1.顺序结构

顺序结构比较简单，按照代码书写的顺序一行一行执行。

System.out.println("aaa");
System.out.println("bbb");
System.out.println("ccc");
// 运行结果
aaa
bbb
ccc

如果调整代码的书写顺序, 则执行顺序也发生变化

System.out.println("aaa");
System.out.println("ccc");
System.out.println("bbb");
// 运行结果
aaa
ccc
bbb

2. 分支结构

2.1 if 语句

1. 语法格式1

if(布尔表达式){
// 语句
}

如果布尔表达式结果为true，执行if中的语句，否则不执行。

比如：小明，如果这次考试考到90分或以上，给你奖励一个鸡腿。

int score = 92;
if(score >= 90){
System.out.println("吃个大鸡腿!!!");
}

2. 语法格式2

if(布尔表达式){
// 语句1
}else{
// 语句2
}

如果布尔表达式结果为true，则执行if中语句，否则执行else中语句。

比如：小明，如果这次考到90分以上，给你奖励一个大鸡腿，否则奖你一个大嘴巴子。

int score = 92;
if(score >= 90){
System.out.println("吃个大鸡腿!!!");
}else{
System.out.println("挨大嘴巴子!!!");
}

3. 语法格式3

if(布尔表达式1){
// 语句1
}else if(布尔表达式2){
// 语句2
}else{
// 语句3
}

表达式1成立，执行语句1，否则表达式2成立，执行语句2，否则执行语句3

比如：考虑到学生自尊，不公开分数排名，因此：

• 分数在 [90, 100] 之间的，为优秀

• 分数在 [80, 90) 之前的，为良好

• 分数在 [70, 80) 之间的，为中等

• 分数在 [60, 70) 之间的，为及格

• 分数在 [ 0, 60) 之间的，为不及格

• 错误数据

按照上述办法通知学生成绩。

if(score >= 90){System.out.println("优秀");
}else if(score >= 80 && score < 90){System.out.println("良好");
}else if(score >= 70 && score < 80){System.out.println("中等");
}else if(score >= 60 && score < 70){System.out.println("及格");
}else if(score >= 0 && score < 60){System.out.println("不及格");
}else{System.out.println("错误数据");
}

【练习】

1. 判断一个数字是奇数还是偶数

int num = 10;
if (num % 2 == 0) {
System.out.println("num 是偶数");
} else {
System.out.println("num 是奇数");
}
//num是偶数

2. 判断一个数字是正数，负数，还是零

int num = 10;
if (num > 0) {
System.out.println("正数");
} else if (num < 0) {
System.out.println("负数");
} else {
System.out.println("0");
}

3. 判断一个年份是否为闰年

public class Fox {public static void main(String[] args) {/* int a = 10;if(a % 2 == 0) {System.out.println("偶数");}else {System.out.println("奇数");}*/int year = 2022;if(year % 100 != 0) {if(year % 4 == 0) {System.out.println("是普通闰年！");}else {System.out.println("不是普通闰年！");}}else {if(year % 400 == 0) {System.out.println("是世纪闰年！");}else {System.out.println("不是世纪闰年！");}}
}

【注意事项】

代码风格

// 风格1-----> 推荐
int x = 10;
if (x == 10) {
// 语句1
} else {
// 语句2
}

// 风格2
int x = 10;
if (x == 10)
{
// 语句1
}
else
{
// 语句2
}

虽然两种方式都是合法的, 但是 Java 中更推荐使用风格1, { 放在 if / else 同一行. 代码跟紧凑。

分号问题

int x = 20;
if (x == 10);//加入分号，代表语句结束，此时执行后续语句无任何条件，故会输出
{
System.out.println("hehe");
}
// 运行结果
hehe

此处多写了一个 分号, 导致分号成为了 if 语句的语句体, 而 { } 中的代码已经成为了和一个 if 无关的代块。

悬垂 else 问题

int x = 10;
int y = 10;
if (x == 10)
if (y == 10)
System.out.println("aaa");
else
System.out.println("bbb");

if / else 语句中可以不加大括号 . 但是也可以写语句(只能写一条语句). 此时 else 是和最接近的 if 匹配.

但是实际开发中我们 不建议 这么写. 最好加上大括号.

