第4章 程序流程控制
任何一门语言都需要基本的流程控制语句，其思想也符合人类判断问题或做事的逻辑过程。在Java语言中提供了条件语句、分支语句、循环语句和跳转语句。通过本章的学习，读者可以掌握基本的程序流程，为编写面向对象的程序打下基础。在Java中，程序流程的控制体现在方法的设计和实现上。本章将依次介绍各种程序流程控制语句。
本章主要介绍的内容有：
❑条件语句
❑分支语句
❑循环语句
❑跳转语句
4.1 流程控制概述
在面向过程的语言中，程序流程控制是十分重要的内容，因为一个过程总是由各种判断、循环、跳转等实现的。在Java这样面向对象的语言中，仍然不可或缺地需要程序的流程控制，因为对象行为（也称为方法）的实现仍然需要流程控制。
流程控制是任何一门高级开发语言都必须认真面对的问题。学习本章时，要求读者认真学习每一小节的内容，掌握语句的格式和用法，按照书上的例子亲自编写并执行一遍。
4.2 条件语句
在日常生活中，读者可能会遇到类似这样的问题：如果明天天气好，就去爬香山。这里如果就是一个判断关键字、而爬香山就是判断成立时的结果。在程序的流程控制中，条件语句就完成这样的功能。简单条件语句的格式为：
if(条件表达式)
执行语句;
图4.1 简单if语句的流程图
if语句中的“条件表达式”的结果是布尔值，无论条件表达式的形式如何体现，但“( )”内的最终结果是个布尔值。如果布尔值为真（true），则执行“执行语句”；如果“( )”内的布尔值为假（false），则不执行其后的“执行语句”，此时跳出if语句。简单if语句的流程图如图4.1所示。
【范例4-1】代码4-1为简单的条件语句示例程序。
代码4.1 简单的条件语句
1 public class IfTest{
2 public static void main(String[] args){
3 int x=2007;
4 int y=2008;
5 if(y>x)
6 System.out.println("y>x and" +"x is :"+x+"y is:"+y);
7 }
8 }
【运行效果】
y>x and x is : 2007 y is: 2008
【代码说明】该段代码首先在第5行判断两个整数x和y的大小，如果y>x则if的条件判断的布尔值为真，则执行紧接下来的输出语句“System.out.println("y>x and"+"x is:"+x+"y is:"+y)”。
4.3 分支语句
上一节介绍了简单的if语句，在日常生活中其实还存在大量的多重判断，例如：如果明天天气好就去爬香山，如果明天阴天就待在家看电影，如果DVD机坏了就安心看书。显然，这里有两个判断，首先是晴天与阴天的判断。其次是阴天的条件下又有一层判断：如果DVD机坏了，就看书。上述说法有些啰嗦，在日常活动中没有人会有意识地去做上述的判断。但事实上，在人类生活的潜意识里确实存在这种逻辑判断，只是与机器相比，人积累了大量的逻辑知识和生活经验，不用有意识地思考就可以随时得出逻辑计算的结果。但是，计算机只知道程序，没有程序指令它就无法工作，所以必须在程序设计语言中设计明确的各种指令格式，来满足实现复杂逻辑判断的能力。本节将重点介绍更复杂的逻辑判断和多分支语句。
4.3.1 简单的if-else语句
简单的if-else语句是多分支语句的一种。其语句的格式为：
if(条件表达式)
执行语句1;
else
执行语句2;
如果if条件语句成立，即“()”内的布尔值为真，则执行语句1；否则if条件语句不成立，即“()”内的布尔值为假，则执行语句2。if-else语句实现了一种是非判断，如果“是”做什么，如果“不是”做什么。
【范例4-2】代码4.2实现两个数大小的判断并输出判断结果，如果y>x，则输出“y > x”，否则输出“y<x”。
代码4.2 if-else语句示例程序
1 public class IfElseTest{
2 public static void main(String[] args){
3 int x=2007; //第3、4行定义两个整型变量x、y并赋初值
4 int y=2008;
5 if(y>x) //判断是否y>x
6 System.out.println("y>x"); //如果y>x成立，则输出"y>x"
7 else
8 System.out.println("y<x"); //否则输出"y<x"
