Java之 循环（三）

1. switch语句

1.1 分支语句switch语句

• 格式

  switch (表达式) {
  	case 1:
  		语句体1;
  		break;
  	case 2:
  		语句体2;
  		break;
  	...
  	default:
  		语句体n+1;
  		break;
  }
  

• 执行流程：

  • 首先计算出表达式的值
  • 其次，和case依次比较，一旦有对应的值，就会执行相应的语句，在执行的过程中，遇到break就会结 束。
  • 最后，如果所有的case都和表达式的值不匹配，就会执行default语句体部分，然后程序结束掉。

1.2 switch案例-减肥计划

• 需求：键盘录入星期数，显示今天的减肥活动

周一：跑步
周二：游泳
周三：慢走
周四：动感单车
周五：拳击
周六：爬山
周日：好好吃一顿

• 示例代码：

public static void main(String[] args){
		// 1. 键盘录入星期数据，使用变量接收
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		System.out.println("请输入");
		int week = sc.nextInt();
		// 2. 多情况判断，采用switch语句实现
		switch(week){
			// 3. 在不同的case中，输出对应的减肥计划
			case 1:
				System.out.println("跑步");
				break;
			case 2:
				System.out.println("游泳");
				break;
			case 3:
				System.out.println("慢走");
				break;
			case 4:
				System.out.println("动感单车");
				break;
			case 5:
				System.out.println("拳击");
				break;
			case 6:
				System.out.println("爬山");
				break;
			case 7:
				System.out.println("好好吃一顿");
				break;
			default:
				System.out.println("您的输入有误");
				break;
		}
	}
}

1.3 switch语句case穿透

• 概述 : 如果switch语句中,case省略了break语句, 就会开始case穿透
• 需求 : 键盘录入星期数，输出工作日、休息日 (1-5)工作日，(6-7)休息日
• 示例代码：

/*
case穿透是如何产生的?

		如果switch语句中,case省略了break语句, 就会开始case穿透.

		现象：
			当开始case穿透，后续的case就不会具有匹配效果，内部的语句都会执行
			直到看见break，或者将整体switch语句执行完毕，才会结束。
*/
public static void main(String[] args){
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		System.out.println("请输入星期数:");
		int week = sc.nextInt();

		switch(week){
			case 1:
			case 2:
			case 3:
			case 4:
			case 5:
				System.out.println("工作日");
				break;
			case 6:
			case 7:
				System.out.println("休息日");
				break;
			default:
				System.out.println("您的输入有误");
				break;
		}
	}
}

2. for循环

2.1 循环语句-for循环

• 循环：

  循环语句可以在满足循环条件的情况下，反复执行某一段代码，这段被重复执行的代码被称为循环体语句，当反复 执行这个循环体时，需要在合适的时候把循环判断条件修改为false，从而结束循环，否则循环将一直执行下去，形 成死循环。

• for循环格式：

for (初始化语句;条件判断语句;条件控制语句) {
	循环体语句;
}

• 格式解释：

  • 初始化语句： 用于表示循环开启时的起始状态，简单说就是循环开始的时候什么样
  • 条件判断语句：用于表示循环反复执行的条件，简单说就是判断循环是否能一直执行下去
  • 循环体语句： 用于表示循环反复执行的内容，简单说就是循环反复执行的事情
  • 条件控制语句：用于表示循环执行中每次变化的内容，简单说就是控制循环是否能执行下去

• 执行流程：

  ①执行初始化语句

  ②执行条件判断语句，看其结果是true还是false

  ​ 如果是false，循环结束

  ​ 如果是true，继续执行

  ③执行循环体语句

  ④执行条件控制语句

  ⑤回到②继续

2.2 for循环案例-输出数据1-5和5-1

• 需求：在控制台输出1-5和5-1的数据
• 示例代码：

public class ForTest01 {
    public static void main(String[] args) {
		//需求：输出数据1-5
        for(int i=1; i<=5; i++) {
			System.out.println(i);
		}
		System.out.println("--------");
		//需求：输出数据5-1
		for(int i=5; i>=1; i--) {
			System.out.println(i);
		}
    }
}

2.3 for循环案例-求1-5数据和

• 需求：求1-5之间的数据和，并把求和结果在控制台输出
• 示例代码：

public class ForTest02 {
    public static void main(String[] args) {
		//求和的最终结果必须保存起来，需要定义一个变量，用于保存求和的结果，初始值为0
		int sum = 0;
		//从1开始到5结束的数据，使用循环结构完成
		for(int i=1; i<=5; i++) {
			//将反复进行的事情写入循环结构内部
             // 此处反复进行的事情是将数据 i 加到用于保存最终求和的变量 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;
				第四次：sum = sum + i = 6 + 4 = 10;
				第五次：sum = sum + i = 10 + 5 = 15;
			*/
		}
		//当循环执行完毕时，将最终数据打印出来
		System.out.println("1-5之间的数据和是：" + sum);
    }
}