2.2 switch 语句

基本语法

switch(表达式){
case 常量值1:{
语句1;
[break;]
}
case 常量值2:{
语句2;
[break;]
}
...
default:{
内容都不满足时执行语句;
[break;]
}
}

执行流程：

1. 先计算表达式的值

2. 和case依次比较，一旦有响应的匹配就执行该项下的语句，直到遇到break时结束

3. 当表达式的值没有与所列项匹配时，执行default

代码示例: 根据 day 的值输出星期

public class Fox {public static void main(String[] args) {int day = 1;switch(day) {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("输入有误");break;}}
}

【注意事项】

• 多个case后的常量值不可以重复

• switch的括号内只能是以下类型的表达式：

基本类型：byte、char、short、int，注意不能是long类型

引用类型：String常量串、枚举类型

double num = 1.0;
switch(num) {
case 1.0:
System.out.println("hehe");
break;
case 2.0:
System.out.println("haha");
break;
}
// 编译出错
Test.java:4: 错误: 不兼容的类型: 从double转换到int可能会有损失
switch(num) {
^
1 个错误

break 不要遗漏, 否则会失去 "多分支选择" 的效果

int day = 1;
switch(day) {
case 1:
System.out.println("星期一");
break;
case 2:
System.out.println("星期二");
break;
}
// 运行结果
星期一
星期二

switch 不能表达复杂的条件

// 例如: 如果 num 的值在 10 到 20 之间, 就打印 hehe
// 这样的代码使用 if 很容易表达, 但是使用 switch 就无法表示.
if (num > 10 && num < 20) {
System.out.println("hehe");
}

switch 虽然支持嵌套, 但是很丑，一般不推荐~

int x = 1;
int y = 1;
switch(x) {
case 1:
switch(y) {
case 1:
System.out.println("hehe");
break;
}
break;
case 2:
System.out.println("haha");
break;
}

3. 循环结构

3.1 while 循环

while(循环条件---只能说布尔表达式){
循环语句;
}

循环条件为 true, 则执行循环语句; 否则结束循环.

代码示例1: 打印 1 - 10 的数字

int num = 1;
while (num <= 10) {
System.out.println(num);
num++;
}

代码示例2: 计算 1 - 100 的和

int n = 1;
int result = 0;
while (n <= 100) {
result += n;
n++;
}
System.out.println(num);
// 执行结果
5050

代码示例3: 计算 5 的阶乘

int n = 1;
int result = 1;
while (n <= 5) {
result *= n;
n++;
}
System.out.println(result);
// 执行结果
120

代码示例4: 计算 1! + 2! + 3! + 4! + 5!

int num = 1;
int sum = 0;
// 外层循环负责求阶乘的和
while (num <= 5) {
int factorResult = 1;
int tmp = 1;
// 里层循环负责完成求阶乘的细节.
while (tmp <= num) {
factorResult *= tmp;
tmp++;
}
sum += factorResult;
num++;
}
System.out.println("sum = " + sum);

这里我们发现, 当一个代码中带有多重循环的时候, 代码的复杂程度就大大提高了. 而比较复杂的代码就更容易出错.

后面我们会采用更简单的办法来解决这个问题.

注意事项

1. 和 if 类似, while 下面的语句可以不写 { } , 但是不写的时候只能支持一条语句. 建议还是加上 { }

2. 和 if 类似, while 后面的 { 建议和 while 写在同一行.

3. 和 if 类似, while 后面不要多写分号, 否则可能导致循环不能正确执行.

int num = 1;
while (num <= 10); {
System.out.println(num);
num++;
} 
// 执行结果
[无任何输出, 程序死循环]

此时 ; 为 while 的语句体(这是一个空语句), 实际的 { } 部分和循环无关. 此时循环条件 num <= 10 恒成立, 导致代码死循环了.

3.2 break

break 的功能是让循环提前结束.

代码示例: 找到 100 - 200 中第一个 3 的倍数

int num = 100;
while (num <= 200) {if (num % 3 == 0) {System.out.println("找到了 3 的倍数, 为:" + num);break;} num++;
} 
// 执行结果
找到了3的倍数, 为:102

执行到 break 就会让循环结束

3.3 continue

continue 的功能是跳过这次循环, 立即进入下次循环.

