第03章表达式和流程控制.doc

1、第三章 表达式和流程控制 本模块讨论变量、运算符和算术表达式并列出不同的管理运行程序路径的控制结构。 第一节 相关问题 讨论下列问题与本模块阐述的论题相关。- 什么类型的变量对程序员有用(例如，其它语言的程序员想了解Java编程语言是如何定义和处理全局变量和局部变量的) ？- 复合类可以有同名的变量吗？如果可以，它们的作用域有多大？- 列出用于其它语言的控制结构；一般语言都采用什么方法进行流程控制和中断流程(如在循环或开关语句中) ？第二节 目 标 完成本模块的学习后，你应该能够：- 区分实例变量和局部变量；- 描述实例变量是如何被初始化的；- 确认并更正编译器错误；- 辨认、描述并使用Jav

2、a软件运算符；- 区分合法和非法原始类型赋值；- 确认boolean表达式和它们在控制构造中的要求；- 辨认赋值兼容性和在基本类型中的必要计算；- 使用if, switch,for,while和do句型结构和break和continue的标号形式作为程序中的流程控制结构。第三节 表达式3.3.1 变量和作用域变量和作用域- 局部(local)变量是在一个方法内定义的变量, 也被称作自动（automatic）、临时（temporary）或栈（stack）变量- 当一个方法被执行时, 局部变量被创建；当一个方法被终止时, 局部变量被清除- 局部变量必须使用之前初始化, 否则编译时将出错 你已经看到

3、了两种变量的描述方法：原始类型变量和引用类型变量。你也看到了变量被声明的位置：在方法内(方法是面向对象的术语，它可引用函数或子程序，例如：main()或在方法外但在类定义之内。变量也可被定义为方法参数或构造函数参数。 在方法内定义的参数被称为局部(local)变量，有时也被用为自动（automatic）、临时（temporary）或栈（stack）变量。 在方法外定义的变量是在使用new Xxxx ()调用构造一个对象时被创建。在构造一个对象时，可创建两种变量。一是类变量，它是用static关键字来声明的；只要需要对象，类变量就将存在。二是实例变量，它不需用static关键字来声明；只要对象被

4、当作引用，实例变量就将存在。实例变量有时也被用作成员变量，因为它们是类的成员。 方法参数变量定义在一个方法调用中传送的自变量，每次当方法被调用时，一个新的变量就被创建并且一直存在到程序的运行跳离了该方法。当执行进入一个方法时，局部变量被创建，当执行离开该方法时，局部变量被取消。因而，局部变量有时也被引用为“临时或自动”变量。在成员函数内定义的变量对该成员变量是“局部的”，因而，你可以在几个成员函数中使用相同的变量名而代表不同的变量。 该方法的应用如下所示：class OurClass int i; / instance variable of class OurClass int firstM

5、ethod() int j=0; / local variable / both i and j are accessible from / this point . return 1; / end of firstMethod() int secondMethod(float f) /method parameter int j=0; /local variable. Different from the / j defined in firstMethod(). / Scope is limited to the body of / secondMethod(). / Both i(ins

6、tance variable of the / class OurClass) and j (local / variable of this method) are / accessible from this point. . return 2; / end of secondMethod() / end of class OurClass3.3.2 变量初始化在Java程序中，任何变量都必须经初始化后才能被使用。当一个对象被创建时，实例变量在分配存储器的同时被下列值初始化：byte 0 short 0 int 0 long 0L float 0.0f double 0.0d char u

7、0000 (NULL) boolean false All reference types Null 注意 一个具有空值的引用不引用任何对象。试图使用它引用的对象将会引起一个异常。异常是出现在运行时的错误，这将在模块7“异常”中讨论。在方法外定义的变量被自动初始化。局部变量必须在使用之前做“手工”初始化。如果编译器能够确认一个变量在初始化之前可被使用的情形，编译器将报错。public void doComputation() int x = (int)(Math.random() * 100);int y;int z;if (x 50) y = 9;z = y + x; / Possible

8、use before initialization3.3.3 运算符Java软件运算符在风格和功能上都与C和C+极为相似。表3-1按优先顺序列出了各种运算符（“L to R”表示左到右结合，“R to L”表示右到左结合） Separator () ; , R to L + - + - ! (data type) L to R * / % L to R + - L to R L to R = instanceof L to R = != L to R & L to R L to R | L to R & L to R | R to L ?: R to L = *= /= %= += -= =

9、= &= = |= 注意instanceof是Java编程语言特有的运算符，将在模块5“对象和类”中讨论3.3.4 逻辑表达式逻辑表达式支持的位运算符如下：！NOT &ANDXOR OR布尔运算符如下： Complement(取反) &AND XOR OR多数Java运算符是从其它语言借取得并且和人们一般期待的功能一样。关系和逻辑运算符返回布尔结果，int到boolean不能自动转换。 int i = 1; if ( i ) /generates a compile error if (i !=0) / Correct支持的位运算符是！、&、， 支持的布尔逻辑运算符是NOT、AND、XOR和O

