Какая ошибка допущена в следующем фрагменте кода:for(i = 0; i < 10; i++) { int sum; sum = sum + i;}System.out.println("Sum is: " + sum);
Поясните отличие между префиксной и постфиксной формами оператора инкремента.
Покажите, каким образом укороченный логический оператор И может предотвратить деление на нуль.
К какому типу продвигаются типы byte и short при вычислении выражения?
Когда возникает потребность в явном приведении типов?
Напишите программу, которая находила бы простые числа в пределах от 2 до 100.
Оказывают ли лишние скобки влияние на эффективность выполнения программ?
Определяет ли кодовый блок область действия переменных?
Глава 3 Управляющие операторы
Основные навыки и понятия
Ввод символов с клавиатуры
Полная форма условного оператора if
Применение оператора switch
Полная форма цикла for
Применение цикла while
Применение цикла do-while
Применение оператора break для выхода из цикла
Использование оператора break в качестве оператора goto
Применение оператора continue
Вложенные циклы
В этой главе вы ознакомитесь с операторами, управляющими ходом выполнения программы. Существуют три категории управляющих операторов: операторы выбора,к числу которых относятся операторы if и switch, итерационные операторы, в том числе операторы цикла for, while, do-while, а также операторы перехода, включая break, continue и return. Все эти управляющие операторы, кроме оператора return, обсуждаемого далее в книге, подробно рассматриваются в этой главе, в начале которой будет показано, каким образом организуется простой ввод данных с клавиатуры.Ввод символов с клавиатуры
Прежде чем приступать к рассмотрению управляющих операторов в Java, уделим немного внимания средствам, которые позволяют писать интерактивные программы. В рассмотренных до сих пор примерах программ данные выводились на экран, но у пользователя не было возможности вводить данные. В этих программах, в частности, применялся консольный вывод, но не консольный ввод (с клавиатуры). И объясняется это тем, что возможности ввода данных с клавиатуры в Java опираются на языковые средства, рассматриваемые далее в этой книге. Кроме того, большинство реальных программ на Java и апплетов имеют графический и оконный, а не консольный интерфейс. Именно по этим причинам консольный ввод нечасто применяется в примерах программ, представленных в данной книге. Но имеется один вид консольного ввода, который реализуется очень просто. Это чтение символов с клавиатуры. А поскольку ввод символов применяется в ряде примеров, представленных в этой главе, мы и начнем ее с обсуждения данного вопроса.
Для чтения символа с клавиатуры достаточно вызвать метод System.in.read (), где System.in — объект ввода (с клавиатуры), дополняющий объект вывода System, out. Метод read () ожидает нажатия пользователем клавиш, после чего возвращает результат. Возвращаемый им символ представлен целочисленным значением, и поэтому, прежде чем присвоить его символьной переменной, следует выполнить явное его приведение к типу char. По умолчанию данные, вводимые с консоли, буферизуются построчно. Под термином буфер здесь подразумевается небольшая область памяти, выделяемая для хранения символов перед тем, как они будут прочитаны программой. В данном случае в буфере хранится целая текстовая строка, и поэтому для передачи программе любого введенного с клавиатуры символа следует нажать клавишу . Ниже приведен пример программы, читающей символы, вводимые с клавиатуры.// Чтение символа с клавиатуры,class KbIn { public static void main(String args[]) throws java.io.IOException { char ch; System.out.print("Press a key followed by ENTER: "); // Ввод символа с клавиатуры. ch = (char) System.in.read(); // получить значение типа char System.out.println("Your key is: " + ch); }}
Выполнение этой программы может дать, например, следующий результат:Press a key followed by ENTER: tYour key is: t
Обратите внимание на то, что метод main () начинается со следующих строк кода:public static void main(String args[])throws java.io.IOException {
В рассматриваемой здесь программе применяется метод System, in. read (), и поэтому в ее код следует ввести оператор throws j ava. io. IOException. Этот оператор требуется для обработки ошибок, которые могут возникнуть в процессе ввода данных. Он является частью механизма обработки исключений в Java, более подробно рассматриваемого в главе 9. А до тех пор не обращайте особого внимания на этот оператор, принимая во внимание лишь его назначение.
Построчная буферизация вводимых данных средствами System, in часто приводит к недоразумениям. При нажатии клавиши в поток ввода записывается последовательность, состоящая из символов возврата каретки и перевода строки. Эти символы ожидают чтения из буфера ввода. Поэтому в некоторых приложениях, возможно, потребуется удалить символы возврата каретки и перевода строки, прежде чем переходить к следующей операции ввода. Для этого достаточно прочитать их из буфера ввода. Соответствующий пример реализации подобного решения на практике будет представлен далее в главе.Условный оператор if
Этот условный оператор уже был представлен в главе 1, а здесь он будет рассмотрен более подробно. Ниже приведена полная форма условного оператора if.if(условие) оператор;else оператор;
где условие — это некоторое условное выражение, а оператор — адресат операторов if и else. Оператор else не является обязательным. Адресатами обоих операторов, if и else, могут также служить блоки операторов. Ниже приведена общая форма условного оператора if, в котором используются блоки операторов.if (условие){последовательность операторов}else{последовательность операторов}
Если условное выражение оказывается истинным, то выполняется адресат оператора if. В противном случае выполняется адресат оператора else, если таковой существует. Но одновременно не может выполняться и то и другое. Условное выражение, управляющее оператором if, должно давать результат типа bool.