代码示例: 找到 100 - 200 中所有 3 的倍数

int num = 100;
while (num <= 200) {if (num % 3 != 0) {num++; // 这里的 ++ 不要忘记! 否则会死循环.continue;} System.out.println("找到了 3 的倍数, 为:" + num);num++;
}

执行到 continue 语句的时候, 就会立刻进入下次循环(判定循环条件), 从而不会执行到下方的打印语句.

public class Fox {public static void main(String[] args) {int i = 1;while (i <= 100) {if ((i % 5 == 0) && (i % 6 == 0)) {System.out.println(i);i++;}elsei++;}}
}

3.4 for 循环

【基本语法】

for(表达式①;布尔表达式②;表达式③){
表达式④;
}

• 表达式1: 用于初始化循环变量初始值设置，在循环最开始时执行，且只执行一次

• 表达式2: 循环条件，满则循环继续，否则循环结束

• 表达式3: 循环变量更新方式

执行过程】

①②③④--->②③④--->②③④--->②③④--->②③④--->②③④--->...--->②为false，循环结束。

【代码示例】

1. 打印 1 - 10 的数字

for (int i = 1; i <= 10; i++) {System.out.println(i);
}

2. 计算 1 - 100 的和

int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 100; i++) {sum += i;
}
System.out.println("sum = " + sum);
// 执行结果
// 5050

3. 计算 5 的阶乘

int result = 1;
for (int i = 1; i <= 5; i++) {result *= i;
} 
System.out.println("result = " + result);

4. 计算 1! + 2! + 3! + 4! + 5!

int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 5; i++) {
int tmp = 1;
for (int j = 1; j <= i; j++) {
tmp *= j;
} 
sum += tmp;
} 
System.out.println("sum = " + sum);

【注意事项】 (和while循环类似)

1. 和 if 类似, for 下面的语句可以不写 { } , 但是不写的时候只能支持一条语句. 建议还是加上 { }

2. 和 if 类似, for 后面的 { 建议和 while 写在同一行.

3. 和 if 类似, for 后面不要多写 分号, 否则可能导致循环不能正确执行.

4. 和while循环一样，结束单趟循环用continue，结束整个循环用break

3.5 do while 循环

【基本语法】

do{
循环语句;
}while(循环条件);

先执行循环语句, 再判定循环条件，循环条件成立则继续执行，否则循环结束。

例如：打印 1 - 10

int num = 1;
do {
System.out.println(num);
num++;
} while (num <= 10);

【注意事项】

1. do while 循环最后的分号不要忘记

2. 一般 do while 很少用到, 更推荐使用 for 和 while.

4. 输入输出

4.1 输出到控制台

基本语法

System.out.println(msg); // 输出一个字符串, 带换行
System.out.print(msg); // 输出一个字符串, 不带换行
System.out.printf(format, msg); // 格式化输出
System.out.printf(format\n, msg); // 格式化输出且换行

• println 输出的内容自带 \n, print 不带 \n

• printf 的格式化输出方式和 C 语言的 printf 是基本一致的.

代码示例

System.out.println("hello world");
int x = 10;
System.out.printf("x = %d\n", x)

格式化字符串

4.2 从键盘输入

使用 Scanner 读取字符串/整数/浮点数

import java.util.Scanner; // 需要导入 util 包
public class Fox {public static void main(String[] args) {Scanner sc = new Scanner(System.in);//固定的写法，可以认为它是定义变量System.out.println("请输入你的姓名：");String name = sc.nextLine();//line遇到空格不结束（可以读一行），不加line遇到空格结束//先整数后nextline会出现问题，这是可以在加个nextline；先nextline后整数不会出现此问题System.out.println("请输入你的年龄：");int age = sc.nextInt();System.out.println("请输入你的工资：");float salary = sc.nextFloat();System.out.println("你的信息如下：");System.out.println("姓名: "+name+"\n"+"年龄："+age+"\n"+"工资："+salary);sc.close(); // 注意, 要记得调用关闭方法}
}//执行结果
请输入你的姓名：
张三
请输入你的年龄：
18
请输入你的工资：
1000
你的信息如下：
姓名: 张三
年龄：18
工资：1000.0

使用 Scanner 循环读取 N 个数字，并求取其平均值

Scanner sc = new Scanner(System.in);
int sum = 0;
int num = 0;
while (sc.hasNextInt()) {int tmp = sc.nextInt();sum += tmp;num++;
} 
System.out.println("sum = " + sum);
System.out.println("avg = " + sum / num);
sc.close();
// 执行结果
10
40.0
50.5
^Z
sum = 150.5
avg = 30.1

注意事项: 当循环输入多个数据的时候, 使用 ctrl + z 来结束输入 (Windows 上使用 ctrl + z, Linux / Mac 上使用 ctrl+d).

