学习目标:掌握条件结构的语法和使用方法。
1 简单条件结构
在生活中,常常会遇到许多需要判断的情况,在这种情况下,需要根据一些条件作出决定和选择。例如,在我们打算出门时,需要判断天气怎么样,如果下雨了,就要带上雨伞;外出旅行时,需要根据不同情况,选择不同的交通工具。
前面编写的程序都是“顺序流程”,每条语句顺序执行。但是在很多情况下,程序并不是按既定的顺序执行,而是根据不同请况进行判断,然后执行不同的操作,这种流程成为“条件分支流程”,其结构也称为“条件结构”。
在Java语言中,提供了if语句结构来实现条件结构。本节只介绍最简单的条件语句:if语句。
if语句的语法规则如下:
if(<条件>)
<语句块>
其中,条件是一个表达式,此表达式的值可以为真或假。条件必须括在一对圆括号之内。<语句块>是一个或多个Java语言有效语句的集合,如果条件的值为真,则将执行此语句块。如果条件的值为假,则不执行该语句块,直接执行该语句块后面的语句(如果有)。
如果语句块中有多个语句,则需要将它们用一对大括号“{}”括起来,表示在条件的值为真时,需要处理整个语句块。
除简单的if语句外,Java语言还提供了if-else结构,其语法如下:
if(<条件>)
<语句块>
else
<语句块>
在if-else结构中,如果条件的值为真,则将执行if 后面的语句块;如果条件的值为假,则将执行else后面的语句块。
现在,我们已经了解了Java语言的if结构和if-else结构的语法,下面探讨一下如何在条件结构中使用关系条件表达式。
例如:要测试两个整数类型的变量值num1和num2是否相等,可以编写num1 == num2,然后将其放入一个if语句中,如下所示:
if ( num1==num2 )
如果num1和num2的数值相等,则条件为真,执行if后面的语句块,否则条件为假,不执行if后面的语句块。
案例1:求用户输入两个数,如果这两个数的和大于100,则显示“两数和大于100”。
在IDEA下新建项目Punit3,创建包unit,在unit包下创建Java类Case1。代码如下:
package com.unit;
import java.util.Scanner;
public class Case1 {
public static void main(String[] args) {
int num1, num2, sum;
// 声明Scanner类,接收用户的输入
Scanner sc = new Scanner(System.in);
// 提示用户输入两个整数
System.out.println("请输入两个整数数:");
// Scanner类方法nextInt获取int类型的输入
num1 = sc.nextInt();
num2 = sc.nextInt();
// 求两数和
sum = num1 + num2;
// if语句,条件是num>100
if (sum > 100)
System.out.println("两数和大于100");
}
}
程序结构分析
程序声明整型变量num1和num2用于存储用户输入的两个数,sum用于存储这两个数相加后的结果。然后用Scanner类的nextInt方法获取用户的输入的两个数值,两个数值相加后存储在sum中,然后通过if语句判断sum>100是否成立,如果条件成立,程序输出“两数和大于100”。如果为假,程序结束,什么也不显示。
2 多重if结构
条件结构用于实现需要判断的情况,它以一个逻辑条件成立与否为条件,决定一个操作的执行或不执行,或执行两个不同的操作。前面介绍的if和if-else结构,它是Java语言中实现判断的两种方法,可以实现一个逻辑条件的判断。在某些情况下,需要检查多重条件,解决这种情况可用多重if、嵌套if或switch结构来解决,本节将具体介绍多重if结构。
在进行条件判断时,常常会遇到一种情况,如果条件的值为真,则执行某些操作,否则,进一步进行条件判断,执行其它操作。例如:四则运算器程序在计算用户输入的算式时,首先从左到右扫描算式。假设本次扫描不考虑优先级运算,只是完成提取运算数和运算符的功能。扫描过程如下:如果是运算数,判断是整型还是浮点,整型赋值给intNum,如果是浮点赋值给floatNum,如果是字符型赋值给op。在编程时遇到此种情况,则可使用多重if结构解决。
多重if结构实际上if-else结构的另一种形式;if-else-if,这种形式也称为阶梯式,当有多个分支选择时,可采用多重if结构。
多重if结构的语法如下:
if(<条件1>)
<语句块>
else if(<条件2>)
<语句块>
else if(<条件3>)
<语句块>
……
else
<语句块>
这种结构是从上到下逐个对条件进行判断,一旦发现条件满足就执行与该条件相关的语句,并跳过其他的条件判断;若没有一个条件满足,则执行最后一个else后的语句块;如果没有最后的else语句,则不执行任何操作,执行该结构后面的语句。同样,语句块中包含多条语句时,必须使用“{”和“}”把多条语句括起来。
案例2:编写一个程序,根据用户输入的考试成绩,输出相应的成绩评定信息。成绩大于等于90分输出“优”;成绩大于等于80分小于90分输出“良”;成绩大于等于60分小于80分输出“中”,成绩小于60分输出“差”。
在Punit2项目unit包下创建Case2类。代码如下:
package com.unit;
import java.util.Scanner;
public class Case2 {