10、R。每个运算都返回布尔结果。运算符&和是运算符&和的布尔等价物。布尔逻辑运算符将在下一页中讨论。3.3.5 位运算Java编程语言支持整数数据类型的位运算，它们的运算符、&、和分别表示位运算的NOT（为求反）、位AND、位XOR和位OR。移位运算符将稍后在本课程中讨论。3.3.6 布尔逻辑运算符布尔逻辑运算符l 运算符是&(AND)和（OR）l 运算符使用举例： 见3-11页程序运算符& (定义为AND)和（定义为OR）执行布尔逻辑表达式。请看下面的例子：MyDate d = null;if (d! = null) & (d,day() 31) / do something with d形成i

11、f ()语句自变量的布尔表达式是合法且安全的。这是因为当第一个子表达式是假时，第二个子表达式被跳过，而且当第一个子表达式是假时，整个表达式将总是假，所以不必考虑第二个子表达式的值。类似的，如果使用运算符，而且第一个表达式返回真， 则第二个表达式不必求值，因为整个表达式已经被认为是真。3.3.7 用加号（+）进行串链接用加号（+）进行串链接运算符 + 能够：l 进行String链接l 生成一个新的String例如： String salutation = Dr. ; String name = Jack + Arthur; String title = salutation + name; 最后

12、一行的结果是： Dr. Jack Arthur一个自变量必须是String对象非串被自动转换为String对象运算符 + 能够进行String对象的链接并生成一个新的String： String salutation = Dr. ; String name = Jack + Arthur; String title = salutation + name; 最后一行的结果是： Dr. Jack Arthur如果+运算符中有一个自变量为String对象，则其它自变量将被转换成String。所有对象都可被自动转换成String，尽管这样做的结果可能是意义含糊的。不是串的对象是通过使用toStrin

13、g() 成员函数而转换成串的等价物的。3.3.8 右移位运算符和右移位运算符和算术或符号右移位如下所示：见3-13页l 在移位的过程中， 符号位被拷贝逻辑或非符号右移位运算符()l 作用于位图l 在移位的过程中， 符号位不被拷贝Java编程语言提供了两种右移位运算符运算符进行算术或符号右移位。移位的结果是第一个操作数被2的幂来除，而指数的值是由第二个数给出的。例如：128 1 gives 128/2 1 = 64256 4 gives 256/2 4 = 16-256 4 gives -256/2 4 = -16逻辑或非符号右移位运算符主要作用于位图，而不是一个值的算术意义；它总是将零置于最重

14、要的位上。例如：1010 . 2 gives 111010 .1010 . 2 gives 001010 .在移位的过程中， 运算符使符号位被拷贝。注意移位运算符将它们右侧的操作数模32简化为int类型左侧操作数, 模64简化为long类型右侧操作数。因而, 任何int x, x 32都会导致不变的x值, 而不是你可能预计的零。注意-值得称赞的重要一点是: 运算符仅被允许用在整数类型, 并且仅对int和long值有效。如果用在short或byte值上, 则在应用之前, 该值将通过带符号的向上类型转换被升级为一个int。有鉴于此，无符号移位通常已成为符号移位。3.3.9 左移位运算符()左移位运

15、算符() 128 1 等于 128*21 = 256 16 2 等于 16*22 =64 运算符执行一个左移位。移位的结果是：第一个操作数乘以2的幂，指数的值是由第二个数给出的。例如： 128 1 gives 128*21 = 25616 2 gives 16*22 =643.3.10 类型转换类型转换l 如果赋值的信息丢失，程序员必须采用类型转换的方法确认赋值l 在short和char之间的赋值需要一个显式转型见3-16程序在赋值的信息可能丢失的地方，编译器需要程序员用类型转换（typecast）的方法确认赋值。例如，它可以“挤压”一个long值到一个int变量中。显式转型做法如下：long

16、 bigValue =99L;int squashed =（int） （bigValue）; 在上述程序中，期待的目标类型被放置在圆括号中，并被当作表达式的前缀，该表达式必须被更改。一般来讲，建议用圆括号将需要转型的全部表达式封闭。否则，转型操作的优先级可能引起问题。 注意重温short的范围是：-215至215-1；char的范围是：0至215-1。因而在short和char之间的赋值总需要一个显式转型3.3.11 升级和表达式的类型转换升级和表达式的类型转换- 变量被自动升级为一个较长的形式（如：int至long的升级）- 如果变量类型至少和表达式类型一样大（位数相同），则表达式是赋值兼容

17、的。当没有信息丢失时，变量可被自动升级为一个较长的形式（如：int至long的升级） long bigval = 6; / 6 is an int type, OK int smallval = 99L; / 99L is a long, illegal double z = 12.414F; / 12.414F is float, OK float z1 = 12.414; / 12.414 is double, illegal一般来讲，如果变量类型至少和表达式类型一样大（位数相同），则你可认为表达式是赋值兼容的。对 + 运算符来说，当两个操作数是原始数据类型时，其结果至少有一个int，并且

