Java基础语法流程控制语句数组.docx
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Java基础语法流程控制语句数组
Java基础语法
内容介绍
◆流程控制语句（switch）
◆数组
第一章流程控制语句
选择结构switch
switch条件语句也是一种很常用的选择语句，它和if条件语句不同，它只能针对某个表达式的值作出判断，从而决定程序执行哪一段代码。
例如，在程序中使用数字1~7来表示星期一到星期天，如果想根据某个输入的数字来输出对应中文格式的星期值，可以通过下面的一段伪代码来描述：
用于表示星期的数字
如果等于1，则输出星期一
如果等于2，则输出星期二
如果等于3，则输出星期三
如果等于4，则输出星期四
如果等于5，则输出星期五
如果等于6，则输出星期六
如果等于7，则输出星期天
对于上面一段伪代码的描述，大家可能会立刻想到用刚学过得if…elseif…else语句来实现，但是由于判断条件比较多，实现起来代码过长，不便于阅读。
Java中提供了一种switch语句来实现这种需求，在switch语句中使用switch关键字来描述一个表达式，使用case关键字来描述和表达式结果比较的目标值，当表达式的值和某个目标值匹配时，会执行对应case下的语句。
具体实现代码如下：
switch（用于表示星期的数字）{
case1:
输出星期一;
break;
case2:
输出星期二;
break;
case3:
输出星期三
break;
case4:
输出星期四;
break;
case5:
输出星期五;
break;
case6:
输出星期六;
break;
case7:
输出星期天;
break;
}
●上面改写后的伪代码便描述了switch语句的基本语法格式，具体如下：
switch（表达式）{
case目标值1:
执行语句1
break;
case目标值2:
执行语句2
break;
．．．．．．
case目标值n:
执行语句n
break;
default:
执行语句n+1
break;
}
在上面的格式中，switch语句将表达式的值与每个case中的目标值进行匹配，如果找到了匹配的值，会执行对应case后的语句，如果没找到任何匹配的值，就会执行default后的语句。
switch语句中的break关键字将在后面的做具体介绍，此处，我们只需要知道break的作用是跳出switch语句即可。
需要注意的是，在switch语句中的表达式只能是byte、short、char、int类型的值，如果传入其它类型的值，程序会报错。
但上述说法并不严谨，实际上在JDK5.0中引入的新特性enum枚举也可以作为switch语句表达式的值，在JDK7.0中也引入了新特性，switch语句可以接收一个String类型的值。
选择结构switch练习
接下来通过一个案例演示根据数字来输出中文格式的星期，如下所示。
SwitchDemo01.java
publicclassSwitchDemo01{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
intweek=5;
switch（week）{
case1:
System.out.println（"星期一"）;
break;
case2:
System.out.println（"星期二"）;
break;
case3:
System.out.println（"星期三"）;
break;
case4:
System.out.println（"星期四"）;
break;
case5:
System.out.println（"星期五"）;
break;
case6:
System.out.println（"星期六"）;
break;
case7:
System.out.println（"星期天"）;
break;
default:
System.out.println（"输入的数字不正确..."）;
break;
}
}
}
运行结果如图所示。
图1-1运行结果
上述代码中，由于变量week的值为5，整个switch语句判断的结果满足第17行的条件，因此打印“星期五”，例程中的default语句用于处理和前面的case都不匹配的值，将第3行代码替换为intweek=8，再次运行程序，输出结果如下图所示。
图1-2运行结果
在使用switch语句的过程中，如果多个case条件后面的执行语句是一样的，则该执行语句只需书写一次即可，这是一种简写的方式。
例如，要判断一周中的某一天是否为工作日，同样使用数字1~7来表示星期一到星期天，当输入的数字为1、2、3、4、5时就视为工作日，否则就视为休息日。
接下来通过一个案例来实现上面描述的情况，如下所示。
SwitchDemo02.java
publicclassSwitchDemo02{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
intweek=2;
switch（week）{
case1:
case2:
case3:
case4:
case5:
//当week满足值1、2、3、4、5中任意一个时，处理方式相同
System.out.println（"今天是工作日"）;
break;
