[Java基本语法] 逻辑控制与方法

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✒️ 今天开始,Java基本语法模块将进行重构.以保证文章质量.

1. 逻辑控制
- 1.1 顺序结构
- 1.2 分支结构
- - 1.2.1 if语句
  - 1.2.2 switch语句
- 1.3 循环结构
- - 1.3.1 while循环
  - 1.3.2 break
  - 1.3.3 continue
  - 1.3.4 for循环
- 1.4 输入与输出
- - 1.4.1 输出到控制台
  - 1.4.2 从键盘输入
2. 方法的使用
- 2.1 方法的概念与使用
- - 2.1.1 什么是方法
  - 2.1.2 方法的定义
  - 2.1.3 方法调用的执行过程
  - 2.1.4 实参和形参的关系
- 2.2 方法的重载
- - 2.2.1 方法重载的概念
  - 2.2.2 方法签名
- 2.3 递归
- - 2.3.1 递归的概念
  - 2.3.2 递归执行过程分析

1. 逻辑控制

1.1 顺序结构

顺序结构比较简单,按照代码书写一行一行地执行就可以.

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

1.2 分支结构

1.2.1 if语句

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.

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.

语法格式

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.
[建议] if/else语句下只有一条语句的时候,可以不加花括号,此时的else和最接近的if匹配.但是实际开发中,我们不建议这样写,最好加上大括号.

int x = 10;
int y = 10;
if (x == 10) if (y == 10)System.out.println("aaa");
else System.out.println("bbb");//虽然和第3行的if对齐,但是是和第4行的if匹配.

1.2.2 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

先计算表达式的值
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
当表达式的值没有与所列项匹配时，执行default.

注意事项
- 多个case后的常量值不可以重复
- switch的括号内不能是以下类型的数据:float,double,boolean,long.
- break不要遗漏,否则就会失去多分支选择的效果.

1.3 循环结构

1.3.1 while循环

语法格式

while(循环条件){循环语句;
}

循环条件为 true, 则执行循环语句; 否则结束循环.
[建议]

和if类似,while下面可以不写花括号,但是不写的时候只能支持一条语句,建议还是加上花括号.
和if类似,while后面的{建议和while写在同一行.

1.3.2 break

break 的功能是让循环提前结束.
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++;
}

1.3.3 continue

continue 的功能是跳过这次循环, 立即进入下次循环.
示例:找到 100 - 200 中所有 3 的倍数

int num = 100;
while (num <= 200) {if (num % 3 != 0) {num++; 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.

1.3.4 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
[注意事项] 和while类似,不再赘述

1.4 输入与输出

1.4.1 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

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.

示例:

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

1.4.2 从键盘输入

使用 Scanner 读取字符串/整数/浮点数.
举例说明:

import java.util.Scanner;  // 需要导入 util 包Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入你的姓名：");
String name = sc.nextLine();
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

解释:

创建一个Scanner类型的对象,使用sc引用.
之后调用sc中的next()系列的方法.
- next():返回字符串,自动消除有效字符之前的空格,直到结束符.(换行)
- nextLine():返回字符串,不会自动消除空格,录入所有的字符,直到回车.
- nextInt():返回十进制整数.
- nextFloat():返回浮点数.
sc实质上是一个流对象的引用,我们在最后需要关闭.

2. 方法的使用

2.1 方法的概念与使用

2.1.1 什么是方法

方法就是一个代码片段. 类似于 C 语言中的 “函数”.

是能够模块化的组织代码(当代码规模比较复杂的时候).
做到代码被重复使用, 一份代码可以在多个位置使用.
让代码更好理解更简单.
直接调用现有方法开发, 不必重复造轮子.

2.1.2 方法的定义

语法格式

修饰符 返回值类型 方法名称([参数类型 形参 ...]){方法体代码;[return 返回值];
}

示例:判断一个年份是否是闰年

public class Method{// 方法定义public static boolean isLeapYear(int year){if((0 == year % 4 && 0 != year % 100) || 0 == year % 400){return true;}else{return false;}}
}

[注意事项]

修饰符：现阶段直接使用public static 固定搭配
返回值类型：如果方法有返回值，返回值类型必须要与返回的实体类型一致，如果没有返回值，必须写成void,注意这里的返回值和c语言有所不同,这里返回的参数还可以是数组类型.
方法名字：采用小驼峰命名
参数列表：如果方法没有参数，()中什么都不写，如果有参数，需指定参数类型，多个参数之间使用逗号隔开
方法体：方法内部要执行的语句
在java当中，方法必须写在类当中
在java当中，方法不能嵌套定义.

