流程控制語句結構

tubby233發表於2024-07-29

流程控制語句結構

目錄
  • 流程控制語句結構
    • 1.順序結構
      • 定義與特點
      • 示例
    • 2.分支結構
      • 2.1. if-else語句
      • 2.2. switch語句
    • 3.迴圈結構
      • 1. for迴圈
      • 2. while迴圈
      • 3. do-while迴圈
      • 使用場景和注意事項
    • 4.跳轉語句
    • 5.繪製程式流程圖
      • 基本步驟
      • 常用符號
      • 示例
      • 工具

1.順序結構

定義與特點

  • 定義：順序結構是指程式按照程式碼的書寫順序，從上到下依次執行的結構。
  • 特點：
    • 自上而下：程式從第一條語句開始，按照程式碼書寫順序逐條執行，直到最後一條語句。
    • 沒有分支：在順序結構中，程式的執行路徑單一，不會發生跳轉或者分支。
    • 簡單易懂：邏輯直接明瞭，便於理解和編寫。

示例

class test{
	public static mian(String[] argus){
        int a=5;
        int b=9;
        int c=a+b;
        System.out.println(c);
    }
}

2.分支結構

Java程式的分支結構是Java程式設計中用於實現條件判斷的重要結構，它允許程式根據不同的條件執行不同的程式碼塊。Java中的分支機構主要包括if-else語句和switch語句。

2.1. if-else語句

if-else語句是Java中最基本的條件判斷語句，它根據布林表示式的值來決定是否執行某個語句塊。

  • 基本語法：

    if (條件表示式) {  
    // 條件為真時執行的程式碼  
} else {  
    // 條件為假時執行的程式碼  
}

    當條件表示式的結果為true時，執行if語句塊中的程式碼；如果為false，則執行else語句塊中的程式碼（如果存在的話）。

  • 特點：

    • 支援巢狀使用，即在一個if或else語句塊內部再巢狀另一個if-else語句。
    • 可以有多個else if分支，用於處理多個條件。

  • 示例：

    int score = 85;  
if (score > 90) {  
    System.out.println("優秀");  
} else if (score > 80) {  
    System.out.println("良好");  
} else if (score > 70) {  
    System.out.println("中等");  
} else if (score > 60) {  
    System.out.println("及格");  
} else {  
    System.out.println("不及格");  
}

2.2. switch語句

switch語句是另一種條件判斷語句，它允許一個變數或表示式與多個case標籤進行比較，並執行與匹配case相關聯的語句塊。

  • 基本語法：

    switch (表示式) {  
    case 值1:  
        // 與值1匹配時執行的程式碼  
        break;  
    case 值2:  
        // 與值2匹配時執行的程式碼  
        break;  
    // 可以有更多的case  
    default:  
        // 沒有任何case匹配時執行的程式碼  
}

    注意，每個case塊的末尾通常會有一個break語句，用於跳出switch語句，防止程式碼繼續執行到下一個case塊。

  • 特點：

    • switch語句中的表示式通常是整型（byte、short、char、int）、列舉（enum）型別或字串（從Java 7開始支援）。
    • case標籤必須是常量表示式。
    • 如果沒有任何case匹配，並且存在default分支，則執行default分支中的程式碼。

  • 示例：

    String day = "MONDAY";  
switch (day) {  
    case "MONDAY":  
        System.out.println("今天是星期一");  
        break;  
    case "TUESDAY":  
        System.out.println("今天是星期二");  
        break;  
    // 可以有更多的case  
    default:  
        System.out.println("今天不是星期一也不是星期二");  
}

3.迴圈結構

Java程式的迴圈結構主要用於重複執行一段程式碼，直到滿足某個條件為止。Java提供了三種主要的迴圈結構：for迴圈、while迴圈和do-while迴圈。每種迴圈結構都有其獨特的使用場景和優勢。