9 }
10 }
【运行效果】
y>x
【代码分析】第3~4行定义了两个整型变量，第5行比较它们的大小。
4.3.2 if-else多分支语句
简单的if-else语句可以嵌套使用以实现更复杂的条件判断。其语句的格式为：
if (条件1)
if(条件2)
执行语句1;
else
if(条件3)
执行语句3;
else
执行语句4;
这里else始终与最近的if语句配对使用，显然这种多分支语句比简单的if-else语句具有更丰富、更复杂的表达能力。
【范例4-3】代码4.3是if-else多分支语句示例程序。
代码4.3 if-else多分支语句示例程序
1 public class IfElseMulTest{
2 public static void main(String[] args){
3 //定义3个整数x、y、z，并赋予初值
4 int x=2007;
5 int y=2008;
6 int z=2009;
7 if(x>y)
8 if(x>z) //这里x>y为真，再比较x与z哪个大，判断是否x>z 成立
9 System.out.println("x 最大"); //x>z成立，输出x最大
10 else
11 System.out.println("z 最大"); //否则x<z成立，输出z 最大
12 else
13 if(y>z) //判断是否y>z成立
14 System.out.println("y 最大"); //y>z成立，输出y 最大
15 else
19 System.out.println("z 最大"); //y>z不成立，输出z 最大
20 }
21 }
【运行效果】
z 最大
【代码说明】该段代码的作用是比较3个整数中的最大者，并打印输出。
4.3.3 if嵌套语句
if嵌套语句也是经常使用的多分支判断语句，在一次判断之后又有新一层的判断，接着又有一层判断，逐渐深入，达到实现复杂判断的目的。这种多层次判断相当于多条件判断，在满足几个条件后再执行适当的语句。if嵌套语句的格式是：
if(条件1)
if(条件2)
if(条件3)
执行语句1；
在条件1成立的条件下继续判断，直到条件3也成立才执行语句1。如果其中有一个条件不满足，则跳出该if嵌套语句，继续执行嵌套语句之外的代码。
4.3.4 switch语句
switch语句是在多条语句中选择其一执行的语句。其语句的格式为：
switch(表达式)
case 值1
执行语句1;
break;
case 值2
执行语句2;
break;
case 值3
执行语句3;
break;
default:
执行语句4;
break;
对于switch语句，表达式的值只能是下列4种中的一种：char、short、int、byte。一旦计算完表达式的值，程序将依次把该值与“case值n”中的值比较，一旦相等则执行该case后的“执行语句n”，接着跳出switch语句。如果没有匹配的值，则执行默认处理，执行default后的执行语句而后跳出switch语句。如果switch语句中没有default关键字，默认没有匹配值则跳出switch语句。
【范例4-4】代码4.4是switch多分支语句的例子，该例子通过输入的数字判断是星期几，并打印相应的信息。
代码4.4 switch多分支语句示例程序
1 public class SwitchTest{
2 public static void main(String[] args){
3
4 int Day=Integer.parseInt(args[0]); //取得用户输入的参数，把该参数转化为整数对象
5
6 switch(Day){ //调用switch语句
8 case 1: //如果Day的值为1，则执行第9行语句
9 System.out.println("星期一")；
10 break;
11 case 2: //如果Day的值为2，则执行第12行语句
12 System.out.println("星期二")；
13 break;
14 case 3: //如果Day的值为3，则执行第15行语句
15 System.out.println("星期三")；
16 break;
17 case 4: //如果Day的值为4，则执行第18行语句
18 System.out.println("星期四")；
19 break;
