? ? ? ? 就像有感知的生物一樣，程序必須在執行過程中控制它的世界，并做出選擇。在Java中，你要使用執行控制語句來作出選擇。

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一、流程控制基礎概念

1.1 流程控制的重要性

????????流程控制結構決定了程序執行的順序和邏輯分支，是編程語言中最基礎也是最重要的組成部分。Java繼承了C/C++的大多數流程控制結構，但去除了一些容易出錯的部分（如goto語句），并增加了一些安全性檢查。

1.2 Java中的流程控制分類

????????Java中的流程控制主要分為三類：

1. 條件語句：if-else, switch-case

2. 循環語句：while, do-while, for, 增強for循環

3. 流程中斷語句：break, continue, return

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二、條件語句

2.1 if-else語句

????????if-else是最基礎的條件分支結構，語法如下：

if (布爾表達式) {// 表達式為true時執行
} else {// 表達式為false時執行
}

2.1.1 多條件分支

????????可以嵌套使用if-else實現多條件分支：

if (condition1) {// condition1為true時執行
} else if (condition2) {// condition2為true時執行
} else {// 其他情況執行
}

2.1.2 注意事項

• 布爾表達式必須返回boolean類型（與C/C++不同，不能使用數值）

• 即使只有一條語句，也建議使用花括號（提高可讀性和避免錯誤）

• else與最近的if匹配

2.2 switch語句

????????switch用于多值選擇，語法如下：????????

switch (表達式) {case 值1:// 代碼塊1break;case 值2:// 代碼塊2break;default:// 默認代碼塊
}

2.2.1 switch特性

• 表達式類型可以是：

  • 基本類型：byte, short, char, int

  • 包裝類：Byte, Short, Character, Integer

  • 枚舉類型

  • String（Java 7+）

• case值必須是編譯時常量

• 需要break語句防止"貫穿"(fall-through)現象

• default分支是可選的

2.2.2 Java 12+的switch表達式

????????Java 12引入了更簡潔的switch表達式語法：

int numLetters = switch (day) {case MON, FRI, SUN -> 6;case TUE -> 7;case THU, SAT -> 8;case WED -> 9;default -> throw new IllegalStateException();
};

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三、循環語句

3.1 while循環

????????while循環在條件為真時重復執行代碼塊：

while (布爾表達式) {// 循環體
}

3.1.1 注意事項

• 循環體可能一次都不執行（先檢查條件）

• 需要確保循環條件最終會變為false，否則會導致無限循環

• 循環體內通常應修改影響循環條件的變量

3.2 do-while循環

????????do-while循環先執行一次循環體，再檢查條件：

do {// 循環體
} while (布爾表達式);

3.2.1 與while的區別

• 循環體至少執行一次

• 分號不能省略

3.3 for循環

????????for循環提供了更緊湊的循環語法：

for (初始化; 布爾表達式; 步進) {// 循環體
}

3.3.1 for循環執行流程

1. 執行初始化表達式（僅一次）

2. 檢查布爾表達式：

   • 如果為true，執行循環體

   • 如果為false，退出循環

3. 執行步進表達式

4. 重復步驟2-3

3.3.2 特殊形式

• 可以省略初始化、布爾表達式或步進（但分號不能省略）

• 可以在初始化部分聲明多個變量（類型相同）

• 可以在初始化部分使用已有變量

for (int i = 0, j = 10; i < j; i++, j--) {System.out.println(i + " " + j);
}

3.4 增強for循環（for-each）

????????Java 5引入的增強for循環簡化了數組和集合的遍歷：

for (元素類型 變量名 : 數組或集合) {// 使用變量名訪問元素
}

3.4.1 特點

• 更簡潔的語法

• 避免使用顯式索引

• 不能修改原數組/集合元素（對于基本類型數組）

• 不能獲取當前索引

3.4.2 實現原理

????????增強for循環對數組和Iterable接口的實現類處理方式不同：

• 數組：編譯為基于索引的標準for循環

• Iterable：使用iterator()方法獲取迭代器

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四、流程中斷語句

4.1 break

????????break用于：

1. 退出switch語句的case塊

2. 提前終止循環

4.1.1 帶標簽的break

????????Java支持標簽(label)語法，可以跳出多層嵌套循環：

outer:
for (int i = 0; i < 10; i++) {for (int j = 0; j < 10; j++) {if (i * j > 50) {break outer;  // 跳出外層循環}}
}

4.2 continue

????????continue跳過當前循環的剩余部分，直接開始下一次循環：

for (int i = 0; i < 10; i++) {if (i % 2 == 0) {continue;  // 跳過偶數}System.out.println(i);
}