• 本题要点：
  • 今后遇到的需求中，如果带有求和二字，请立即联想到求和变量
  • 求和变量的定义位置，必须在循环外部，如果在循环内部则计算出的数据将是错误的

2.4 for循环案例-求1-100偶数和

• 需求：求1-100之间的偶数和，并把求和结果在控制台输出 }
• 示例代码：

public class ForTest03 {
    public static void main(String[] args) {
		//求和的最终结果必须保存起来，需要定义一个变量，用于保存求和的结果，初始值为0
		int sum = 0;
		//对1-100的数据求和与1-5的数据求和几乎完全一样，仅仅是结束条件不同
		for(int i=1; i<=100; i++) {
			//对1-100的偶数求和，需要对求和操作添加限制条件，判断是否是偶数
			if(i%2 == 0) {
				sum += i;
			}
		}
		//当循环执行完毕时，将最终数据打印出来
		System.out.println("1-100之间的偶数和是：" + sum);
    }
}

2.5 for循环案例-水仙花数

• 需求：在控制台输出所有的“水仙花数”
• 解释：什么是水仙花数？
  • 水仙花数，指的是一个三位数，个位、十位、百位的数字立方和等于原数
    • 例如153 3*3*3 + 5*5*5 + 1*1*1 = 153
• 思路：
  1. 获取所有的三位数，准备进行筛选，最小的三位数为100，最大的三位数为999，使用for循环获取
  2. 获取每一个三位数的个位，十位，百位，做if语句判断是否是水仙花数
• 示例代码

public class ForTest04 {
    public static void main(String[] args) {
		//输出所有的水仙花数必然要使用到循环，遍历所有的三位数，三位数从100开始，到999结束
		for(int i=100; i<1000; i++) {
			//在计算之前获取三位数中每个位上的值
			int ge = i%10;
			int shi = i/10%10;
			int bai = i/10/10%10;

			//判定条件是将三位数中的每个数值取出来，计算立方和后与原始数字比较是否相等
			if(ge*ge*ge + shi*shi*shi + bai*bai*bai == i) {
				//输出满足条件的数字就是水仙花数
				System.out.println(i);
			}
		}
    }
}

2.6 for循环案例-每行打印2个水仙花数(统计)

• 需求：在控制台输出所有的“水仙花数”，要求每行打印2个
• 示例代码：

public class Demo6For {
	/*
		需求：在控制台输出所有的“水仙花数”，要求每行打印2个

		System.out.print (打印内容);	打印后不换行
		System.out.println(打印内容);	打印后换行

		分析:

			1. 定义变量count，用于保存“打印过”的数量，初始值为0
			2. 在判定和打印水仙花数的过程中，拼接空格, 但不换行，并在打印后让count变量+1，记录打印过的数量
			3. 在每一次count变量+1后，判断是否到达了2的倍数，是的话，换行。

	*/
	public static void main(String[] args){
		// 1. 定义变量count，用于保存“打印过”的数量，初始值为0
		int count = 0;
		for(int i = 100; i <= 999; i++){
			int ge = i % 10;
			int shi = i / 10 % 10;
			int bai = i / 10 / 10 % 10;

			if(	(ge*ge*ge + shi*shi*shi + bai*bai*bai) == i){
				//  2. 在判定和打印水仙花数的过程中，拼接空格, 但不换行，并在打印后让count变量+1，记录打印过的数量
				System.out.print(i + " ");
				count++;
				// 3. 在每一次count变量+1后，判断是否到达了2的倍数，是的话，换行
				if(count % 2 == 0){
					System.out.println();
				}
			}
		}
	}
}

• 本题要点：
  • 今后如果需求带有统计xxx，请先想到计数器变量
  • 计数器变量定义的位置，必须在循环外部

3. while循环

3.1 循环语句-while循环

• while循环完整格式：

  初始化语句;
  while (条件判断语句) {
  	循环体语句;
      条件控制语句;
  }
  

• while循环执行流程：

  ①执行初始化语句

  ②执行条件判断语句，看其结果是true还是false

  ​ 如果是false，循环结束

  ​ 如果是true，继续执行

  ③执行循环体语句

  ④执行条件控制语句

  ⑤回到②继续

• 示例代码：

public class WhileDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //需求：在控制台输出5次"HelloWorld"
		//for循环实现
		for(int i=1; i<=5; i++) {
			System.out.println("HelloWorld");
		}
		System.out.println("--------");
		//while循环实现
		int j = 1;
		while(j<=5) {
			System.out.println("HelloWorld");
			j++;
		}
    }
}