20 case 5: //如果Day的值为5，则执行第21行语句
21 System.out.println("星期五")；
22 break;
23 case 6: //如果Day的值为6，则执行第24行语句
24 System.out.println("星期六")；
25 break;
26 case 7: //如果Day的值为7，则执行第27行语句
27 System.out.println("星期日")；
28 break;
29 default: //如果Day的值不在1～7之间，则执行第30行语句
30 System.out.println("输入的数字在1-7之间！！！");
31 break;
【运行效果】代码执行结果如图4.2所示。
图4.2 switch示例程序的执行结果
【代码说明】图4.2中指令java SwitchTest 2的含义是启动Java虚拟机、运行SwitchTest.class文件，该文件是Java虚拟机可以解释的字节码文件。参数2赋予代码4.3中第2行的main(String[] args)方法中的数组的第一个元素，即args[0]=2。
4.3.5 分支语句中的return
在分支语句中可以使用return语句返回一种类型的数据，如boolean型、int型等，但return只能用在方法中，表示该方法返回一个值。当然方法可以没有返回值，即返回值为空（void）。
【范例4-5】代码4.5是分支语句中的return示例程序。
代码4.5 分支语句中的return示例程序
1 private int returnInt(int xx，int yy){
2 if(xx>yy)
3 return xx;
4 else
5 return yy;
6 }
【代码说明】该方法的作用是比较两个数的大小，并返回较大的那个数。该方法的返回值是整型中的int型。本例只是某个类中的一个方法，不具备运行能力，所以没有运行效果。
4.4 循环语句
循环语句，顾名思义是循环执行的语句，即在满足一定条件的基础上，循环执行循环体中的语句，它是一种反复执行一段程序的流程结构，循环语句包括while循环语句、do-while循环语句和for循环语句。
4.4.1 while循环语句
while循环语句的语句格式为：
while(表达式){
执行语句;
}
当表达式的值为真时，执行“{}”内的语句；当表达式的值为假时，则不执行“{}”内的语句，跳出while循环语句。
【范例4-6】代码4.6是 while循环语句示例程序。在这个例子中依次输入数组中的数值，并打印出来。while条件表达式的作用就是保证在数组的有效长度内，一旦超过数组的长度，while循环终止，程序退出while循环。
代码4.6 while循环语句示例程序
1 public class WhileTest{
2 public static void main(String[] args){
3 int intArray[]={20，2，33，34，89，400，30，56}; //定义数组并初始化该数组，数组长度为8
4 int counter=0; //定义一个计数器，while每循环一次，计数器加1
5 while(counter<8){ //执行while循环，在计数器的值小于8时，执行while后的语句
6 System.out.println(intArray[counter]);
7 counter++;
8 }
9 }
10 }
【运行效果】
20 2 33 34 89 400 30 56
图4.3 while循环语句执行流程图
【代码说明】在while语句的条件表达式中，之所以counter<8而不是counter<9是因为数组是从0开始计算，即intArray[0]，表示数组的第一个数据。当counter=7时，程序输出的是数组的最后一个数据，而后counter++，counter变为8，再继续while判断，而8<8不成立，程序退出while循环。
while循环语句的执行过程如图4.3所示。
4.4.2 do-while循环语句
do-while循环语句的格式为：
do
执行代码；
while(布尔表达式)
