JAVA基础篇：分支结构——让程序学会“做选择”

JAVA基础篇：分支结构——让程序学会“做选择”

在编程世界里，程序并非总是一成不变地顺序执行。就像我们日常生活中需要根据不同情况做选择——“如果天气下雨就带伞，否则就晒太阳”“根据考试分数评定优秀、合格或不合格”，Java程序也需要通过“分支结构”来实现这种“决策能力”。今天，我们就来系统学习Java中两大核心分支结构：if-else和switch，让你的程序学会“灵活做选择”。

一、为什么需要分支结构？

先思考一个简单场景：编写程序判断一个整数是正数、负数还是零。如果只有顺序执行语句，我们只能依次输出“是正数”“是负数”“是零”，显然无法根据输入数值的实际情况给出正确结果。这时候就需要分支结构——它能根据条件判断的结果，决定执行哪一段代码，跳过其他无关代码。

简单来说，分支结构的核心作用是：根据不同条件，执行不同的代码块，让程序具备“判断能力”。

二、核心分支结构之一：if-else 结构

if-else是Java中最基础、最灵活的分支结构，它根据“布尔表达式的结果（true/false）”来决定执行路径。根据判断条件的复杂程度，可分为三种形式：单if、if-else、if-else if-else。

1. 单if结构：满足条件才执行

当只需要“满足某个条件时执行一段代码，不满足则不执行”时，使用单if结构。

语法格式：

if (布尔表达式) {// 条件为true时执行的代码块（语句体）
}

说明：

• 布尔表达式：必须返回true或false，比如num > 0、age == 18。

• 大括号{}：如果语句体只有一条语句，大括号可以省略；但为了代码可读性和后续维护，强烈建议始终加上大括号。

实例：判断一个数是否为正数

public class IfDemo1 {public static void main(String[] args) {int num = 15;// 判断num是否为正数if (num > 0) {System.out.println(num + "是正数");}System.out.println("程序结束");}
}

运行结果：15是正数 程序结束（若num=-5，则只输出“程序结束”）。

2. if-else结构：二选一执行

当需要“满足条件执行A代码，不满足则执行B代码”时，使用if-else结构，实现“二选一”逻辑。

语法格式：

if (布尔表达式) {// 条件为true时执行的代码块A
} else {// 条件为false时执行的代码块B
}

实例：判断一个数是偶数还是奇数

public class IfDemo2 {public static void main(String[] args) {int num = 7;if (num % 2 == 0) { // 取余为0是偶数System.out.println(num + "是偶数");} else { // 否则是奇数System.out.println(num + "是奇数");}}
}

运行结果：7是奇数（若num=8，则输出“8是偶数”）。

3. if-else if-else结构：多条件多选一

当需要判断“多个互斥条件”，执行对应代码块时，使用if-else if-else结构，实现“多选一”逻辑。

语法格式：

if (布尔表达式1) {// 表达式1为true时执行的代码块1
} else if (布尔表达式2) {// 表达式1为false、表达式2为true时执行的代码块2
} else if (布尔表达式3) {// 前两个表达式为false、表达式3为true时执行的代码块3
} ... {// 更多条件
} else {// 所有表达式都为false时执行的代码块（可选）
}

说明：

• 多个条件是“互斥”的，只要有一个条件为true，执行对应代码块后就会跳出整个if-else if-else结构，不再判断后续条件。

• else部分是可选的，若所有条件都不满足且没有else，则不执行任何分支代码。

实例：根据分数评定等级（0-100分）

public class IfDemo3 {public static void main(String[] args) {int score = 85;if (score >= 90 && score <= 100) {System.out.println("等级：优秀");} else if (score >= 70 && score < 90) {System.out.println("等级：良好");} else if (score >= 60 && score < 70) {System.out.println("等级：合格");} else if (score >= 0 && score < 60) {System.out.println("等级：不合格");} else {System.out.println("分数输入错误！");}}
}

运行结果：等级：良好（若score=105，则输出“分数输入错误！”）。

常见误区：条件判断时注意“边界值”，比如分数评定中90分属于“优秀”，不能写成score > 90；同时要避免条件重叠，比如两个else if的条件都包含80分，会导致后续条件失效。

4. if-else嵌套：复杂条件的层层判断

当条件需要“层层递进判断”时，可以在if或else的代码块中再次嵌套if-else结构，实现复杂逻辑。

实例：判断一个数是否为正数且为偶数

public class IfNestedDemo {public static void main(String[] args) {int num = 12;if (num > 0) { // 第一层：判断是否为正数if (num % 2 == 0) { // 第二层：在正数基础上判断是否为偶数System.out.println(num + "是正数且为偶数");} else {System.out.println(num + "是正数但为奇数");}} else {System.out.println(num + "不是正数");}}
}

运行结果：12是正数且为偶数。

嵌套层数不宜过多（建议不超过3层），否则会降低代码可读性，可通过后续学习的“方法”拆分逻辑。

三、核心分支结构之二：switch 结构

switch结构也是一种“多选一”的分支结构，它通过“匹配表达式的值与case后的值”来执行对应代码块，相比if-else if-else，当判断条件是“固定值匹配”时（如月份、星期、枚举等），switch的代码更简洁直观。