1. for迴圈

for迴圈通常用於已知迴圈次數的場景，其語法結構清晰，易於理解。

語法格式：

for(初始化表示式; 迴圈條件表示式; 迭代表示式) {  
    // 迴圈體  
}

執行流程：

  1. 執行初始化表示式。
  2. 評估迴圈條件表示式，如果為true，則執行迴圈體；如果為false，則退出迴圈。
  3. 執行迴圈體。
  4. 執行迭代表示式。
  5. 回到第2步，重複執行，直到迴圈條件表示式為false。

示例：

for(int i = 0; i < 5; i++) {  
    System.out.println(i);  
}

該示例中，迴圈變數i從0開始，每次迴圈增加1，直到i的值小於5為止。迴圈體內列印出當前的i值。

2. while迴圈

while迴圈在迴圈開始前檢查條件，如果條件為真，則執行迴圈體。

語法格式：

while(迴圈條件) {  
    // 迴圈體  
    // 更新迴圈條件的語句（通常放在迴圈體內部）  
}

執行流程：

  1. 評估迴圈條件，如果為true，則執行迴圈體；如果為false，則退出迴圈。
  2. 執行迴圈體。
  3. 回到第1步，重複執行，直到迴圈條件為false。

示例：

int i = 0;  
while(i < 5) {  
    System.out.println(i);  
    i++;  
}

該示例中，首先初始化變數i為0，然後在while迴圈中檢查i的值是否小於5。如果是，則執行迴圈體，列印出i的值，並將i增加1。

3. do-while迴圈

do-while迴圈與while迴圈類似，但至少會執行一次迴圈體，然後再檢查條件。

語法格式：

do {  
    // 迴圈體  
    // 更新迴圈條件的語句（通常放在迴圈體內部）  
} while(迴圈條件);

執行流程：

  1. 執行迴圈體。
  2. 評估迴圈條件，如果為true，則回到第1步繼續執行；如果為false，則退出迴圈。

示例：

int i = 0;  
do {  
    System.out.println(i);  
    i++;  
} while(i < 5);

該示例中，do-while迴圈首先執行迴圈體，列印出i的值，並將i增加1。然後檢查i的值是否小於5，如果是，則繼續執行迴圈體；否則，退出迴圈。

使用場景和注意事項

  • 當迴圈次數已知時，通常使用for迴圈。
  • 當迴圈次數未知，但需要在迴圈開始前檢查條件時，使用while迴圈。
  • 當需要至少執行一次迴圈體時，使用do-while迴圈。

在使用迴圈結構時，應注意以下幾點：

  • 確保迴圈條件能夠最終變為假，否則會導致無限迴圈。
  • 在迴圈體內更新迴圈條件，以確保迴圈能夠正常終止。
  • 避免在迴圈體內修改迴圈變數，除非這是預期的行為。
  • 注意迴圈巢狀可能導致程式碼可讀性變差，儘量保持程式碼簡潔和易於理解。

透過不斷實踐和練習，你將能夠熟練掌握Java中的迴圈結構，並編寫出高效、穩定的程式碼。

4.跳轉語句

Java中的跳轉語句允許程式在執行過程中改變其正常的順序流程。這些語句主要用於條件判斷、迴圈控制以及從多層巢狀結構中快速退出。Java中的跳轉語句主要包括以下幾種：

  1. break語句

    • break語句用於完全終止其所在的迴圈或switch語句。當遇到break時，程式會立即退出該迴圈或switch語句，繼續執行其後的程式碼（如果有的話）。

    • 示例：

      for (int i = 0; i < 10; i++) {  
    if (i == 5) {  
        break; // 當i等於5時，終止迴圈  
    }  
    System.out.println(i);  
}

  2. continue語句

    • continue語句用於跳過當前迴圈的剩餘部分，並開始下一次迴圈的迭代。它不會終止迴圈，只是跳過當前迭代的剩餘部分。

    • 示例：

      for (int i = 0; i < 10; i++) {  
    if (i % 2 == 0) {  
        continue; // 跳過偶數，不列印  
    }  
    System.out.println(i);  
}