执行该循环语句时，首先执行do之后的代码段，再判断while后的布尔表达式。如果布尔表达式的值为真，则继续执行do后的代码段；如果布尔表达式的值为假，则不再执行do后的代码段，程序跳出do-while循环。细心的读者可能会发现，do-while语句至少执行一次do后的代码段；while语句如果其布尔表达式为假，则while后的代码就不可能执行。这是do-while语句与while语句的重要区别。
【范例4-7】代码4.7 是do-while循环语句的示例程序。该例子在计数器的值小于1000时输出计数器的值，而当计数器的值大于或等于1000时，则停止输出。
代码4.7 do-while循环语句示例程序
1 public class DoWhileTest{
2 public static void main(String[] args){
3 int counter=0;
4 //首先会执行do语句，再执行while判断
5 do{
6 System.out.println("当前counter is:"+counter++);
7 }
8 //判断counter的值是否小于1000，如果小于1000则继续执行do语句，则退出do-while循环
9 while(counter<1000)
10 }
11}
【运行效果】
“当前counter is:0”到“当前counter is:999”。
【代码说明】第9行是决定循环多少遍的条件，从0～999，一共循环了1000遍。
4.4.3 for循环语句
图4.4 for循环语句的流程图
for循环语句是Java提供的非常重要的循环语句。其语句格式为：
for(初始表达式;布尔表达式;增量表达式)
{
执行代码;
}
循环变量的初始值由初始表达式赋予，也可以没有初始表达式。布尔表达式是判断是否继续执行“执行代码”的依据，如果布尔表达式为真则继续执行“执行代码”，如果为假则跳出for循环。增量表达式在“执行代码”运行后计算。一般，增量表达式与for循环的初始值相关。for循环语句的程序流程如图4.4所示。
【范例4-8】代码4.8是for循环语句的示例程序。这个例子在数组中选择大于60的数，并打印这些数据。
代码4.8 for循环语句示例程序
1 public class ForTest{
2 public static void main(String[] args){
3 int IntArray[]={29，39，49，80，40，94，102，67}; //声明并定义一个数组 IntArray
4 for(int i=0 ; i<7 ; i++) //执行循环语句
5 if(IntArray[i]>60){ //判断数组中数据IntArray[i]的值是否大于60
6 System.out.println(IntArray[i]);
7 }
8 }
9 }
【运行效果】
80 94 102
【代码说明】这里for循环的执行过程是：初始化一个int型变量i为0，判断布尔表达式的值是否为真，此时0<7，布尔表达式的值为真，执行代码段。接着判断IntArray[0]是否大于60，这里IntArray[0]=29不大于60，退出if语句，执行for循环的增量表达式i++。此时i=1，继续判断布尔表达式，i=1<7成立，继续执行代码段，依次执行下去，直到i<7不成立为止。
4.5 跳转语句
跳转就是指不按语句的正常顺序执行，而是突然改变语句的运行顺序。本节学习Java中常见的两个跳转语句：一个是break跳转语句，该语句的作用是直接跳出循环语句或判断分支语句；另一个是continue跳转语句，该语句的作用是程序从循环体的开始处执行，不必考虑循环体中已经执行了多少轮循环。
4.5.1 break跳转语句
使用跳转语句，可以更直接地控制程序的流程，break跳转语句就是其中之一，其作用是直接跳出循环语句或分支语句如switch语句。在switch分支语句中，一旦执行break跳转语句，程序就退出switch语句。【范例4-9】对代码4.8作相应修改，在第6行代码后，添加跳转语句break，其作用是在获得第一个大于60的数据时输出该值并跳出for循环。这样就实现了获得数组中第一个大于60的数据，当然也获得了该数据在数组中的位置。在for循环外增加一行输出语句“System.out.println（"退出for循环"）;”。
5 if(IntArray[i]>60){
6 System.out.println(IntArray[i]);
7 break;
8 }
9 ...