1. 基本语法格式

switch (表达式) {case 值1:// 表达式的值等于值1时执行的代码块1break; // 跳出switch结构（关键！）case 值2:// 表达式的值等于值2时执行的代码块2break;...case 值n:// 表达式的值等于值n时执行的代码块nbreak;default:// 表达式的值与所有case值都不匹配时执行的代码块（可选）break;
}

2. 关键规则说明

• 表达式的类型：Java 7及以后支持byte、short、int、char、String类型，以及枚举类型（enum）；不支持long、float、double等类型。

• case值的要求：case后的值必须是“常量”（如1、“Monday”），不能是变量；且多个case的值不能重复。

• break语句的作用：执行完case对应的代码块后，通过break跳出switch结构，避免“穿透执行”（即继续执行后续case的代码）。如果没有break，会从匹配的case开始，依次执行所有后续代码，直到遇到break或switch结束。

• default的位置：default可放在任意位置，通常放在最后；无论位置在哪，只有所有case都不匹配时才会执行，且执行后建议加break。

3. 实例演示

实例1：根据星期数输出对应中文（基础用法）

public class SwitchDemo1 {public static void main(String[] args) {int week = 3;switch (week) {case 1:System.out.println("星期一");break;case 2:System.out.println("星期二");break;case 3:System.out.println("星期三");break;case 4:System.out.println("星期四");break;case 5:System.out.println("星期五");break;case 6:System.out.println("星期六");break;case 7:System.out.println("星期日");break;default:System.out.println("星期数输入错误（1-7）");break;}}
}

运行结果：星期三。

实例2：利用“穿透性”简化代码（同一逻辑的多个case）

如果多个case对应相同的执行逻辑，可以省略中间case的break，利用穿透性实现简化。例如：判断星期几是工作日还是休息日。

public class SwitchDemo2 {public static void main(String[] args) {int week = 6;switch (week) {case 1:case 2:case 3:case 4:case 5: // 1-5都是工作日，共用同一代码块System.out.println("工作日，加油搬砖！");break;case 6:case 7: // 6-7是休息日System.out.println("休息日，好好放松！");break;default:System.out.println("星期数输入错误");break;}}
}

运行结果：休息日，好好放松！。

小技巧：穿透性是switch的特性，合理使用可简化代码，但需谨慎——如果忘记加break导致意外穿透，会引发逻辑错误，所以非必要不建议滥用。

实例3：String类型的switch匹配（Java 7+支持）

public class SwitchStringDemo {public static void main(String[] args) {String season = "春天";switch (season) {case "春天":System.out.println("春暖花开，适合踏青");break;case "夏天":System.out.println("夏日炎炎，注意防暑");break;case "秋天":System.out.println("秋高气爽，硕果累累");break;case "冬天":System.out.println("寒风凛冽，注意保暖");break;default:System.out.println("季节输入错误");break;}}
}

运行结果：春暖花开，适合踏青。

四、if-else 与 switch 的选择场景

两种分支结构都能实现“多选一”，但适用场景不同，选择合适的结构能让代码更优雅：

判断场景	推荐使用	原因
范围判断（如分数、年龄区间）	if-else if-else	switch只能匹配固定值，无法直接判断范围
固定值匹配（如星期、月份、枚举、字符串）	switch	代码更简洁，逻辑更清晰，执行效率略高
简单二选一逻辑	if-else	语法更简洁，无需定义case和break
复杂嵌套逻辑	if-else嵌套	switch嵌套可读性差，容易出错

五、实战综合案例：模拟成绩查询系统

结合if-else和switch，实现一个简单的成绩查询系统：输入学生姓名和分数，先判断分数是否合法，再评定等级，最后输出结果。

import java.util.Scanner; // 导入扫描器，用于接收用户输入public class ScoreQuerySystem {public static void main(String[] args) {// 1. 创建扫描器对象，接收用户输入Scanner scanner = new Scanner(System.in);// 2. 接收姓名和分数System.out.print("请输入学生姓名：");String name = scanner.next();System.out.print("请输入学生分数（0-100）：");int score = scanner.nextInt();// 3. 关闭扫描器scanner.close();// 4. 用if-else判断分数合法性if (score < 0 || score > 100) {System.out.println("输入的分数不合法！请输入0-100之间的数值。");} else {// 5. 用switch评定等级（分数除以10取整，转化为固定值匹配）int level = score / 10;String grade = "";switch (level) {case 10:case 9: // 90-100分grade = "优秀";break;case 8: // 80-89分grade = "良好";break;case 7: // 70-79分grade = "中等";break;case 6: // 60-69分grade = "合格";break;default: // 0-59分grade = "不合格";break;}// 6. 输出结果System.out.println("学生" + name + "的成绩等级为：" + grade);}}
}

运行示例1（合法分数）：

请输入学生姓名：张三
请输入学生分数（0-100）：92
学生张三的成绩等级为：优秀

运行示例2（非法分数）：

请输入学生姓名：李四
请输入学生分数（0-100）：105
输入的分数不合法！请输入0-100之间的数值。

六、总结

分支结构是Java程序实现“决策能力”的核心，掌握if-else和switch的用法是编程入门的关键：

1. if-else系列（单if、if-else、if-else if-else、嵌套）：灵活应对范围判断和复杂逻辑，是通用型分支方案。

2. switch结构：适合固定值匹配场景，代码简洁，但需注意break的使用和表达式类型限制。

3. 实际开发中，需根据判断场景选择合适的结构，同时注重代码可读性——避免过度嵌套、合理使用注释、规范代码格式。

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