Java之迴圈（三）

0X7e發表於2020-11-26

1. switch語句

1.1 分支語句switch語句

格式

switch (表示式) {
	case 1:
		語句體1;
		break;
	case 2:
		語句體2;
		break;
	...
	default:
		語句體n+1;
		break;
}

執行流程：
- 首先計算出表示式的值
- 其次，和case依次比較，一旦有對應的值，就會執行相應的語句，在執行的過程中，遇到break就會結束。
- 最後，如果所有的case都和表示式的值不匹配，就會執行default語句體部分，然後程式結束掉。

1.2 switch案例-減肥計劃

需求：鍵盤錄入星期數，顯示今天的減肥活動

週一：跑步  
週二：游泳  
週三：慢走  
週四：動感單車
週五：拳擊  
週六：爬山  
週日：好好吃一頓

示例程式碼：

public static void main(String[] args){
		// 1. 鍵盤錄入星期資料，使用變數接收
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		System.out.println("請輸入");
		int week = sc.nextInt();
		// 2. 多情況判斷，採用switch語句實現
		switch(week){
			// 3. 在不同的case中，輸出對應的減肥計劃
			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("動感單車");
				break;
			case 5:
				System.out.println("拳擊");
				break;
			case 6:
				System.out.println("爬山");
				break;
			case 7:
				System.out.println("好好吃一頓");
				break;
			default:
				System.out.println("您的輸入有誤");
				break;
		}
	}
}

1.3 switch語句case穿透

概述 : 如果switch語句中,case省略了break語句, 就會開始case穿透
需求 : 鍵盤錄入星期數，輸出工作日、休息日 (1-5)工作日，(6-7)休息日
示例程式碼：

/*
case穿透是如何產生的?
		
		如果switch語句中,case省略了break語句, 就會開始case穿透.
		
		現象：
			當開始case穿透，後續的case就不會具有匹配效果，內部的語句都會執行
			直到看見break，或者將整體switch語句執行完畢，才會結束。
*/
public static void main(String[] args){
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		System.out.println("請輸入星期數:");
		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("您的輸入有誤");
				break;
		}
	}	
}

2. for迴圈

2.1 迴圈語句-for迴圈

迴圈：

迴圈語句可以在滿足迴圈條件的情況下，反覆執行某一段程式碼，這段被重複執行的程式碼被稱為迴圈體語句，當反覆執行這個迴圈體時，需要在合適的時候把迴圈判斷條件修改為false，從而結束迴圈，否則迴圈將一直執行下去，形成死迴圈。
for迴圈格式：

for (初始化語句;條件判斷語句;條件控制語句) {
	迴圈體語句;
}

格式解釋：
- 初始化語句：用於表示迴圈開啟時的起始狀態，簡單說就是迴圈開始的時候什麼樣
- 條件判斷語句：用於表示迴圈反覆執行的條件，簡單說就是判斷迴圈是否能一直執行下去
- 迴圈體語句：用於表示迴圈反覆執行的內容，簡單說就是迴圈反覆執行的事情
- 條件控制語句：用於表示迴圈執行中每次變化的內容，簡單說就是控制迴圈是否能執行下去
執行流程：

①執行初始化語句

②執行條件判斷語句，看其結果是true還是false

如果是false，迴圈結束

如果是true，繼續執行

③執行迴圈體語句

④執行條件控制語句

⑤回到②繼續

2.2 for迴圈案例-輸出資料1-5和5-1

需求：在控制檯輸出1-5和5-1的資料
示例程式碼：

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

2.3 for迴圈案例-求1-5資料和

需求：求1-5之間的資料和，並把求和結果在控制檯輸出
示例程式碼：

public class ForTest02 {
    public static void main(String[] args) {
		//求和的最終結果必須儲存起來，需要定義一個變數，用於儲存求和的結果，初始值為0
		int sum = 0;
		//從1開始到5結束的資料，使用迴圈結構完成
		for(int i=1; i<=5; i++) {
			//將反覆進行的事情寫入迴圈結構內部
             // 此處反覆進行的事情是將資料 i 加到用於儲存最終求和的變數 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;
			*/
		}
		//當迴圈執行完畢時，將最終資料列印出來
		System.out.println("1-5之間的資料和是：" + sum);
    }
}

本題要點：
- 今後遇到的需求中，如果帶有求和二字，請立即聯想到求和變數
- 求和變數的定義位置，必須在迴圈外部，如果在迴圈內部則計算出的資料將是錯誤的

2.4 for迴圈案例-求1-100偶數和

需求：求1-100之間的偶數和，並把求和結果在控制檯輸出 }
示例程式碼：

public class ForTest03 {
    public static void main(String[] args) {
		//求和的最終結果必須儲存起來，需要定義一個變數，用於儲存求和的結果，初始值為0
		int sum = 0;
		//對1-100的資料求和與1-5的資料求和幾乎完全一樣，僅僅是結束條件不同
		for(int i=1; i<=100; i++) {
			//對1-100的偶數求和，需要對求和操作新增限制條件，判斷是否是偶數
			if(i%2 == 0) {
				sum += i;
			}
		}
		//當迴圈執行完畢時，將最終資料列印出來
		System.out.println("1-100之間的偶數和是：" + sum);
    }
}