case6:
case7:
//当week满足值6、7中任意一个时，处理方式相同
System.out.println（"今天是休息日"）;
break;
}
}
}
运行结果如下图所示。
图1-3运行结果
上述代码中，当变量week值为1、2、3、4、5中任意一个值时，处理方式相同，都会打印“今天是工作日”。
同理，当变量week值为6、7中任意一个值时，打印“今天是休息日”。
第二章数组
在生活中，我们可能会碰到如下的场景。
现在需要统计某公司员工的工资情况，例如计算平均工资、最高工资等。
假设该公司有50名员工，用前面所学的知识完成，那么程序首先需要声明50个变量来分别记住每位员工的工资，这样做会显得很麻烦。
其实在Java中，我们可以使用一个数组来记住这50名员工的工资。
数组是指一组数据的集合，数组中的每个数据被称作元素。
在数组中可以存放任意类型的元素，但同一个数组里存放的元素类型必须一致。
数组的定义
在Java中，可以使用以下格式来定义一个数组。
如下
数据类型[]数组名=new数据类型[元素个数或数组长度];
int[]x=newint[100];
上述语句就相当于在内存中定义了100个int类型的变量，第一个变量的名称为x[0]，第二个变量的名称为x[1]，以此类推，第100个变量的名称为x[99]，这些变量的初始值都是0。
为了更好地理解数组的这种定义方式，可以将上面的一句代码分成两句来写，具体如下：
int[]x;//声明一个int[]类型的变量
x=newint[100];//创建一个长度为100的数组
接下来，通过两张内存图来详细地说明数组在创建过程中内存的分配情况。
第一行代码int[]x;声明了一个变量x，该变量的类型为int[]，即一个int类型的数组。
变量x会占用一块内存单元，它没有被分配初始值。
内存中的状态如下图所示。
图1-4内存状态图
第二行代码x=newint[100];创建了一个数组，将数组的地址赋值给变量x。
在程序运行期间可以使用变量x来引用数组，这时内存中的状态会发生变化，如下图所示。
图1-5内存状态图
在上图中描述了变量x引用数组的情况。
该数组中有100个元素，初始值都为0。
数组中的每个元素都有一个索引（也可称为角标），要想访问数组中的元素可以通过“x[0]、x[1]、……、x[98]、x[99]”的形式。
需要注意的是，数组中最小的索引是0，最大的索引是“数组的长度-1”。
在Java中，为了方便我们获得数组的长度，提供了一个length属性，在程序中可以通过“数组名.length”的方式来获得数组的长度，即元素的个数。
接下来，通过一个案例来演示如何定义数组以及访问数组中的元素，如下所示。
ArrayDemo01.java
1publicclassArrayDemo01{
2publicstaticvoidmain（String[]args）{
3int[]arr;//声明变量
4arr=newint[3];//创建数组对象
5System.out.println（"arr[0]="+arr[0]）;//访问数组中的第一个元素
6System.out.println（"arr[1]="+arr[1]）;//访问数组中的第二个元素
7System.out.println（"arr[2]="+arr[2]）;//访问数组中的第三个元素
8System.out.println（"数组的长度是：
"+arr.length）;//打印数组长度
9}
10}
运行结果如下图所示。
图1-6运行结果
在上述代码中声明了一个int[]类型变量arr，并将数组在内存中的地址赋值给它。
在5~7行代码中通过角标来访问数组中的元素，在第8行代码中通过length属性访问数组中元素的个数。
从打印结果可以看出，数组中的三个元素初始值都为0，这是因为当数组被成功创建后，数组中元素会被自动赋予一个默认值，根据元素类型的不同，默认初始化的值也是不一样的。
具体如下表所示。
表2-1元素默认值
数据类型
默认初始化值
byte、short、int、long
0
float、double
0.0
char
一个空字符（空格），即’\u0000’
boolean
false
引用数据类型
null，表示变量不引用任何对象
如果在使用数组时，不想使用这些默认初始值，也可以显式地为这些元素赋值。
接下来通过一个程序来学习如何为数组的元素赋值，如下所示。
ArrayDemo02.java
11publicclassArrayDemo02{
12publicstaticvoidmain（String[]args）{
13int[]arr=newint[4];//定义可以存储4个整数的数组
14arr[0]=1;//为第1个元素赋值1
15arr[1]=2;//为第2个元素赋值2
16//下面的代码是打印数组中每个元素的值
17System.out.println（"arr[0]="+arr[0]）;
18System.out.println（"arr[1]="+arr[1]）;
19System.out.println（"arr[2]="+arr[2]）;
20System.out.println（"arr[3]="+arr[3]）;
21}
22}
运行结果如下图所示。
图1-7运行结果
