「MoreThanJava」Day 3：構建程式邏輯的方法
阿新 • • 發佈：2020-07-05
- **「MoreThanJava」** 宣揚的是 **「學習，不止 CODE」**，本系列 Java 基礎教程是自己在結合各方面的知識之後，對 Java 基礎的一個總回顧，旨在 **「幫助新朋友快速高質量的學習」**。
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# Part 1. 分支結構
- 圖片來源：http://www.jituwang.com/vector/201512/569157.html
迄今為止，我們寫的 Java 程式碼都是一條一條語句順序執行的，這種程式碼結構通常稱之為 **順序結構**。
然而僅有順序結構並不能解決所有的問題，比如我們設計一個遊戲，遊戲第一關的通關條件是獲得 `1000` 分，如果分數到達則進入下一關，如果未到達則 ``“Game Over”``：
這裡就產生了兩個分支，而且這兩個分支只有一個會被執行。類似的場景還有很多，我們將這種結構稱之為 **「分支結構」** 或 **「選擇結構」**。
「是否進入下一關」這樣的決策似乎很小，但是在程式設計中，複雜的決策是由許多這種小的決策組成的。下面是實現是否進入下一關的程式演示：
```java
import java.util.Scanner;
public class Tester {
public static void main(String[] args) {
Scanner scan = new Scanner(System.in);
String answer;
System.out.print("玩家是否達到 1000 分?(Y or N): ");
answer = scan.nextLine();
if ("Y".equals(answer)) {
System.out.println("進入下一關"); // true branch
} else {
System.out.println("Game Over"); // false branch
}
}
}
```
程式首先提醒使用者用單一的字元 `Y` 或 `N` 來回答：
```java
System.out.print("玩家是否達到 1000 分?(Y or N): ");
```
然後使用 `Scanner` 類來獲取使用者的輸入：
```java
answer = scan.nextLine();
```
然後使用 `if` 關鍵字來判斷使用者輸入的字元是否等於 `Y`：
```java
if ("Y".equals(answer))
```
如果相等則進入 `true branch`，否則進入 `false branch`。
> **縮排：**
>
> 這裡 `if` 下方的縮排是為了讓使用者更容易看到程式的邏輯，編譯器將忽略掉這些縮排。
>
> 合理的縮排和程式佈局很重要，沒有適當的距離和縮排，看程式的邏輯有時會稍顯困難。您也期望儘可能清晰地表明程式在做什麼不是嗎？
## if 條件語句
在 Java 中，要構造分支結構可以使用 `if`、`else` 關鍵字。
`if` 語句的基本語法是：
```java
if (條件) {
// 條件滿足時執行的語句
}
```
當條件滿足時，則會執行 `if` 語句中的程式碼塊兒，否則執行 `if` 語句塊後面的程式碼。
例如：
```java
public class Tester {
public static void main(String[] args) {
int n = 70;
if (n >= 60) {
System.out.println("及格了");
}
System.out.println("END");
}
}
```
儘管當 `if` 語句塊只有一行語句時，可以省略花括號 `{}`：
```java
if (n >= 60)
System.out.println("及格了");
```
當這並不是一個好主意。
假設某個時候，突然想給 `if` 語句塊增加一條語句時：
```java
public class Tester {
public static void main(String[] args) {
int n = 50;
if (n >= 60)
System.out.println("及格了");
System.out.println("恭喜你"); // 注意這條語句不是if語句塊的一部分
System.out.println("END");
}
}
```
由於使用縮排格式，很容易把兩行語句都看成 `if` 語句的執行塊，但實際上只有第一行語句是 `if` 的執行塊。
在使用 `git` 這些版本控制系統自動合併時更容易出問題，所以不推薦忽略花括號的寫法。*(事實上，你使用 IDEA 的自動排版程式碼的功能會幫你自動還原成有花括號的寫法，快捷鍵「ctrl + alt + l」)*
## else 語句
`if` 語句還可以編寫一個 `else { ... }`，當條件判斷為 `false` 時，將執行 `else` 的語句塊：
```java
public class Tester {
public static void main(String[] args) {
int n = 70;
if (n >= 60) {
System.out.println("及格了");
} else {
System.out.println("掛科了");
}
System.out.println("END");
}
}
```
修改上面程式碼的 `n` 值，觀察 `if` 條件為 `true/ false` 時，程式執行的語句塊。
注意，`else` 不是必須的。
還可以用多個 `if ... else if ...` 串聯。例如：
```java
public class Tester {
public static void main(String[] args) {
int n = 70;
if (n >= 90) {
System.out.println("優秀");
} else if (n >= 60) {
System.out.println("及格了");
} else {
System.out.println("掛科了");
}
System.out.println("END");
}
}
```
串聯的效果其實相當於：
```java
if (n >= 90) {
// n >= 90為true:
System.out.println("優秀");
} else {
// n >= 90為false:
if (n >= 60) {
// n >= 60為true:
System.out.println("及格了");
} else {
// n >= 60為false:
System.out.println("掛科了");
}
}
```
### 注意順序和臨界條件
在串聯使用多個 `if` 時，要特別注意判斷順序。觀察下面的程式碼：
```java
public class Tester {
public static void main(String[] args) {
int n = 100;
if (n >= 60) {
System.out.println("及格了");
} else if (n >= 90) {
System.out.println("優秀");
} else {
System.out.println("掛科了");
}
}
}
```
執行發現，`n = 100` 時，滿足條件 `n >= 90`，但輸出的不是 `"優秀"`，而是 `"及格了"`，原因是 `if` 語句從上到下執行時，先判斷 `n >= 60` 成功後，後續 `else` 不再執行，因此，`if (n >= 90)` 沒有機會執行了。
正確的方式是按照判斷範圍從大到小依次判斷：
```java
// 從大到小依次判斷：
if (n >= 90) {
// ...
} else if (n >= 60) {
// ...
} else {
// ...
}
```
或者改寫成從小到大依次判斷：
```java
// 從小到大依次判斷：
if (n < 60) {
// ...
} else if (n < 90) {
// ...
} else {
// ...
}
```
使用 `if` 時，還要特別注意邊界條件。例如：
```java
public class Tester {
public static void main(String[] args) {
int n = 90;
if (n >