4.2.1 帶標簽的continue

????????類似break，continue也可以使用標簽：

outer:
for (int i = 0; i < 10; i++) {for (int j = 0; j < 10; j++) {if (j > i) {continue outer;  // 跳到外層循環的下一次迭代}System.out.println(i + " " + j);}
}

4.3 return

????????return用于從方法中返回：

1. 無返回值方法：直接返回

2. 有返回值方法：返回指定值

public int max(int a, int b) {if (a > b) {return a;}return b;
}

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五、特殊流程控制

5.1 嵌套循環

????????循環可以多層嵌套，但應注意：

• 嵌套層次不宜過深（通常不超過3層）

• 內層循環應盡可能簡單

• 考慮使用帶標簽的break/continue簡化控制

5.2 遞歸

????????方法可以調用自身，形成遞歸：

public int factorial(int n) {if (n <= 1) {return 1;}return n * factorial(n - 1);
}

5.2.1 遞歸注意事項

• 必須有終止條件

• 每次遞歸應使問題規模減小

• Java默認的調用棧深度有限（可通過-Xss參數調整）

• 遞歸可能比迭代效率低

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六、Java與C/C++流程控制的區別

1. 布爾表達式：Java必須使用boolean類型，不能使用數值

2. goto語句：Java沒有goto，但標簽+break/continue可以實現類似功能

3. for循環變量作用域：Java可以在for初始化部分聲明變量，作用域限于循環

4. 增強for循環：Java特有的簡化語法

5. switch語句：

   • Java 7+支持String

   • case值必須是編譯時常量

   • 必須有break防止貫穿（除非有意為之）

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七、最佳實踐與常見陷阱

7.1 最佳實踐

1. 代碼塊始終使用花括號：即使只有一條語句

2. switch語句始終包含default分支：處理未預期的值

3. 避免深層嵌套：使用方法提取或提前返回簡化邏輯

4. 循環條件應明顯可見：避免隱藏的無限循環

5. 優先使用增強for循環：當不需要索引時

7.2 常見陷阱

1. if語句缺少花括號：

   if (condition)statement1;statement2;  // 無論condition如何都會執行

2. switch貫穿問題：

   switch (x) {case 1: System.out.println("1");case 2: System.out.println("2");  // 當x=1時也會執行
   }

3. 浮點數比較：

   for (double d = 0.1; d != 1.0; d += 0.1) {// 可能因浮點精度問題導致無限循環
   }

4. 修改增強for循環的集合：

   for (String s : list) {list.remove(s);  // 拋出ConcurrentModificationException
   }

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八、現代Java中的流程控制改進

8.1 Java 14的switch表達式（正式版）

????????Java 14使switch表達式成為正式特性：

int numLetters = switch (day) {case MON, FRI, SUN -> 6;case TUE -> 7;case THU, SAT -> 8;case WED -> {System.out.println("Wednesday");yield 9;  // 使用yield返回值}default -> 0;
};

8.2 模式匹配（預覽特性）

????????Java 14+引入了模式匹配的預覽特性：

// instanceof模式匹配（Java 16正式）
if (obj instanceof String s) {System.out.println(s.length());  // 直接使用s
}// switch模式匹配（預覽）
switch (obj) {case Integer i -> System.out.println("Integer: " + i);case String s -> System.out.println("String: " + s);default -> System.out.println("Other");
}

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九、foreach設計哲學

9.1 設計目標

1. 簡化迭代語法：隱藏迭代器細節

2. 統一訪問方式：數組和集合使用相同語法

3. 減少錯誤：避免越界和修改異常

9.2?foreach修改集合問題

List<String> list = new ArrayList<>();
// 錯誤方式（拋出ConcurrentModificationException）
for (String s : list) {if (s.equals("remove")) list.remove(s);
}// 正確方式1：使用迭代器
Iterator<String> it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {if (it.next().equals("remove")) it.remove();
}// 正確方式2：Java 8+ removeIf
list.removeIf(s -> s.equals("remove"));

9.3?多維數組遍歷優化

// 低效方式（多次數組訪問）
for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {for (int j = 0; j < matrix[i].length; j++) {sum += matrix[i][j];}
}// 高效方式（緩存行數組）
for (int[] row : matrix) {for (int val : row) {sum += val;}
}

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結語：通過深入理解這些流程控制機制，我們可以編寫出更高效、更健壯的Java代碼，同時為適應Java語言的持續演進做好準備。