【Java】P5 Java流程控制——分支结构详解

在程序设计中，流程控制是构建逻辑清晰、功能完整的程序的基础。Java提供了三种基本的流程结构：顺序结构、分支结构和循环结构。在前述博文中，都是应用的顺序结构，从本博文开始，将深入探讨分支结构内容，并围绕两种主要形式：条件判断结构（if-else）和选择结构（switch-case），帮助开发者掌握程序流程控制的核心技能。

分支结构概述

分支结构允许程序根据特定条件选择不同的执行路径，这是实现程序逻辑判断的关键机制。Java中的分支结构主要包括：

• 条件判断结构： if-else 语句，用于基于条件表达式的真假值进行分支选择
• 选择结构： switch-case 语句，用于基于变量值与多个常量的匹配进行分支选择

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if-else 条件判断结构

基本语法格式

格式一：单一条件判断

if (条件表达式) {// 条件为true时执行的语句块
}

格式二：二元条件判断

if (条件表达式) {// 条件为true时执行的语句块
} else {// 条件为false时执行的语句块
}

格式三：多重条件判断

if (条件表达式1) {// 条件1为true时执行
} else if (条件表达式2) {// 条件1为false且条件2为true时执行
} else {// 所有条件都为false时执行
}

实际应用示例

public class GradeEvaluation {public static void main(String[] args) {int score = 85;// 多重条件判断示例if (score >= 90) {System.out.println("优秀");} 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");}}
}

条件表达式设计原则

在设计多重条件判断时，需要注意条件表达式的互斥性和优先级：

1. 互斥关系： 确保条件之间相互排斥，避免逻辑冲突
2. 顺序设置： 将更具体或优先级更高的条件放在前面
3. 可选else： 根据业务需求决定是否需要else分支

// 推荐的条件设计
if (age < 18) {category = "未成年";
} else if (age < 60) {category = "成年人";
} else {category = "老年人";
}

if-else 的嵌套使用

嵌套结构的应用场景

嵌套的if-else结构适用于需要多层次判断的复杂逻辑场景。以下是一个三个数排序的实现示例：

public class NumberSorting {public static void main(String[] args) {int a = 15, b = 32, c = 8;if (a >= b) {if (a >= c) {// a最大if (b >= c) {System.out.println(a + " >= " + b + " >= " + c);} else {System.out.println(a + " >= " + c + " >= " + b);}} else {// c最大System.out.println(c + " >= " + a + " >= " + b);}} else {if (b >= c) {// b最大if (a >= c) {System.out.println(b + " >= " + a + " >= " + c);} else {System.out.println(b + " >= " + c + " >= " + a);}} else {// c最大System.out.println(c + " >= " + b + " >= " + a);}}}
}

嵌套使用的最佳实践

• 注意 - 控制嵌套层数： 从开发经验来看，嵌套层数不宜超过三层，以保持代码可读性
• 布尔值判断优化： 在开发中，一定要多注意一些细节的编写方法

// 不推荐if (isActive == true) { ... }// 推荐if (isActive) { ... }

• 考虑重构： 当嵌套过深时，考虑使用early return或提取方法来简化逻辑

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Scanner类：实现键盘输入

在实际开发中，经常需要从用户获取输入数据。Java提供的 Scanner 类是处理控制台输入的标准工具。

使用步骤

1. 导入包： import java.util.Scanner;
2. 创建实例： Scanner input = new Scanner(System.in);
3. 调用方法： 获取指定类型的数据
4. 关闭资源： scanner.close();

完整示例

import java.util.Scanner;public class UserInputExample {public static void main(String[] args) {Scanner scanner = new Scanner(System.in);System.out.print("请输入您的年龄: ");int age = scanner.nextInt();System.out.print("请输入您的姓名: ");String name = scanner.next();System.out.print("请输入您的身高(米): ");double height = scanner.nextDouble();System.out.print("是否为学生(true/false): ");boolean isStudent = scanner.nextBoolean();System.out.print("请输入等级(单个字符): ");char grade = scanner.next().charAt(0);// 输出收集到的信息System.out.println("\n===== 用户信息 =====");System.out.println("姓名: " + name);System.out.println("年龄: " + age);System.out.println("身高: " + height + "米");System.out.println("学生身份: " + (isStudent ? "是" : "否"));System.out.println("等级: " + grade);// 关闭资源，防止内存泄露scanner.close();}
}

技术要点说明

• 包导入： Java中除了 java.lang 包下的类，其他包中的类都需要显式导入
• 方法类型： Scanner提供多种类型的输入方法（nextInt(), nextDouble(), nextBoolean()等）
• 字符获取： 通过 next().charAt(0) 获取单个字符
• 资源管理： 及时调用 close() 方法释放资源，避免内存泄露，因为垃圾回收器无法有效回收Scanner占用的系统资源

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switch-case 选择结构

语法格式

switch (表达式) {case 常量1:// 执行语句1break;case 常量2:// 执行语句2break;case 常量3:// 执行语句3break;default:// 默认执行语句break;
}

核心特性与限制

1. 支持的数据类型：
   • 基本数据类型：byte, short, char, int
   • 引用数据类型：枚举(enum)、字符串(String，JDK 7+)
2. 常量匹配： case后只能跟常量值，不能使用变量或表达式
3. 相等判断： 只能进行相等性判断，无法进行范围比较

实际应用示例

public class WeekdayExample {public static void main(String[] args) {int dayOfWeek = 3;String dayName;switch (dayOfWeek) {case 1:dayName = "星期一";break;case 2:dayName = "星期二";break;case 3:dayName = "星期三";break;case 4:dayName = "星期四";break;case 5:dayName = "星期五";break;case 6:dayName = "星期六";break;case 7:dayName = "星期日";break;default:dayName = "无效的日期";break;}System.out.println("今天是：" + dayName);}
}

Case穿透现象

case穿透是switch-case结构的重要特性，当某个case分支没有break语句时，程序会继续执行后续的case分支。合理应用穿透现象，可以明显有效提高整体代码的简洁性与逻辑性：

public class CaseFallThroughExample {public static void main(String[] args) {int month = 2;switch (month) {case 12:case 1:case 2: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("无效的月份");}}
}

使用注意事项

1. break关键字： 用于跳出switch-case结构，防止case穿透
2. default分支：
   • 类似于if-else中的else分支
   • 可选使用，位置灵活
   • 建议放在最后以提高代码可读性
3. 应用场景： 适合处理有限的、固定的选择情况
4. 性能优势： 对于多分支选择，switch-case通常比多重if-else具有更好的性能

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小结

分支结构是Java程序流程控制的重要组成部分。if-else 适合处理基于条件表达式的复杂逻辑判断，而 switch-case 更适合处理基于固定值匹配的多分支选择。在实际开发中，合理选择和使用这两种结构，结合Scanner类进行用户交互，可以构建出逻辑清晰、功能完善的程序。

掌握分支结构的使用技巧和最佳实践，是每个Java开发者必备的基础技能。通过不断的练习和应用，开发者可以编写出更加高效和可维护的代码。

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2025.09 金融街