3.2 while循环案例-珠穆朗玛峰

• 需求：世界最高山峰是珠穆朗玛峰(8844.43米=8844430毫米)，假如我有一张足够大的纸，它的厚度是0.1毫米。请问，我折叠多少次，可以折成珠穆朗玛峰的高度?
• 示例代码：

public class WhileTest {
    public static void main(String[] args) {
		//定义一个计数器，初始值为0
		int count = 0;
		//定义纸张厚度
		double paper = 0.1;
		//定义珠穆朗玛峰的高度
		int zf = 8844430;
		//因为要反复折叠，所以要使用循环，但是不知道折叠多少次，这种情况下更适合使用while循环
		//折叠的过程中当纸张厚度大于珠峰就停止了，因此继续执行的要求是纸张厚度小于珠峰高度
		while(paper <= zf) {
			//循环的执行过程中每次纸张折叠，纸张的厚度要加倍
			paper *= 2;
			//在循环中执行累加，对应折叠了多少次
			count++;
		}
		//打印计数器的值
		System.out.println("需要折叠：" + count + "次");
    }
}

4. 循环细节

4.1 循环语句-dowhile循环

• 完整格式：

  初始化语句;
  do {
  	循环体语句;
  	条件控制语句;
  }while(条件判断语句);
  

• 执行流程：

  ① 执行初始化语句

  ② 执行循环体语句

  ③ 执行条件控制语句

  ④ 执行条件判断语句，看其结果是true还是false

  如果是false，循环结束

  如果是true，继续执行

  ⑤ 回到②继续

• 示例代码：

public class DoWhileDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //需求：在控制台输出5次"HelloWorld"
		//for循环实现
		for(int i=1; i<=5; i++) {
			System.out.println("HelloWorld");
		}
		System.out.println("--------");
		//do...while循环实现
		int j = 1;
		do {
			System.out.println("HelloWorld");
			j++;
		}while(j<=5);
    }
}

4.2 三种循环的区别

• 三种循环的区别
  • for循环和while循环先判断条件是否成立，然后决定是否执行循环体（先判断后执行）
  • do...while循环先执行一次循环体，然后判断条件是否成立，是否继续执行循环体（先执行后判断）
• for循环和while的区别
  • 条件控制语句所控制的自增变量，因为归属for循环的语法结构中，在for循环结束后，就不能再次被访问到了
  • 条件控制语句所控制的自增变量，对于while循环来说不归属其语法结构中，在while循环结束后，该变量还可以继续使用
• 死循环（无限循环）的三种格式
  1. for(;{}
  2. while(true){}
  3. do {} while(true);

4.3 死循环

• 死循环格式

  for死循环格式 :
  for(;;){
  
  }
  
  while死循环格式 :
  
  while(true){
  
  }
  
  do..while死循环格式 :
  
  do{
  
  }while(true);
  

• 死循环案例

/*
	问题: 死循环有应用场景吗?

				例如: 键盘录入一个1-100之间的整数

				顾虑: 键盘录入是用户操作的, 用户就可能会出现一些误操作的现象

*/
public static void main(String[] args) {
    /*
		for(;;){
			System.out.println("我停不下来了~");
		}
		*/

    /*
		while(true){
			System.out.println("我停不下来了~");
		}
		*/

    do{
        System.out.println("我停不下来了~");
    }while(true);

    System.out.println("看看我能被执行吗?~");	// 无法访问的语句
}
}

4.4 跳转控制语句

• 跳转控制语句（break）
  • 跳出循环，结束循环
• 跳转控制语句（continue）
  • 跳过本次循环，继续下次循环
• 注意： continue只能在循环中进行使用！

public class Demo1Continue {
	/*
		continue : 跳过某次循环体内容的执行

		注意：使用是基于条件控制, 在循环内部使用.

		需求: 模拟电梯上行的过程 1-24层, 4层不停.
	*/
	public static void main(String[] args){
		for(int i = 1; i <= 24; i++){
			if(i == 4){
				continue;
			}
			System.out.println(i + "层到了~");
		}
	}

}

public class Demo2Break {
	/*
		break : 终止循环体内容的执行
		注意：使用是基于条件控制的
				break语句只能在循环和switch中进行使用.