在上述代码中，第3行代码定义了一个数组，此时数组中每个元素都为默认初始值0。
第2、3行代码通过赋值语句将数组中的元素arr[0]和arr[1]分别赋值为1和2，而元素arr[2]和arr[3]没有赋值，其值仍为0，因此打印结果中四个元素的值依次为1、2、0、0。
在定义数组时只指定数组的长度，由系统自动为元素赋初值的方式称作动态初始化。
在初始化数组时还有一种方式叫做静态初始化，就是在定义数组的同时就为数组的每个元素赋值。
数组的静态初始化有两种方式，具体格式如下：
1、类型[]数组名=new类型[]{元素，元素，……};
2、类型[]数组名={元素，元素，元素，……};
上面的两种方式都可以实现数组的静态初始化，但是为了简便，建议采用第二种方式。
接下来通过一段代码来演示数组静态初始化的效果，如下所示。
ArrayDemo03.java
1publicclassArrayDemo03{
2publicstaticvoidmain（String[]args）{
3int[]arr={1,2,3,4};//静态初始化
4//下面的代码是依次访问数组中的元素
5System.out.println（"arr[0]="+arr[0]）;
6System.out.println（"arr[1]="+arr[1]）;
7System.out.println（"arr[2]="+arr[2]）;
8System.out.println（"arr[3]="+arr[3]）;
9}
10}
运行结果如下图所示。
图1-8运行结果
上述代码中采用静态初始化的方式为数组每个元素赋予初值，分别是1、2、3、4。
需要注意的是，第3行代码千万不可写成int[]arr=newint[4]{1,2,3,4};，这样写编译器会报错。
原因在于编译器会认为数组限定的元素个数[4]与实际存储的元素{1,2,3,4}个数有可能不一致，存在一定的安全隐患。
数组遍历
在操作数组时，经常需要依次访问数组中的每个元素，这种操作称作数组的遍历。
接下来通过一个案例来学习如何使用for循环来遍历数组，如下所示。
ArrayDemo04.java
publicclassArrayDemo04{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
int[]arr={1,2,3,4,5};//定义数组
//使用for循环遍历数组的元素
for（inti=0;iSystem.out.println（arr[i]）;//通过索引访问元素
}
}
}
运行结果如下图所示。
图1-9运行结果
上述代码中，定义一个长度为5的数组arr，数组的角标为0~4。
由于for循环中定义的变量i的值在循环过程中为0~4，因此可以作为索引，依次去访问数组中的元素，并将元素的值打印出来。
数组的常见问题
数组在编写程序时应用非常广泛，灵活地使用数组对实际开发很重要。
接下来，本节将针对数组的常见操作进行详细地讲解，如数组的遍历、最值的获取、数组的排序等。
数组最值
在操作数组时，经常需要获取数组中元素的最值。
接下来通过一个案例来演示如何获取数组中元素的最大值，如下所示。
ArrayDemo05.java
publicclassArrayDemo05{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
int[]arr={4,1,6,3,9,8};//定义一个数组
intmax=arr[0];//定义变量max用于记住最大数，首先假设第一个元素为最大值
//下面通过一个for循环遍历数组中的元素
for（intx=1;xif（arr[x]>max）{//比较arr[x]的值是否大于max
max=arr[x];//条件成立，将arr[x]的值赋给max
}
}
System.out.println（"max="+max）;//打印最大值
}
}
运行结果如下图所示。
图1-10运行结果
上述代码中，定义了一个临时变量max，用于记住数组的最大值。
通过for循环获取数组中的最大值，赋值给max变量。
首先假设数组中第一个元素arr[0]为最大值，然后使用for循环对数组进行遍历，在遍历的过程中只要遇到比max值还大的元素，就将该元素赋值给max。
这样一来，变量max就能够在循环结束时记住数组中的最大值。
需要注意的是，在for循环中的变量i是从1开始的，这样写的原因是程序已经假设第一个元素为最大值，for循环中只需要从第二个元素开始比较，从而提高程序的运行效率。
数组异常
数组越界异常
每个数组的索引都有一个范围，即0~length-1。
在访问数组的元素时，索引不能超出这个范围，否则程序会报错，如下所示。
ArrayDemo06.java
1publicclassArrayDemo06{
2publicstaticvoidmain（String[]args）{
3int[]arr=newint[4];//定义一个长度为4的数组
4System.out.println（"arr[0]="+arr[4]）;//通过角标4访问数组元素
5}
6}
运行结果如下图所示。
上图运行结果中所提示的错误信息是数组越界异常ArrayIndexOutOfBoundsException，出现这个异常的原因是数组的长度为4，其索引范围为0~3，而上述代码中的第4行代码使用索引4来访问元素时超出了数组的索引范围。