2.5 for迴圈案例-水仙花數

需求：在控制檯輸出所有的“水仙花數”
解釋：什麼是水仙花數？
- 水仙花數，指的是一個三位數，個位、十位、百位的數字立方和等於原數
  - 例如153 3*3*3 + 5*5*5 + 1*1*1 = 153
思路：
1. 獲取所有的三位數，準備進行篩選，最小的三位數為100，最大的三位數為999，使用for迴圈獲取
2. 獲取每一個三位數的個位，十位，百位，做if語句判斷是否是水仙花數
示例程式碼

public class ForTest04 {
    public static void main(String[] args) {
		//輸出所有的水仙花數必然要使用到迴圈，遍歷所有的三位數，三位數從100開始，到999結束
		for(int i=100; i<1000; i++) {
			//在計算之前獲取三位數中每個位上的值
			int ge = i%10;
			int shi = i/10%10;
			int bai = i/10/10%10;
			
			//判定條件是將三位數中的每個數值取出來，計算立方和後與原始數字比較是否相等
			if(ge*ge*ge + shi*shi*shi + bai*bai*bai == i) {
				//輸出滿足條件的數字就是水仙花數
				System.out.println(i);
			}
		}
    }
}

2.6 for迴圈案例-每行列印2個水仙花數(統計)

需求：在控制檯輸出所有的“水仙花數”，要求每行列印2個
示例程式碼：

public class Demo6For {
	/*
		需求：在控制檯輸出所有的“水仙花數”，要求每行列印2個

		System.out.print (列印內容);	列印後不換行
		System.out.println(列印內容);	列印後換行

		分析:
			
			1. 定義變數count，用於儲存“列印過”的數量，初始值為0
			2. 在判定和列印水仙花數的過程中，拼接空格, 但不換行，並在列印後讓count變數+1，記錄列印過的數量
			3. 在每一次count變數+1後，判斷是否到達了2的倍數，是的話，換行。

	*/
	public static void main(String[] args){
		// 1. 定義變數count，用於儲存“列印過”的數量，初始值為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. 在判定和列印水仙花數的過程中，拼接空格, 但不換行，並在列印後讓count變數+1，記錄列印過的數量
				System.out.print(i + " ");
				count++;
				// 3. 在每一次count變數+1後，判斷是否到達了2的倍數，是的話，換行
				if(count % 2 == 0){
					System.out.println();
				}
			}
		}
	}
}

本題要點：
- 今後如果需求帶有統計xxx，請先想到計數器變數
- 計數器變數定義的位置，必須在迴圈外部

3. while迴圈

3.1 迴圈語句-while迴圈

while迴圈完整格式：

初始化語句;
while (條件判斷語句) {
	迴圈體語句;
    條件控制語句;
}

while迴圈執行流程：

①執行初始化語句

②執行條件判斷語句，看其結果是true還是false

如果是false，迴圈結束

如果是true，繼續執行

③執行迴圈體語句

④執行條件控制語句

⑤回到②繼續
示例程式碼：

public class WhileDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //需求：在控制檯輸出5次"HelloWorld"
		//for迴圈實現
		for(int i=1; i<=5; i++) {
			System.out.println("HelloWorld");
		}
		System.out.println("--------");
		//while迴圈實現
		int j = 1;
		while(j<=5) {
			System.out.println("HelloWorld");
			j++;
		}
    }
}

3.2 while迴圈案例-珠穆朗瑪峰

需求：世界最高山峰是珠穆朗瑪峰(8844.43米=8844430毫米)，假如我有一張足夠大的紙，它的厚度是0.1毫米。請問，我摺疊多少次，可以折成珠穆朗瑪峰的高度?
示例程式碼：

public class WhileTest {
    public static void main(String[] args) {
		//定義一個計數器，初始值為0
		int count = 0;
		//定義紙張厚度
		double paper = 0.1;
		//定義珠穆朗瑪峰的高度
		int zf = 8844430;
		//因為要反覆摺疊，所以要使用迴圈，但是不知道摺疊多少次，這種情況下更適合使用while迴圈
		//摺疊的過程中當紙張厚度大於珠峰就停止了，因此繼續執行的要求是紙張厚度小於珠峰高度
		while(paper <= zf) {
			//迴圈的執行過程中每次紙張摺疊，紙張的厚度要加倍
			paper *= 2;
			//在迴圈中執行累加，對應摺疊了多少次
			count++;
		}
		//列印計數器的值
		System.out.println("需要摺疊：" + count + "次");
    }
}