2.1.3 方法调用的执行过程

调用方法—>传递参数—>找到方法地址—>执行被调方法的方法体—>被调方法结束返回—>回到主调方法继续往下执行

方法参数传递的注意事项

匹配参数的个数
匹配参数的类型
匹配参数的顺序
匹配返回值的类型

2.1.4 实参和形参的关系

方法的形参相当于数学函数中的自变量，比如：1 + 2 + 3 + … + n的公式为sum(n) = (1+n)*n/2.
Java中方法的形参就相当于sum函数中的自变量n，用来接收sum函数在调用时传递的值的。形参的名字可以随意取，对方法都没有任何影响，形参只是方法在定义时需要借助的一个变量，用来保存方法在调用时传递过来的值.

public static int getSum(int N){    // N是形参return (1+N)*N / 2;
}
getSum(10);      // 10是实参,在方法调用时，形参N用来保存10
getSum(100);     // 100是实参，在方法调用时，形参N用来保存100

[注意] 在Java中，实参的值永远都是临时拷贝到形参中,形参和实参本质是两个实体.
代码实例:交换两个整形变量.

public class TestMethod {public static void main(String[] args) {int a = 10;int b = 20;swap(a, b);System.out.println("main: a = " + a + " b = " + b);}public static void swap(int x, int y) {int tmp = x;x = y;y = tmp;System.out.println("swap: x = " + x + " y = " + y);}
}// 运行结果
//swap: x = 20 y = 10
//main: a = 10 b = 20

可以看到，在swap函数交换之后，形参x和y的值发生了改变，但是main方法中a和b还是交换之前的值，即没有交换成功.

原因解释:
实参a和b是main方法中的两个变量，其空间在main方法的栈(一块特殊的内存空间)中，而形参x和y是swap方法中的两个变量，x和y的空间在swap方法运行时的栈中，因此：实参a和b 与形参x和y是两个没有任何关联性的变量，在swap方法调用时，只是将实参a和b中的值拷贝了一份传递给了形参x和y，因此对形参x和y操作不会对实参a和b产生任何影响.

[总结] 对于基础类型来说,形参相当于实参的拷贝.即传值调用.
解决办法
使用引用类型参数.(比如数组)

public class TestMethod {public static void main(String[] args) {int[] array = {10, 20};swap(array);System.out.println("array[0] = " + array[0] + " array[1] = " + array[1]);}public static void swap(int[] arr) {int tmp = arr[0];arr[0] = arr[1];arr[1] = tmp;}
}// 运行结果
//arr[0] = 20 arr[1] = 10

在这里插入图片描述

2.2 方法的重载

2.2.1 方法重载的概念

在Java中，如果多个方法的名字相同，参数列表不同，则称该几种方法被重载了.
参数列表不同一般指的是:个数,数据类型,或者是顺序不同.
返回值的类型是否一样,不影响方法的重载.即只有方法的名字是一样的,参数列表必须修改,返回值类型可以修改.
举例:下面这几个方法就相互构成重载.

public class TestMethod {public static void main(String[] args) {add(1, 2);                // 调用add(int, int)add(1.5, 2.5);            // 调用add(double, double)add(1.5, 2.5, 3.5);       // 调用add(double, double, double)}public static int add(int x, int y) {return x + y;}public static double add(double x, double y) {return x + y;}public static double add(double x, double y, double z) {return x + y + z;}
}

2.2.2 方法签名

在同一个作用域中不能定义两个相同名称的标识符。比如：方法中不能定义两个名字一样的变量，那为什么类中就可以定义方法名相同的方法呢？
方法签名即：经过编译器编译修改过之后方法最终的名字。具体方式：方法全路径名+参数列表+返回值类型，构成方法完整的名字。

2.3 递归

2.3.1 递归的概念

从前有坐山，山上有座庙，庙里有个老和尚给小和尚将故事，讲的就是：
"从前有座山，山上有座庙，庙里有个老和尚给小和尚讲故事，讲的就是：
“从前有座山，山上有座庙…”
“从前有座山……”
在这里插入图片描述
上面这个故事有一个特征:自身中又包含了自己.我们从而引出递归的概念.
一个方法在执行过程中调用自身, 就称为 “递归”.
递归的必要条件:

将原问题划分为其子问题.但子问题和原问题的解法相同.
递归结束条件

示例:递归求n的阶乘

public static void main(String[] args) {int n = 5;int ret = factor(n);System.out.println("ret = " + ret);
}public static int factor(int n) {if (n == 1) {return 1;}return n * factor(n - 1); // factor 调用函数自身
}// 执行结果
//ret = 120

2.3.2 递归执行过程分析

我们还是那上面n的阶乘来说明:

public static void main(String[] args) {int n = 5;int ret = factor(n);System.out.println("ret = " + ret);
}public static int factor(int n) {System.out.println("函数开始, n = " + n);if (n == 1) {System.out.println("函数结束, n = 1 ret = 1");return 1;}int ret = n * factor(n - 1);System.out.println("函数结束, n = " + n + " ret = " + ret);return ret;
}// 执行结果
//函数开始, n = 5
//函数开始, n = 4
//函数开始, n = 3
//函数开始, n = 2
//函数开始, n = 1
//函数结束, n = 1 ret = 1
//函数结束, n = 2 ret = 2
//函数结束, n = 3 ret = 6
//函数结束, n = 4 ret = 24
//函数结束, n = 5 ret = 120
//ret = 120