标签式break语句会终止外层语句。下面的BreakWithLabelDemo程序与前述程序类似,只是使用嵌套循环在二维数组中搜索值。找到该值时,标签式break语句(标签式search)会终止外层循环。
break语句会终止标签语句,但不会改变到标签语句的控制流。控制流会立即跳转到标签语句(已终止)后的语句。
2.?continue语句
continue语句会跳出for、while或do-while循环的当前迭代。非标签形式会跳转到最外层循环体的末端,并计算控制该循环的boolean表达式。下面的ContinueDemo程序逐个统计字符串中字母p的出现次数。如果当前字符不是p,continue语句会跳出循环并继续测试下一个字符。如果字符是p,将字母个数加1:
删除continue语句并重新编译,可以清楚地看到continue语句的作用。运行程序时,计数错误,也就是说会搜索到35个p,而不是9个。
标签式continue语句跳出给定标签标记的外层循环的当前迭代。下述Continue-
WithLabelDemo程序使用嵌套循环在另一个字符串内搜索子串。需要用到两个嵌套循环:一个用于迭代待搜索的子串,另一个用于迭代要搜索的字符串。ContinueWithLabelDemo使用标签式continue语句跳出外层循环的迭代:
- return语句
最后一种分支语句是return语句。return语句退出当前方法,且控制流返回到调用方法的位置。return语句有两种形式:一种返回值,另一种不返回值。要返回值,只需在return后输入返回的值或待计算的表达式:
返回值的数据类型必须与方法声明的返回值的类型匹配。当方法声明为void类型时,要采用不返回值的return语句:
第4章将介绍编写方法时所需要的知识。
3.4.6 小结
if-then语句是最基本的控制流语句。该语句使得当某个条件为真时,程序只执行特定的代码段。if-then-else语句在条件为假时提供第二条执行路径。与if-then和if-then-else语句不同,switch语句可以包含多条可能的执行路径。while和do-while语句当条件为真时可以不断执行语句块。do-while语句和while语句的区别在于do-while在循环的末端计算表达式的值,而不是在顶部。因此,do代码块内的语句至少执行一次。for语句提供在一定值范围内迭代的紧凑方式。它有两种形式,其中一种用于迭代集合和数组中的元素。
3.4.7 问题和练习:控制流语句
问题
1. Java程序语言支持的最基本的控制流语句是 。
2. 语句支持任意数量可能的执行路径。
3. 语句与while语句类似,但在循环的 计算表达式的值。
4. 如何使用for语句编写无限循环?
5. 如何使用while语句编写无限循环?
练习
根据下述代码段,完成后面的练习:
a.?想象一下,如果aNumber是3,上述代码段会输出什么结果?
b.?编写一个测试程序,它包含前面代码段,而且aNumber的值为3。程序的输出结果是
?什么?输出结果是否就是预期的结果?解释原因。换句话说,什么是该代码段的控
?制流?
c.只使用空格和换行符重新排版代码段,以便理解其控制流结构。
d.使用大括号进一步简化代码。
答案
相关答案参考
http://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/nutsandbolts/QandE/answers_flow.html。