4. 迴圈細節

4.1 迴圈語句-dowhile迴圈

完整格式：

初始化語句;
do {
	迴圈體語句;
	條件控制語句;
}while(條件判斷語句);

執行流程：

① 執行初始化語句

② 執行迴圈體語句

③ 執行條件控制語句

④ 執行條件判斷語句，看其結果是true還是false

如果是false，迴圈結束

如果是true，繼續執行

⑤ 回到②繼續
示例程式碼：

public class DoWhileDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //需求：在控制檯輸出5次"HelloWorld"
		//for迴圈實現
		for(int i=1; i<=5; i++) {
			System.out.println("HelloWorld");
		}
		System.out.println("--------");
		//do...while迴圈實現
		int j = 1;
		do {
			System.out.println("HelloWorld");
			j++;
		}while(j<=5);
    }
}

4.2 三種迴圈的區別

三種迴圈的區別
- for迴圈和while迴圈先判斷條件是否成立，然後決定是否執行迴圈體（先判斷後執行）
- do...while迴圈先執行一次迴圈體，然後判斷條件是否成立，是否繼續執行迴圈體（先執行後判斷）
for迴圈和while的區別
- 條件控制語句所控制的自增變數，因為歸屬for迴圈的語法結構中，在for迴圈結束後，就不能再次被訪問到了
- 條件控制語句所控制的自增變數，對於while迴圈來說不歸屬其語法結構中，在while迴圈結束後，該變數還可以繼續使用
死迴圈（無限迴圈）的三種格式
1. for(;?{}
2. while(true){}
3. do {} while(true);

4.3 死迴圈

死迴圈格式

for死迴圈格式 :
for(;;){

}

while死迴圈格式 :

while(true){

}

do..while死迴圈格式 :

do{

}while(true);

死迴圈案例

/*
	問題: 死迴圈有應用場景嗎?
		
				例如: 鍵盤錄入一個1-100之間的整數
				
				顧慮: 鍵盤錄入是使用者操作的, 使用者就可能會出現一些誤操作的現象
		
*/
public static void main(String[] args) {
    /*
		for(;;){
			System.out.println("我停不下來了~");
		}
		*/

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

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

    System.out.println("看看我能被執行嗎?~");	// 無法訪問的語句
}
}

4.4 跳轉控制語句

跳轉控制語句（break）
- 跳出迴圈，結束迴圈
跳轉控制語句（continue）
- 跳過本次迴圈，繼續下次迴圈
注意： continue只能在迴圈中進行使用！

public class Demo1Continue {
	/*
		continue : 跳過某次迴圈體內容的執行
		
		注意：使用是基於條件控制, 在迴圈內部使用.
		
		需求: 模擬電梯上行的過程 1-24層, 4層不停.
	*/
	public static void main(String[] args){
		for(int i = 1; i <= 24; i++){
			if(i == 4){
				continue;
			}
			System.out.println(i + "層到了~");
		}
	}
	
}

public class Demo2Break {
	/*
		break : 終止迴圈體內容的執行
		注意：使用是基於條件控制的
				break語句只能在迴圈和switch中進行使用.
				
		需求: 模擬20歲工作到80歲, 60歲退休.
	*/
	public static void main(String[] args){
		for(int i = 20; i <= 80; i++){
			if(i == 60){
				break;		// 結束整個迴圈
			}
			System.out.println(i + "歲正在上班");
		}
	}
	
}

import java.util.Scanner;

public class Test {
	/*
		需求：程式執行後，使用者可多次查詢星期對應的減肥計劃，直到輸入0，程式結束
		
		步驟:
			
			1. 不明確使用者操作幾次, 使用死迴圈包裹業務邏輯
			2. 匹配到0的時候，使用break結束迴圈死迴圈

	*/
	public static void main (String[] args){
		
		lo:while(true){
			System.out.println("請輸入您要檢視的星期數:");
			System.out.println("(如無需繼續檢視,請輸入0退出程式)");
			
			// 1. 鍵盤錄入星期資料，使用變數接收
			Scanner sc = new Scanner(System.in);
			int week = sc.nextInt();
			// 2. 多情況判斷，採用switch語句實現
			switch(week){
				// 3. 在不同的case中，輸出對應的減肥計劃
				case 0:
					System.out.println("感謝您的使用");
					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("動感單車");
					break;
				case 5:
					System.out.println("拳擊");
					break;
				case 6:
					System.out.println("爬山");
					break;
				case 7:
					System.out.println("好好吃一頓");
					break;
				default:
					System.out.println("您的輸入有誤");
					break;
			}
		}
		
