Java基础（三）| switch、循环及Random详解

⭐本专栏旨在对JAVA的基础语法及知识点进行全面且详细的讲解，完成从0到1的java学习，面向零基础及入门的学习者，通过专栏的学习可以熟练掌握JAVA编程，同时为后续的框架学习，进阶开发的代码能力打下坚实的基础。

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1. switch语句

1.1 switch语句结构

• 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语句练习-春夏秋冬

• 需求：一年有12个月，分属于春夏秋冬4个季节，键盘录入一个月份，请用程序实现判断该月份属于哪个季节，并输出。
• 运行结果：

春：3、4、5
夏：6、7、8
秋：9、10、11
冬：1、2、12

• 示例代码：

public class Demo1 {
public static void main(String[] args) {
//键盘录入月份数据，使用变量接收
Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入一个月份：");
int month = sc.nextInt();
//case穿透
switch(month) {
case 1:
case 2:
case 12:
System.out.println("冬季");
break;
case 3:
case 4:
case 5:
System.out.println("春季");
break;
case 6:
case 7:
case 8:
System.out.println("夏季");
break;
case 9:
case 10:
case 11:
System.out.println("秋季");
break;
default:
System.out.println("你输入的月份有误");
        }
    }
}

• 注意：如果switch中得case，没有对应break的话，则会出现case穿透的现象。

2. for循环

2.1 for循环结构

• 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循环练习-输出数据

• 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循环练习-求和

• 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循环练习-求偶数和

• 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循环练习-水仙花

• 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循环练习-统计水仙花数个数

• 需求：统计“水仙花数”一共有多少个，并在控制台输出个数
• 示例代码：

public class ForTest05 {
public static void main(String[] args) {
//定义变量count，用于保存“水仙花数”的数量，初始值为0
int count = 0;
//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;
//在判定水仙花数的过程中，满足条件不再输出，更改为修改count的值，使count+1
if(ge*ge*ge + shi*shi*shi + bai*bai*bai == i) {
count++;
            }
        }
//打印输出最终结果
System.out.println("水仙花共有：" + count + "个");
    }
}

• 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 while结构

• 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循环练习-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 do...while循环结构

• 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 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！

4.4 循环嵌套

• 循环嵌套概述：在循环中，继续定义循环
• 示例代码：

public static void main(String[] args) {
//外循环控制小时的范围，内循环控制分钟的范围
for (int hour = 0; hour < 24; hour++) {
for (int minute = 0; minute < 60; minute++) {
System.out.println(hour + "时" + minute + "分");
            }
System.out.println("--------");
        }
    }

• 理解：

• 请反复理解这句话（整个内循环，就是外循环的一个循环体，内部循环体没有执行完毕，外循环是不会继续向下执行的）

• 结论：

• 外循环执行一次，内循环执行一圈

5. Random

5.1 Random产生随机数

• 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 RandomDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建对象
Random r = new Random();
//用循环获取10个随机数
for(int i=0; i<10; i++) {
//获取随机数
int number = r.nextInt(10);
System.out.println("number:" + number);
    }
//需求：获取一个1-100之间的随机数
int x = r.nextInt(100) + 1;
System.out.println(x);
  }
}

5.3 Random练习-猜数字

• 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.Random;
import java.util.Scanner;

public class RandomTest {
public static void main(String[] args) {
//要完成猜数字的游戏，首先需要有一个要猜的数字，使用随机数生成该数字，范围1到100
Random r = new Random();
int number = r.nextInt(100) + 1;

while(true) {
//使用程序实现猜数字，每次均要输入猜测的数字值，需要使用键盘录入实现
Scanner sc = new Scanner(System.in);

System.out.println("请输入你要猜的数字：");
int guessNumber = sc.nextInt();

//比较输入的数字和系统产生的数据，需要使用分支语句。
//这里使用if..else..if..格式，根据不同情况进行猜测结果显示
if(guessNumber > number) {
System.out.println("你猜的数字" + guessNumber + "大了");
      } else if(guessNumber < number) {
System.out.println("你猜的数字" + guessNumber + "小了");
      } else {
System.out.println("恭喜你猜中了");
break;
      }
    }

  }
}