10 System.out.println("退出for循环");
图4.5 break跳转语句的执行结果
【运行效果】图4.5是代码4.9修改后的执行结果。
【代码说明】程序首先输出第一个大于60的数“80”，而后执行break语句，跳出for循环。随后执行for循环后的语句，即打印“退出for循环”。
4.5.2 continue跳转语句
continue跳转语句正好与break跳转语句相反，当执行continue语句时，程序从循环体的开始处执行，而不考虑循环体中已经执行了多少轮循环。在for循环语句中，执行到continue语句时，不再执行循环体中其他的代码，而是直接跳转到增量表达式，再开始下一轮的for循环。
在while和do-while语句中，运行到continue语句时则跳转到相应的条件表达式，再开始下一轮的循环。
【范例4-10】代码4.9是continue跳转语句在for循环语句中的示例程序。
代码4.9 continue跳转语句示例程序
1 public class ContinueTest{
2 public static void main(String[] args){
3 int i=1;
4 for(; i<5;i++){
5 System.out.println("i="i);
6 System.out.println("第"+i+"轮循环开始");
7 if(i>1)
8 continue;
9 System.out.println("第"+i+"轮循环结束");
10 }
11 }
12 }
【运行效果】程序的运行结果如图4.6所示。
图4.6 continue跳转语句的执行结果
【代码说明】该程序在第3行首先初始化一个整数i，在for循环中，首先输出当前是第几轮循环。如果是第1轮循环则输出“第1轮循环开始”，如果当前的循环次数大于1则执行continue语句，此时程序跳转到for循环语句的增量表达式，继续for循环语句内的代码。因为第1轮循环后，循环次数都大于2，所以不会再执行循环体内的第9行代码。
4.6 常见面试题分析
4.6.1 Java提供了哪几种循环结构，它们各自的特点是什么
Java提供了3种循环结构：for、while和do-while语句。它们各自适用于不同的情况，其中，for循环适合于能确定循环次数的循环结构；while语句则适合单条件的循环；而do-while语句在执行某段代码之后可能再循环的时候更适合一些。
4.6.2 break和continue关键词的掌握
下面代码运行后的打印结果是什么？
public class Test {
public static void main(String args[]) {
int i=0;
outer: while (true) {
i++;
inter: for (int j=0; j<10; j++) {
i+=j;
if (j==3)
continue inter;
break outer;
}
continue outer;
i}
iSystem.out.println("i="+i);
}
}
请选择一个正确的答案。
（a）1
（b）2
（c）3
（d）4
【分析】本面试题中，外层while循环的条件保持为true，因此外层循环体得以执行。i的初始值为0，循环中i++语句使得i的值为1，然后开始执行内层循环。内层循环是for语句，循环变量j的初始值为0，满足j<10，因此内层循环被执行。由于此时j==0，所以i+=j的结果仍然是i=1，而且if后的continue语句不被执行。从而开始执行“break outer；”，导致跳出外层循环，直接执行外循环体后的输出语句。由于此时i=1，所以程序输出结果为1。
4.6.3 for语句的循环条件
编译、运行下面代码的结果是什么？请选择一个正确的答案。
public class Test {
static boolean foo(char c) {
System.out.print(c);
return true;
}
public static void main(String[] argv) {
int i=0;
for (foo('A'); foo('B') && (i < 2); foo('C')) {
i++;
foo('D');
}
}
}
（a）ABDCBDCB
（b）ABCDABCD
（c）不能编译
（d）编译正确，但是运行时出现错误
【分析】
for循环里面判断的条件要为真，与判断是什么没有关系。就像这里，虽然打印的是字母，但却不是false，所以可以执行。
第一次进行循环：
1）foo('A')打印字母A，（注：这里不是false条件就默认为true条件）。
2）foo('B')打印字母B，i=0，比较(i<2)，条件为true，执行循环体，foo('D')打印字母D。
3）foo('C')打印字母C。
第二次循环：
1）foo('B')打印字母B，i=1，比较(i<2)为true，执行循环体，foo('D')打印字母D。
2）foo('C')打印字母C。
第三次循环：foo('B')打印字母B，i=2，比较(i<2)为false，退出循环，得到结果(a)。
4.7 本章习题
1. Java条件语句如何分类？
2.如何使用分支语句、循环语句和跳转语句？
3.阅读程序，判断整数m、n的最后值和含义。
int m=0，n=0;
for(int i=0; i<100 ;i++){
if(i%3==0){
m++;
}
if(i%7==0){
n++;
}
}
4.编写程序：计算1～100的整数累加和，并显示每个整数和当前累加和的对应关系。
5.计算30的阶乘。
注意：
1）在Java程序流程控制中，最好少使用或不使用跳转语句，因为使用跳转语句往往容易破坏Java程序良好的面向对象特性。
2）在使用嵌套语句时，如果超过3层嵌套要重新考虑该功能的设计，一般嵌套语句不能超过3层。