		需求: 模拟20岁工作到80岁, 60岁退休.
	*/
	public static void main(String[] args){
		for(int i = 20; i <= 80; i++){
			if(i == 60){
				break;		// 结束整个循环
			}
			System.out.println(i + "岁正在上班");
		}
	}

}

import java.util.Scanner;

public class Test {
	/*
		需求：程序运行后，用户可多次查询星期对应的减肥计划，直到输入0，程序结束

		步骤:

			1. 不明确用户操作几次, 使用死循环包裹业务逻辑
			2. 匹配到0的时候，使用break结束循环死循环

	*/
	public static void main (String[] args){

		lo:while(true){
			System.out.println("请输入您要查看的星期数:");
			System.out.println("(如无需继续查看,请输入0退出程序)");

			// 1. 键盘录入星期数据，使用变量接收
			Scanner sc = new Scanner(System.in);
			int week = sc.nextInt();
			// 2. 多情况判断，采用switch语句实现
			switch(week){
				// 3. 在不同的case中，输出对应的减肥计划
				case 0:
					System.out.println("感谢您的使用");
					break lo;
				case 1:
					System.out.println("跑步");
					break;
				case 2:
					System.out.println("游泳");
					break;
				case 3:
					System.out.println("慢走");
					break;
				case 4:
					System.out.println("动感单车");
					break;
				case 5:
					System.out.println("拳击");
					break;
				case 6:
					System.out.println("爬山");
					break;
				case 7:
					System.out.println("好好吃一顿");
					break;
				default:
					System.out.println("您的输入有误");
					break;
			}
		}

	}
}

5. Random

5.1 Random产生随机数（掌握）

• 概述：

  • Random类似Scanner，也是Java提供好的API，内部提供了产生随机数的功能
    • API后续课程详细讲解，现在可以简单理解为Java已经写好的代码

• 使用步骤：

  1. 导入包

     import java.util.Random;

  2. 创建对象

     Random r = new Random();

  3. 产生随机数

     int num = r.nextInt(10);

     解释： 10代表的是一个范围，如果括号写10，产生的随机数就是0-9，括号写20，参数的随机数则是0-19

• 示例代码：

import java.util.Random;

public class Demo1Random {
	/*
		Random : 产生随机数

		1. 导包	: import java.util.Random;
				    导包的动作必须出现在类定义的上面

		2. 创建对象 : Random r = new Random();
					上面这个格式里面，r 是变量名，可以变，其他的都不允许变

		3. 获取随机数 : int number = r.nextInt(10);	//获取数据的范围：[0,10) 包括0,不包括10
					上面这个格式里面，number是变量名，可以变，数字10可以变。其他的都不允许变

		需求: 产生随机数1-10之间的
	*/
	public static void main(String[] args){
		// 2. 创建对象
		Random r = new Random();

		for(int i = 1; i <= 10; i++){
			// 3. 获取随机数
			int num = r.nextInt(10) + 1;		// 1-10
			System.out.println(num);
		}

	}
}

5.3 Random练习-猜数字（应用）

• 需求：

  程序自动生成一个1-100之间的数字，使用程序实现猜出这个数字是多少？

  当猜错的时候根据不同情况给出相应的提示

  A. 如果猜的数字比真实数字大，提示你猜的数据大了

  B. 如果猜的数字比真实数字小，提示你猜的数据小了

  C. 如果猜的数字与真实数字相等，提示恭喜你猜中了

• 示例代码：

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

public class Test {
	/*
		需求：程序自动生成一个1-100之间的数字，使用程序实现猜出这个数字是多少？
			当猜错的时候根据不同情况给出相应的提示
			如果猜的数字比真实数字大，提示你猜的数据大了
			如果猜的数字比真实数字小，提示你猜的数据小了
			如果猜的数字与真实数字相等，提示恭喜你猜中了

		1. 准备Random和Scanner对象, 分别用于产生随机数和键盘录入
		2. 使用Random产生一个1-100之间的数, 作为要猜的数
		3. 键盘录入用户猜的的数据
		4. 使用录入的数据(用户猜的数据)和随机数(要猜的数据)进行比较, 并给出提示

		5. 以上内容需要多次进行, 但无法预估用户输入几次可以猜测正确, 使用while(true)死循环包裹
		6. 猜对之后, break结束.

	*/
	public static void main(String[] args){
		// 1. 准备Random和Scanner对象, 分别用于产生随机数和键盘录入
		Random r = new Random();
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		// 2. 使用Random产生一个1-100之间的数, 作为要猜的数
		int randomNum = r.nextInt(100) + 1;

		// 5. 以上内容需要多次进行, 但无法预估用户输入几次可以猜测正确, 使用while(true)死循环包裹
		while(true){
			// 3. 键盘录入用户猜的的数据
			System.out.println("请输入您猜的数据:");
			int num = sc.nextInt();
			// 4. 使用录入的数据(用户猜的数据)和随机数(要猜的数据)进行比较, 并给出提示
			if(num > randomNum){
				System.out.println("猜大了");
			}else if(num < randomNum){
				System.out.println("猜小了");
			}else{
				// 6. 猜对之后, break结束.
				System.out.println("恭喜,猜中了");
				break;
			}
		}

		System.out.println("感谢您的使用");

	}
}