18、有一个通过提升操作数到结果类型、或通过提升结果至一个较宽类型操作数而计算的值，这可能会导致溢出或精度丢失。例如：short a，b，ca=1；b=2；c= a+b；上述程序会因为在操作short之前提升每个short至int而出错。然而，如果c被声明为一个int，或按如下操作进行类型转换： c = (short)(a+b);则上述代码将会成功通过。第四节 分支语句分支语句if, else语句 if (布尔表达式) 语句或块； if (条件为真) 语句或块； else 语句或块； 条件语句使部分程序可根据某些表达式的值被有选择地执行。Java编程语言支持双路if和多路switch分支语句。3.4

19、.1 if, else语句if, else语句的基本句法是： if (布尔表达式) 语句或块； else 语句或块； 例：int count; 1.count = getCount(); / a method defined in the program 2.if (count 0) 3.System.out.println(Error: count value is negative.); 4.else 5.System.out.println(There will be + count + 6. people for lunch today.); 7.在Java编程语言中，if ()用的是

20、一个布尔表达式，而不是数字值，这一点与C/C+不同。前面已经讲过，布尔类型和数字类型不能相互转换。因而，如果出现下列情况：if (x) / x is int你应该使用下列语句替代：if (x ! = 0)全部else部分是选择性的，并且当测试条件为假时如不需做任何事，else部分可被省略。3.4.2 switch语句分支语句 switch语句 switch语句的句法是： switch (expr1) case expr2: statements; break; case expr3: statements; break; default: statements; break; switch语句

21、的句法是： switch (expr1) case expr2: statements; break; case expr3: statements; break; default: statements; break; 注意在switch (expr1) 语句中，expr1必须与int类型是赋值兼容的；byte, short或char类型可被升级；不允许使用浮点或long表达式。当变量或表达式的值不能与任何case值相匹配时，可选缺省符（default）指出了应该执行的程序代码。如果没有break语句作为某一个case代码段的结束句，则程序的执行将继续到下一个case，而不检查case表达式

22、的值。例1： 1.switch (colorNum) 2.case 0: 3.setBackground(Color.red); 4.break; 5.case 1: 6.setBackground(Color.green); 7.break; 8.default: 9.setBackground(Color.black); 10.break; 11.例2：1.switch (colorNum) 2.case 0: 3.setBackground(Color.red); 4.case 1: 5.setBackground(Color.green); 6.default: 7.setBackgr

23、ound(Color.black); 8.break; 9.例2设定背景颜色为黑色，而不考虑case变量colorNum的值。如果colorNum的值为0，背景颜色将首先被设定为红色，然后为绿色，再为黑色。第五节 循环语句循环语句 for语句 for (init_expr; boolean testexpr; alter_expr) statement or block 循环语句使语句或块的执行得以重复进行。Java编程语言支持三种循环构造类型：for, while和do loops。for和while循环是在执行循环体之前测试循环条件，而do loops是在执行完循环体之后测试循环条件。这就

24、意味着for和while循环可能连一次循环体都未执行， 而do loops将至少执行一次循环体。3.5.1 for循环for循环的句法是： for (init_expr; boolean testexpr; alter_expr) statement or block 例如： for (int i = 0; i 10; i+) System.out.println(Are you finished yet?);System.out.println(Finally!);注意Java编程语言允许在for () 循环结构中使用逗号作为分隔符。 例如，for (i= 0, j = 0; j10; i+

25、, j+)是合法的；它将i值初始化为零，并在每执行完一次循环体后，增加一次它们的值。 3.5.2 while循环循环语句 while循环 while (布尔表达式) 语句或块 while循环的句法是： while (布尔表达式) 语句或块 例如：int i = 0;while (i 10) System.out.println(Are you finished yet?); i+; System.out.println(Finally!); 请确认循环控制变量在循环体被开始执行之前已被正确初始化，并确认循环控制变量是真时，循环体才开始执行。控制变量必须被正确更新以防止死循环。 3.5.3 do

26、循环循环语句 do/while语句 do 语句或块； while (布尔测试)do循环的句法是： do 语句或块； while (布尔测试)例如：int i = 0;do System.out.println(Are you finished yet?); i+; while (i 10); System.out.println(Finally!);象while循环一样，请确认循环控制变量在循环体中被正确初始化和测试并被适时更新。作为一种编程惯例，for循环一般用在那种循环次数事先可确定的情况，而while和do用在那种循环次数事先不可确定的情况。第六节 特殊循环流程控制特殊循环流程控制l break 标注；l continue标注；l label: 语句；/ where statement must be any / legal statement.下列语句可被用在更深层次的控制循环语句中：l break 标注；l continue标注；l label: 语句；/ where statement must be any / legal statement.break语句被用来从switch语句、loop语句和预先给定了label的块中退出。continu