  3. return語句

    • 雖然return語句通常與方法的返回值相關聯，但它也可以被視為一種形式的跳轉語句，因為它會立即退出當前方法，並將控制權返回給方法的呼叫者。在void型別的方法中，return語句不返回任何值，但同樣會退出方法。

    • 示例：

      public int findMax(int[] numbers) {  
    int max = numbers[0];  
    for (int num : numbers) {  
        if (num > max) {  
            max = num;  
        }  
        if (num < 0) {  
            return -1; // 如果找到負數，立即返回-1  
        }  
    }  
    return max;  
}

  4. 標籤（Label）語句（不常用）

    • Java還支援標籤（Label），它允許你使用break或continue語句來跳出多層巢狀迴圈或switch語句。不過，由於這種用法可能會導致程式碼難以理解和維護，因此並不推薦頻繁使用。

    • 示例：

      outerLoop:  
for (int i = 0; i < 10; i++) {  
    for (int j = 0; j < 10; j++) {  
        if (i * j > 10) {  
            break outerLoop; // 跳出外層迴圈  
        }  
    }  
}

使用這些跳轉語句時，應謹慎考慮它們對程式可讀性和維護性的影響。過度使用跳轉語句可能會使程式碼邏輯變得複雜且難以跟蹤。

5.繪製程式流程圖

繪製程式流程圖是軟體工程中的一個重要步驟，它幫助開發者理解和設計程式的邏輯結構。流程圖透過圖形化的方式展示了一系列步驟和決策，這些步驟和決策描述了程式如何執行。以下是繪製程式流程圖的基本步驟和常用符號：

基本步驟

  1. 理解程式邏輯：首先，你需要徹底理解程式的邏輯，包括輸入、處理過程和輸出。
  2. 確定關鍵步驟和決策點：識別出程式中所有重要的操作、計算、資料處理步驟以及決策點（如條件判斷）。
  3. 選擇符號：根據流程圖的標準符號庫（如ISO 5807標準），選擇合適的符號來表示不同的程式元素。
  4. 繪製流程圖：
    • 使用矩形表示處理步驟（如計算、賦值等）。
    • 使用菱形表示決策點（條件判斷）。
    • 使用平行四邊形表示輸入/輸出操作。
    • 使用箭頭連線各個符號，表示流程的方向。
    • 可以使用圓形表示開始和結束。
  5. 稽核和修改：繪製完成後，仔細檢查流程圖，確保它準確地反映了程式的邏輯。根據需要進行修改。

常用符號

  • 矩形：表示處理步驟或計算。
  • 菱形：表示決策點或條件判斷。
  • 平行四邊形：表示輸入/輸出操作（儘管有些情況下輸入輸出操作也會用矩形表示，並標註“輸入”或“輸出”）。
  • 箭頭：表示流程的方向。
  • 圓形：開始（實心圓）和結束（空心圓）。
  • 流線：連線流程圖中各元素的線條，表示程式執行的順序。
  • 註釋框（可選）：用於新增說明性文字，幫助理解流程圖。

示例

假設你有一個簡單的程式，該程式要求使用者輸入兩個數字，然後判斷這兩個數字是否相等，如果相等則輸出“相等”，否則輸出“不相等”。

流程圖示例：

  1. 開始（實心圓）

  2. 輸入第一個數字（平行四邊形）

  3. 輸入第二個數字（平行四邊形）

  4. 判斷

    兩個數字是否相等（菱形）

    • 如果

      是

      ，則

      • 輸出“相等”（平行四邊形）
      • 結束（空心圓）

    • 如果

      否

      ，則

      • 輸出“不相等”（平行四邊形）
      • 結束（空心圓）

工具

繪製流程圖可以使用多種工具，包括紙筆、白板和專用的軟體工具（如Visio、Lucidchart、Draw.io等）。這些工具提供了豐富的符號庫和繪圖工具，可以方便地繪製複雜的流程圖。

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