Для того чтобы продемонстрировать применение оператора i f (и ряда других управляющих операторов) на практике, разработаем простую игру, основанную на угадывании. Возможно, она понравится вашим детям. В первой версии этой игры программа предложит пользователю угадать задуманную букву от А до Z. Если пользователь правильно угадает букву и нажмет на клавиатуре соответствующую клавишу, программа выведет сообщение Right (Правильно). Ниже приведен исходный код программы, реализующей эту игру.// Игра в угадывание букв,class Guess { public static void main(String args[]) throws java.io.IOException { char ch, answer = 'S'; System.out.println("Ifm thinking of a letter between A and Z."); System.out.print("Can you guess it: "); ch = (char) System.in.read(); // прочитать символ с клавиатуры if(ch == answer) System.out.println("** Right **"); }}
Эта программа выводит на экран сообщение с предложением угадать букву, а затем читает символ с клавиатуры. Используя условный оператор if, она сравнивает введенный символ с правильным ответом (в данном случае это буква S). Если введена буква S, то отображается сообщение об угадывании буквы. Опробуя эту программу, не забывайте, что угадываемую букву следует вводить в верхнем регистре.
В следующей версии программы оператор else используется для вывода сообщения о том, что буква не была угадана.// Игра в угадывание букв, вторая версияclass Guess2 { public static void main(String args[]) throws java.io.IOException { Глава 3. Управляющие операторы char ch, answer = 'S'; System.out.println("I'm thinking of a letter between A and Z."); System.out.print("Can you guess it: "); ch = (char) System.in.read(); // ввести символ с клавиатуры if(ch == answer) System.out.println("** Right **"); else System.out.println("...Sorry, you're wrong."); }}Вложенные условные операторы if
Вложенные операторы if представляют собой условные операторы if, являющиеся адресатами оператора else. Подобные условные операторы очень часто встречаются в программах. Но, пользуясь ими, следует помнить, что в Java оператор else всегда связан с ближайшим к нему оператором if, находящимся в том же кодовом блоке и не связанном с другим оператором else. Рассмотрим следующий пример:if(i == 10) { if(j < 20) а = b; if(к > 100) с = d; else а = с; // этот оператор else относится к оператору if(к > 100)}else а = d; // а этот оператор else относится к оператору if(i == 10)
Как следует из комментариев к приведенному выше фрагменту кода, последний оператор else не имеет отношения к оператору if (j < 20), поскольку он не находится с ним в одном кодовом блоке, несмотря на то, что это ближайший оператор if, не имеющий себе в пару оператор else. Следовательно, последний оператор else относится к оператору if(i == 10). А в кодовом блоке оператор else связан с оператором if (к > 100), поскольку это самый близкий из всех находящихся к нему операторов if в том же самом блоке.
Используя вложенные условные операторы if, можно усовершенствовать игру, рассматриваемую здесь в качестве примера. Теперь при неудачной попытке угадать букву пользователю предоставляется дополнительная информация, подсказывающая, насколько он далек от правильного ответа.// Игра в угадывание букв, третья версия,class Guess3 { public static void main(String args[]) throws java.io.IOException { char ch, answer = 'S'; System.out.println("I'm thinking of a letter between A and Z."); System.out.print("Can you guess it: "); ch = (char) System.in.read(); // ввести символ с клавиатуры if(ch == answer) System.out.println("** Right **"); else { 90 Java 7: руководство для начинающих, 5-е издание System.out.print("...Sorry, you're "); // вложенный оператор if if(ch < answer) System.out.println("too low"); else System.out.println("too high"); } }}
Выполнение этой программы может дать, например, следующий результат:I'm thinking of a letter between A and Z.Can you guess it: Z...Sorry, you're too highМногоступенчатая конструкция if-else-if
В программировании часто применяется многоступенчатая конструкция if-else-if, состоящая из вложенных уловных операторов if. Ниже приведена ее общая форма.if (условие) оператор;else if (условие) оператор;else if (условие) оператор;else оператор;
Условные выражения в такой конструкции вычисляются сверху вниз. Как только обнаружится истинное условие, выполняется связанный с ним оператор, а все остальные операторы в многоступенчатой конструкции опускаются. Если ни одно из условий не является истинным, то выполняется последний оператор else, который зачастую служит в качестве условия, устанавливаемого по умолчанию. Когда же последний оператор else отсутствует, а все остальные проверки по условию дают ложный результат, никаких действий вообще не выполняется.
