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大二上学期 Java 第四课：流程控制——分支与循环

第三课解决了"算得对"和"读得进"，第四课解决"按什么顺序走"。分支决定程序走哪条路，循环决定一段路走几遍。这一课语法不难，但坑全在边界和细节上：if-else 的悬挂、switch 的穿透、循环的边界条件，每一个都是实验课调试的高频事故点。

一、流程控制的地图：三种结构

任何程序的控制流只有三种基本结构：顺序、分支、循环。顺序结构就是代码从上往下依次执行，不需要专门语法。这一课重点讲分支和循环，它们是后面所有算法题的骨架。

二、if 分支：三种形态

2.1 单分支与双分支

单分支是"条件成立就做，不成立就跳过"；双分支是"成立做 A，不成立做 B"。条件表达式的结果必须是布尔值，这是第二课强调过的：Java 里不能拿数字当条件，和 C 语言不同。

2.2 多分支与 else if 链

多个条件互斥时用 else if 串起来。关键理解：else if 链是"从上往下依次判断，一旦某个条件成立，执行完就跳出整条链"，后面的条件不再判断。所以条件的书写顺序很重要：范围判断要从大到小或从小到大排好，顺序乱了逻辑就错。

常见错误：把本应互斥的多个 if 写成并列的独立 if，结果多个分支都执行了。并列 if 和 else if 链的区别，是第四课第一个必须搞清楚的点。

2.3 悬挂 else 问题

当 if 后面只有一条语句时，大括号可以省略。但嵌套 if 时省略大括号，else 会和最近的、还没配对的 if 结合，而不是和你想的那个 if 配对。这就是"悬挂 else"问题。

解决方式很简单：永远写大括号。哪怕只有一行，也加上。这个问题在 C 语言里就存在，Java 一样，大二阶段直接养成"if 必带大括号"的习惯，一劳永逸。

三、switch 分支：等值判断的专用工具

3.1 适用场景与基本结构

switch 适合对一个变量做多个等值判断的场景，比如根据菜单编号跳转到不同功能。它的结构是：一个待判断的表达式，加若干个 case 分支，最后可以有一个 default 兜底。

能用于 switch 判断的类型有限制：整数类型、字符型、字符串（较新版本支持）、枚举。浮点数和布尔值不能用于 switch，这是常考点。

3.2 穿透现象：switch 最大的坑

现象：某个 case 匹配上之后，执行完它下面的语句，如果没有遇到跳出语句，会继续往下执行后面所有 case 的语句，直到遇到跳出语句或 switch 结束。这叫"穿透"。

原因：switch 的本质是"跳转到匹配的 case 标签，然后一路往下执行"，它不会自动在每个 case 末尾停下。

两种用法：

· 绝大多数情况要避免穿透：每个 case 末尾加跳出语句；
· 少数情况可以利用穿透：多个 case 共享同一段处理逻辑时，把它们的标签叠在一起，最后只写一次处理代码和跳出语句。这是合法的技巧，但要写注释说明意图，否则别人读代码会以为是漏写了跳出。

default 的位置：default 可以放在任意位置，不一定在最后。但不管放哪，它的执行时机都是"所有 case 都不匹配时"，和书写位置无关。放在最后是惯例，可读性最好。

3.3 switch 和 if 怎么选

判断条件是"等于某几个固定值"用 switch，可读性好；判断条件是"范围、区间、复杂逻辑组合"用 if。两者可以互相改写，但各有适用场景，实验课写菜单程序基本都用 switch。

四、循环：三种写法，一个核心

4.1 三种循环的分工

· for 循环：循环次数已知时首选，初始化、条件、更新三部分写在一行，结构最紧凑；
· while 循环：循环次数未知、靠条件决定是否继续时用，先判断后执行；
· do-while 循环：先执行后判断，循环体至少执行一次。这是它和 while 唯一的本质区别，也是考点。

选择建议：次数明确用 for，次数不明确用 while，必须至少执行一次用 do-while。实验课的菜单程序通常用 do-while，因为菜单至少要显示一次。

4.2 循环的四个要素

写任何循环前，先想清楚四件事：

1. 初始化：循环变量从哪开始；
2. 条件：什么时候继续循环；
3. 循环体：每轮做什么；
4. 更新：每轮结束后循环变量怎么变。

漏掉更新就是死循环，这是实验课最常见的事故。程序卡住不动、风扇狂转，先检查循环变量有没有更新。

4.3 边界条件：小于还是小于等于

循环条件写"小于"还是"小于等于"，决定了循环执行几次，这是循环题最大的失分点。

判断方法：代入边界值手动模拟一遍。比如从 1 循环到 10，如果条件是"小于等于 10"，最后一轮是 10，共 10 次；如果写成"小于 10"，最后一轮是 9，只有 9 次。差一次，结果全错。

数组相关的循环尤其要注意：数组下标从 0 开始，长度一层是 n 的数组，合法下标是 0 到 n-1，所以循环条件通常是"小于长度"，写成"小于等于长度"就会越界。这个坑到后面学数组时会集中爆发，第四课先把"边界要手动模拟"的习惯建立起来。

4.4 嵌套循环

循环里套循环，外层控制行、内层控制列，是打印图形题的标准套路。关键理解：外层每走一轮，内层完整走一遍。所以总执行次数是两层次数的乘积。

嵌套循环的性能问题大二阶段不用深究，但要有一个直觉：嵌套层数越多，执行次数增长越快，能解决就别套两层。

五、两个跳转语句：break 和 continue

5.1 break：跳出当前层

break 用在循环里，作用是立即结束当前这一层循环，跳到循环后面的语句。用在 switch 里，作用是结束 switch 的穿透。

注意：break 只跳出它所在的那一层循环。嵌套循环里，内层的 break 只结束内层，外层继续。想跳出外层需要加标签，大二上学期一般不要求，知道有这个限制即可。

5.2 continue：跳过本轮

continue 的作用是结束当前这一轮，直接进入下一轮的条件判断，循环本身不结束。

break 和 continue 的区别是必考点：break 是"整个循环不干了"，continue 是"这一轮不干了，下一轮继续"。

5.3 使用建议

break 和 continue 用多了会让循环逻辑变得难以阅读。能用循环条件表达清楚的，就不要用跳转语句。比如"找到就停"可以用 break，但"跳过偶数"完全可以把条件写进循环里，不一定要 continue。

六、第四课就该养成的习惯

习惯一：if 和循环一律带大括号。 省大括号带来的悬挂 else 和后续加代码时的逻辑错，代价远大于那两行括号。

习惯二：写循环先写四要素，再写循环体。 初始化、条件、更新先想清楚，循环体最后填，能避免大部分死循环和差一次的问题。

习惯三：边界值手动模拟一遍。 写完循环，拿最小值和最大值各代进去走一遍，确认次数对。这个动作花不了一分钟，能省下半小时调试。

习惯四：复杂条件抽成布尔变量。 条件表达式太长时，拆成几个有名字的布尔变量，代码可读性立刻上一个台阶，也方便调试时逐个检查。

七、课后自测（答案在下一课笔记里）

1. 并列的多个 if 和 else if 链，在什么情况下结果不同？举一个具体场景。
2. switch 的穿透现象是什么原因造成的？什么情况下可以故意利用它？
3. while 和 do-while 的本质区别是什么？各举一个适合用的场景。
4. 循环条件写"小于"和"小于等于"，怎么快速判断哪个对？

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下一篇预告：数组——一维数组的声明、初始化、遍历，以及那个让无数人栽跟头的"下标越界"。第四课建立的边界意识，到第五课会直接派上用场。