public static void main(String[] args) {
float fScore;
// 声明Scanner类,接收用户输入的考试成绩
Scanner sc = new Scanner(System.in);
// 提示用户输入两个整数
System.out.println("请输入考试成绩:");
// Scanner类方法nextInt获取int类型的输入
fScore = sc.nextFloat();
// 判断成绩范围并输出
if (fScore >= 90)
System.out.printf("%.2f:优", fScore);
else if ((fScore >= 80) && (fScore < 90))
System.out.printf("%.2f:良", fScore);
else if ((fScore >= 60) && (fScore < 80))
System.out.printf("%.2f:中", fScore);
else
System.out.printf("%.2f:差", fScore);
}
}
程序结构分析
程序声明了一个float类型的变量fScore,用于存储用户输入的考试成绩。然后,使用if-else-if结构判断fScore变量中的值满足哪个if语句中的条件。如果第一个if条件返回结果为假,则依次检查else if语句,任何一个else if条件返回结果为真时,则执行该else if下的语句块,如果都返回为假,则执行else语句。
当程序需要根据不同条件选择不同的分支语句块时,可以通过if-else-if结构实现,if-else-if结构逐一判断条件,当其中一个条件满足时,执行该条件下的语句块,其它条件下的语句块则不被执行。
3 嵌套if结构
除了使用简单if和多重if之外,还可以将整个if块插入另一个if块中,这种结构称为嵌套if。嵌套if主要用于只有当前提条件满足时,才判断后续条件是否满足。例如一个活动计划的安排:如果今天是工作日,则去上班,如果今天是周末,则外出游玩;同时,如果周末天气晴朗,则去室外游乐场游玩,否则去室内游乐场游玩。
嵌套if结构的语法如下:
if(<前提条件>)
{
if(<后续条件1>)
<语句块1>
else
<语句块2>
}
else
<语句块3>
在编写嵌套if结构时,有时会引发一些疑问,下面是一个例子:
if( x > 0 )
if( y > 1 )
z=1;
else /*这个else部分属于哪个if?*/
z=2;
按条件语句的语法形式,上面的例子似乎有两种可能的解释,第一种理解:外层的if是一个没有else部分的条件语句,最后的else部分属于内层的if语句;第二种理解:内层if是一个不带else部分的条件语句,最后的else属于外层的if条件语句。
为了避免这种二义性,Java语言规定,每个else部分总是属于前面最近的那个缺少对应的else部分if语句。根据这一规定,上面的例子第一种解释是正确的,第二种解释是不正确的。
因此,在编写代码时,尽量把嵌入的if语句块用“{”和“}”括起来,避免发生理解上的二义性。如果我们真的需要写出具有第二种意义的嵌套条件语句,那么,就应该采用下面的写法:
if( x > 0 )
{
if( y > 1 )
z=1;
}
else /*这个else部分属于哪个if?*/
z=2;
案例3:编写一个程序,要求用户输入两个数值,通过嵌套if结构判断两个数值的大小,并输出相应信息。
在Punit2项目unit包下创建Case3类。代码如下:
package com.unit;
import java.util.Scanner;
public class Case3 {
public static void main(String[] args) {
int num1, num2;
// 声明Scanner类,接收用户输入的两个数值
Scanner sc = new Scanner(System.in);
// 提示用户输入两个整数
System.out.println("请输入两个整数数:");
// Scanner类方法nextInt获取int类型的输入
num1 = sc.nextInt();
num2 = sc.nextInt();
// 用嵌套if结构判断两个数值的大小
// 首先判断num1和num2是否相等
if (num1 != num2) {
if (num1 > num2) {
System.out.printf("num1(%d)>num2(%d)", num1, num2);
} else {
System.out.printf("num1(%d)<num2(%d)", num1, num2);
}
} else
System.out.printf("num1(%d)=num2(%d)", num1, num2);
}
}
程序结构分析
采用嵌套结构实质上是为了进行多分支选择,判断两个数值的大小实际上有三种选择,即num1=num2、num1<num2或num1>num2,这种问题用if-else-if结构也可以完成,而且程序更加清晰。因此,在一般情况下,较少使用if的嵌套结构,以使程序更便于阅读和理解。
在编写代码时,如果要使用嵌套if结构,尽量把嵌入的if语句块用“{”和“}”括起来,一方面可以提高代码的可理解性和易读性;另一方面也可以预防因if和else匹配错误,使程序发生不可预知的结果,增加程序调试难度。