Ниже приведен пример программы, демонстрирующий применение многоступенчатой конструкции if-else-if.// Демонстрация многоступенчатой конструкции if-else-if.class Ladder { public static void main(String args[]) { int x; for(x=0; x<6; x++) { if(x==l) System.out.println("x is one"); else if(x==2) System.out.println("x is two"); else if(x==3) System.out.println("x is three"); else if(x==4) System.out.println("x is four"); else // Условие, выполняемое по умолчанию. System.out.println("х is not between 1 and 4й); } }}
Выполнение этой программы дает следующий результат:х is not between 1 and 4x is onex is twox is threex is fourx is not between 1 and 4
Как видите, устанавливаемый по умолчанию условный оператор else выполняется лишь в том случае, если проверки по условию всех предыдущих операторов if дают ложный результат.Оператор switch
Вторым оператором выбора в Java является оператор switch, который обеспечивает многонаправленное ветвление программы. Следовательно, этот оператор позволяет сделать выбор среди нескольких альтернативных вариантов дальнейшего выполнения программы. Несмотря на то что многонаправленная проверка может быть организована с помощью последовательного ряда вложенных условных операторов if, во многих случаях более эффективным оказывается применение оператора switch. Этот оператор действует следующим образом. Значение выражения последовательно сравнивается с константами выбора из заданного списка. Как только будет обнаружено совпадение с одним из условий выбора, выполняется последовательность операторов, связанных с этим условием. Ниже приведена общая форма оператора switch.switch(выражение) {case константа1: последовательность операторов break;case константа2: последовательность операторов break;case константаЗ: последовательность операторов break;default: последовательность операторов}
В версиях Java, предшествующих JDK 7, выражение, управляющее оператором switch, должно быть типа byte, short, int, char или перечислением. (Подробнее о перечислениях речь пойдет в главе 12.)
Начиная с версии JDK 7, выражение может относиться к типу String. Это означает, что в современных версиях Java для управления оператором switch можно пользоваться символьной строкой. (Этот прием программирования демонстрируется в главе 5 при рассмотрении класса String.) Но зачастую в качестве выражения, управляющего оператором switch, вместо сложного выражения употребляется простая переменная.
Последовательность операторов из ветви default выполняется в том случае, если ни одна из констант выбора не совпадает с заданным выражением. Ветвь default не является обязательной. Если же она отсутствует и выражение не совпадает ни с одним из условий выбора, то никаких действий вообще не выполняется. Если же происходит совпадение с одним из условий выбора, то выполняются операторы, связанные с этим условием, вплоть до оператора break.
Ниже приведен пример программы, демонстрирующий применение оператора switch.// Демонстрация оператора switch,class SwitchDemo { public static void main(String args[]) { int i; for(i=0; i<10; i++) switch (i) { case 0: System.out.println ("i is zero"); break; case 1: System.out.println("i is one"); break; case 2: System.out.println("i is two"); break; case 3: System.out.println("i is three"); break; case 4 : System.out.println("i is four"); break; default: System.out.println("i is five or more"); } }}
Результат выполнения данной программы выглядит следующим образом:i is zeroi is onei is twoi is threei is fouri is five or morei is five or morei is five or morei is five or morei is five or more
Как видите, на каждом шаге цикла выполняются операторы, связанные с совпадающей константой выбора в одной из ветвей case, в обход всех остальных ветвей. Когда же значение переменной i становится равным или больше пяти, оно не совпадает ни с одной из констант выбора, и поэтому управление получает выражение, следующее за оператором default.
Формально оператор break может отсутствовать, но, как правило, в реальных приложениях он применяется. При выполнении оператора break оператор switch завершает работу и управление передается следующему за ним оператору. Если же в последовательности операторов, связанных с совпадающей константой выбора в одной из ветвей case, не содержится оператор break, то сначала выполняются все операторы в этой ветви, а затем операторы, совпадающие с константой выбора в следующей ветви case. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не встретится оператор break или же будет достигнут конец оператора switch.
В качестве упражнения проанализируйте исходный код приведенной ниже програм¬мы. Сможете ли вы предсказать, как будет выглядеть результат ее выполнения?// Демонстрация оператора switch без оператора break,class NoBreak { > public static void main(String args[]) { int i; for(i=0; i<=5; i++) { switch(i) { case 0: // Далее следует "провал" в ветвях case оператора switch. System.out.println("i is less than one"); case 1: System.out.println("i is less than two"); case 2: System, out .println ("i is less than three")-; case 3: System.out.println("i is less than four"); case 4: System.out.println("i is less than five"); } System.out.println(); } }}