所谓异常指程序中出现的错误，它会报告出错的异常类型、出错的行号以及出错的原因，关于异常在后面的章节会有详细地讲解。
空指针异常
在使用变量引用一个数组时，变量必须指向一个有效的数组对象，如果该变量的值为null，则意味着没有指向任何数组，此时通过该变量访问数组的元素会出现空指针异常，接下来通过一个案例来演示这种异常，如下所示。
ArrayDemo07.java
1publicclassArrayDemo07{
2publicstaticvoidmain（String[]args）{
3int[]arr=newint[3];//定义一个长度为3的数组
4arr[0]=5;//为数组的第一个元素赋值
5System.out.println（"arr[0]="+arr[0]）;//访问数组的元素
6arr=null;//将变量arr置为null
7System.out.println（"arr[0]="+arr[0]）;//访问数组的元素
8}
9}
运行结果如下图所示。
图1-11运行结果
通过上图所示的运行结果可以看出，上述代码中第4、5行代码都能通过变量arr正常地操作数组。
第6行代码将变量置为null，当第7行代码再次访问数组时就出现了空指针异常NullPointerException。
二维数组
在程序中可以通过一个数组来保存某个班级学生的考试成绩，试想一下，如果要统计一个学校各个班级学生的考试成绩，又该如何实现呢？
这时就需要用到多维数组，多维数组可以简单地理解为在数组中嵌套数组。
在程序中比较常见的就是二维数组，接下来针对二维数组进行详细地讲解。
二维数组的定义格式
二维数组的定义有很多方式，接下来针对几种常见的方式进行详细地讲解，具体如下：
第一种方式：
int[][]arr=newint[3][4];
上面的代码相当于定义了一个3*4的二维数组，即二维数组的长度为3，二维数组中的每个元素又是一个长度为4的数组，接下来通过一个图来表示这种情况，如下图所示。
图1-12二维数组
第二种方式：
int[][]arr=newint[3][];
第二种方式和第一种类似，只是数组中每个元素的长度不确定，接下来通过一个图来表示这种情况，如下图所示。
图1-13二维数组
第三种方式：
int[][]arr={{1,2},{3,4,5,6},{7,8,9}};
上面的二维数组中定义了三个元素，这三个元素都是数组，分别为{1,2}、{3,4,5,6}、{7,8,9}，接下来通过一个图来表示这种情况，如图2-54所示。
图1-14二维数组
对二维数组中元素的访问也是通过角标的方式，如需访问二维数组中第一个元素数组的第二个元素，具体代码如下：
arr[0][1];
二维数组元素的访问
操作二维数组时，经常需要获取数组中元素的值。
接下来通过一个案例来演示如何获取数组中元素值，如下所示。
ArrayDemo08.java
classArrayDemo08{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
//定义二维数组的方式
int[][]arr=newint[3][4];
System.out.println（arr）;
System.out.println（"二维数组的长度:
"+arr.length）;
//获取二维数组的3个元素
System.out.println（arr[0]）;
System.out.println（arr[1]）;
System.out.println（arr[2]）;
System.out.println（"打印第一个一维数组的元素值"）;
System.out.println（arr[0][0]）;
System.out.println（arr[0][1]）;//访问的为二维数组中第1个一维数组的第2个元素
System.out.println（arr[0][2]）;
System.out.println（arr[0][3]）;
System.out.println（"打印第二个一维数组的元素值"）;
System.out.println（arr[1][0]）;
System.out.println（arr[1][1]）;
System.out.println（arr[1][2]）;
System.out.println（arr[1][3]）;
System.out.println（"打印第三个一维数组的元素值"）;
System.out.println（arr[2][0]）;
System.out.println（arr[2][1]）;
System.out.println（arr[2][2]）;
System.out.println（arr[2][3]）;
}
}
运行结果如下图所示：
图1-15运行结果
二维数组元素遍历与数组元素累加和
学习完了数组元素的访问，我们来学习下数组的遍历及数组的元素累加和操作。
classArrayDemo09{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
//一维数组的求累加和并遍历
int[]
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