Java 基础（三）| switch、循环及 Random 详解

2022-10-12
山东
本文字数：5817 字
阅读完需：约 19 分钟

⭐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;  }

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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

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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");        }    }}

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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;}

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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);    }    }}

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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);    }}

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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);    }}

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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：
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
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);      }    }    }}

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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");    }}

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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;  }

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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++;    }    }}

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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");    }}

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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);

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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);    }}

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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
for(;;){}
while(true){}
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("--------");          }      }

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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：
导入包
import java.util.Random;
创建对象
Random r = new Random();
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);  }}

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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;      }    }      }}

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Java 基础（三）| switch、循环及 Random 详解

1. switch 语句

1.1 switch 语句结构

1.2 switch 语句练习-春夏秋冬

2. for 循环

2.1 for 循环结构

2.2 for 循环练习-输出数据

2.3 for 循环练习-求和

2.4 for 循环练习-求偶数和

2.5 for 循环练习-水仙花

2.6 for 循环练习-统计水仙花数个数

3. while 循环

3.1 while 结构

3.2 while 循环练习-珠穆朗玛峰

4. 循环细节

4.1 do...while 循环结构

4.2 三种循环的区别

4.3 跳转控制语句

4.4 循环嵌套

5. Random

5.1 Random 产生随机数

5.3 Random 练习-猜数字

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