		
	}
}

5. Random

5.1 Random產生隨機數（掌握）

概述：
- Random類似Scanner，也是Java提供好的API，內部提供了產生隨機數的功能
  - API後續課程詳細講解，現在可以簡單理解為Java已經寫好的程式碼
使用步驟：
1. 匯入包
  
  import java.util.Random;
2. 建立物件
  
  Random r = new Random();
3. 產生隨機數
  
  int num = r.nextInt(10);
  
  解釋： 10代表的是一個範圍，如果括號寫10，產生的隨機數就是0-9，括號寫20，引數的隨機數則是0-19
示例程式碼：

import java.util.Random;

public class Demo1Random {
	/*
		Random : 產生隨機數
		
		1. 導包	: import java.util.Random;
				    導包的動作必須出現在類定義的上面

		2. 建立物件 : Random r = new Random();
					上面這個格式裡面，r 是變數名，可以變，其他的都不允許變

		3. 獲取隨機數 : int number = r.nextInt(10);	//獲取資料的範圍：[0,10) 包括0,不包括10
					上面這個格式裡面，number是變數名，可以變，數字10可以變。其他的都不允許變
		
		需求: 產生隨機數1-10之間的
	*/
	public static void main(String[] args){
		// 2. 建立物件
		Random r = new Random();
		
		for(int i = 1; i <= 10; i++){
			// 3. 獲取隨機數
			int num = r.nextInt(10) + 1;		// 1-10
			System.out.println(num);
		}
		
		
		
	}
}

5.3 Random練習-猜數字（應用）

需求：

程式自動生成一個1-100之間的數字，使用程式實現猜出這個數字是多少？

當猜錯的時候根據不同情況給出相應的提示

A. 如果猜的數字比真實數字大，提示你猜的資料大了

B. 如果猜的數字比真實數字小，提示你猜的資料小了

C. 如果猜的數字與真實數字相等，提示恭喜你猜中了
示例程式碼：

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

public class Test {
	/*
		需求：程式自動生成一個1-100之間的數字，使用程式實現猜出這個數字是多少？
			當猜錯的時候根據不同情況給出相應的提示
			如果猜的數字比真實數字大，提示你猜的資料大了
			如果猜的數字比真實數字小，提示你猜的資料小了
			如果猜的數字與真實數字相等，提示恭喜你猜中了
		
		1. 準備Random和Scanner物件, 分別用於產生隨機數和鍵盤錄入
		2. 使用Random產生一個1-100之間的數, 作為要猜的數
		3. 鍵盤錄入使用者猜的的資料
		4. 使用錄入的資料(使用者猜的資料)和隨機數(要猜的資料)進行比較, 並給出提示
		
		5. 以上內容需要多次進行, 但無法預估使用者輸入幾次可以猜測正確, 使用while(true)死迴圈包裹
		6. 猜對之後, break結束.

	*/
	public static void main(String[] args){
		// 1. 準備Random和Scanner物件, 分別用於產生隨機數和鍵盤錄入
		Random r = new Random();
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		// 2. 使用Random產生一個1-100之間的數, 作為要猜的數
		int randomNum = r.nextInt(100) + 1;
		
		// 5. 以上內容需要多次進行, 但無法預估使用者輸入幾次可以猜測正確, 使用while(true)死迴圈包裹
		while(true){
			// 3. 鍵盤錄入使用者猜的的資料
			System.out.println("請輸入您猜的資料:");
			int num = sc.nextInt();
			// 4. 使用錄入的資料(使用者猜的資料)和隨機數(要猜的資料)進行比較, 並給出提示
			if(num > randomNum){
				System.out.println("猜大了");
			}else if(num < randomNum){
				System.out.println("猜小了");
			}else{
				// 6. 猜對之後, break結束.
				System.out.println("恭喜,猜中了");
				break;
			}
		}
		
		System.out.println("感謝您的使用");
		
	}
}

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Java之 迴圈（三）

1. switch語句

1.1 分支語句switch語句

1.2 switch案例-減肥計劃

1.3 switch語句case穿透

2. for迴圈

2.1 迴圈語句-for迴圈

2.2 for迴圈案例-輸出資料1-5和5-1

2.3 for迴圈案例-求1-5資料和

2.4 for迴圈案例-求1-100偶數和

2.5 for迴圈案例-水仙花數

2.6 for迴圈案例-每行列印2個水仙花數(統計)

3. while迴圈

3.1 迴圈語句-while迴圈

3.2 while迴圈案例-珠穆朗瑪峰

4. 迴圈細節

4.1 迴圈語句-dowhile迴圈

4.2 三種迴圈的區別

4.3 死迴圈

4.4 跳轉控制語句

5. Random

5.1 Random產生隨機數（掌握）

5.3 Random練習-猜數字（應用）

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