//ctrl+c终止程序

//ctrl+d正常结束

5. 猜数字游戏

游戏规则:

系统自动生成一个随机整数(1-100), 然后由用户输入一个猜测的数字. 如果输入的数字比该随机数小, 提示 "低了", 如果输入的数字比该随机数大, 提示 "高了" , 如果输入的数字和随机数相等, 则提示 "猜对了" .

参考代码

import java.util.Random;
import java.util.Scanner;;
class Test {public static void main(String[] args) {Random random = new Random(); // 默认随机种子是系统时间Scanner sc = new Scanner(System.in);int toGuess = random.nextInt(100);
// System.out.println("toGuess: " + toGuess);while (true) {System.out.println("请输入要输入的数字: (1-100)");int num = sc.nextInt();if (num < toGuess) {System.out.println("低了");} else if (num > toGuess) {System.out.println("高了");} else {System.out.println("猜对了");break;}} sc.close();}
}

6.习题

6.1 输出乘法口诀表

public class Fox {public static void main(String[] args) {for (int i = 1; i <= 9; i++) {for (int j = 1; j <= i; j++) {System.out.print(j+"*"+i +"="+i*j+" ");}System.out.println();}}
}

6.2 判定一个数字是否是素数

public class Fox {public static void main(String[] args) {int num = 7;int i = 2;for (; i <= Math.sqrt(num); i++) {if(num % i == 0) {System.out.println("不是素数！");break;}}if(i > Math.sqrt(num)) {System.out.println("是素数！");}}
}

6.3 求两个正整数的最大公约数

    public static void main(String[] args) {int a = 18;int b = 24;int c = a%b;//18  24while (c != 0) { //c = 18a = b;b = c;c = a % b;}System.out.println(b);}

6.4 水仙花数

求出0～999之间的所有“水仙花数”并输出。(“水仙花数”是指一个三位数，其各位数字的立方和确好等于该数本身，如： 153＝1^3＋5^3＋3^3 ，则153是一个“水仙花数”。)

    public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < 999999; i++) {int count = 0;int tmp = i;while ( tmp != 0) {count++;tmp /= 10;}//tmp==0tmp = i;int sum = 0;while (tmp != 0) {sum +=  Math.pow(tmp % 10,count);//pow返回float，要让类型提升用+=tmp /= 10;}if(sum == i) {System.out.println(i);}}}

6.5 写一个函数返回参数二进制中 1 的个数

//按位与（相同结果为1才为1），0101 0011&0000 0001==0000 0001（说明最右位为1，向右移）

//向右移：1.移位32次2.移到为0时

//n&（n-1）--n中会少一个1

    public static void main(String[] args) {int n = 15;int count = 0;for (int i = 0; i < 32; i++) {if((n & 1) != 0) {count++;}n = n >> 1;}System.out.println(count);}

    public static void main(String[] args) {Scanner scanner = new Scanner(System.in);int n = scanner.nextInt();int count = 0;while (n != 0){if((n & 1) != 0) {count++;}n = n >>> 1;//无符号右移}System.out.println(count);}
//效率更高

//下述最佳

    public static void main(String[] args) {int n = -1;int count = 0;while (n != 0) {n = n & (n-1);count++;}System.out.println(count);}

6.6 获取一个数二进制序列中所有的偶数位和奇数位，分别输出二进制序列。

0010 0111==49

//从右至左判断奇偶

//红色为奇数：0011

//黑色为偶数：0101

//还是与0000 0001逻辑与

//0101 0000//想拿到红色部分，需要右移6位，拿到的是奇数部分

    public static void main(String[] args) {int n = 39;for (int i = 30; i >= 0 ; i-=2) {System.out.print(((n>>i) & 1) +" ");//奇数}System.out.println();for (int i = 31; i >= 1 ; i-=2) {System.out.print(((n>>i) & 1) +" ");//偶数}}