就像有感知的生物一样，程序必须在执行过程中控制它的世界，并做出选择。在Java中，你要使用执行控制语句来作出选择。

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一、流程控制基础概念

1.1 流程控制的重要性

        流程控制结构决定了程序执行的顺序和逻辑分支，是编程语言中最基础也是最重要的组成部分。Java继承了C/C++的大多数流程控制结构，但去除了一些容易出错的部分（如goto语句），并增加了一些安全性检查。

1.2 Java中的流程控制分类

        Java中的流程控制主要分为三类：

1. 条件语句：if-else, switch-case

2. 循环语句：while, do-while, for, 增强for循环

3. 流程中断语句：break, continue, return

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二、条件语句

2.1 if-else语句

        if-else是最基础的条件分支结构，语法如下：

if (布尔表达式) {// 表达式为true时执行
} else {// 表达式为false时执行
}

2.1.1 多条件分支

        可以嵌套使用if-else实现多条件分支：

if (condition1) {// condition1为true时执行
} else if (condition2) {// condition2为true时执行
} else {// 其他情况执行
}

2.1.2 注意事项

• 布尔表达式必须返回boolean类型（与C/C++不同，不能使用数值）

• 即使只有一条语句，也建议使用花括号（提高可读性和避免错误）

• else与最近的if匹配

2.2 switch语句

        switch用于多值选择，语法如下：        

switch (表达式) {case 值1:// 代码块1break;case 值2:// 代码块2break;default:// 默认代码块
}

2.2.1 switch特性

• 表达式类型可以是：

  • 基本类型：byte, short, char, int

  • 包装类：Byte, Short, Character, Integer

  • 枚举类型

  • String（Java 7+）

• case值必须是编译时常量

• 需要break语句防止"贯穿"(fall-through)现象

• default分支是可选的

2.2.2 Java 12+的switch表达式

        Java 12引入了更简洁的switch表达式语法：

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、循环语句

3.1 while循环

        while循环在条件为真时重复执行代码块：

while (布尔表达式) {// 循环体
}

3.1.1 注意事项

• 循环体可能一次都不执行（先检查条件）

• 需要确保循环条件最终会变为false，否则会导致无限循环

• 循环体内通常应修改影响循环条件的变量

3.2 do-while循环

        do-while循环先执行一次循环体，再检查条件：

do {// 循环体
} while (布尔表达式);

3.2.1 与while的区别

• 循环体至少执行一次

• 分号不能省略

3.3 for循环

        for循环提供了更紧凑的循环语法：

for (初始化; 布尔表达式; 步进) {// 循环体
}

3.3.1 for循环执行流程

1. 执行初始化表达式（仅一次）

2. 检查布尔表达式：

   • 如果为true，执行循环体

   • 如果为false，退出循环

3. 执行步进表达式

4. 重复步骤2-3

3.3.2 特殊形式

• 可以省略初始化、布尔表达式或步进（但分号不能省略）

• 可以在初始化部分声明多个变量（类型相同）

• 可以在初始化部分使用已有变量

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

3.4 增强for循环（for-each）

        Java 5引入的增强for循环简化了数组和集合的遍历：

for (元素类型 变量名 : 数组或集合) {// 使用变量名访问元素
}

3.4.1 特点

• 更简洁的语法

• 避免使用显式索引

• 不能修改原数组/集合元素（对于基本类型数组）

• 不能获取当前索引

3.4.2 实现原理

        增强for循环对数组和Iterable接口的实现类处理方式不同：

• 数组：编译为基于索引的标准for循环

• Iterable：使用iterator()方法获取迭代器

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四、流程中断语句

4.1 break

        break用于：

1. 退出switch语句的case块

2. 提前终止循环

4.1.1 带标签的break

        Java支持标签(label)语法，可以跳出多层嵌套循环：

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

4.2 continue

        continue跳过当前循环的剩余部分，直接开始下一次循环：

for (int i = 0; i < 10; i++) {if (i % 2 == 0) {continue;  // 跳过偶数}System.out.println(i);
}

4.2.1 带标签的continue

        类似break，continue也可以使用标签：

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

4.3 return

        return用于从方法中返回：

1. 无返回值方法：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 嵌套循环

        循环可以多层嵌套，但应注意：

• 嵌套层次不宜过深（通常不超过3层）

• 内层循环应尽可能简单

• 考虑使用带标签的break/continue简化控制

5.2 递归

        方法可以调用自身，形成递归：

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

5.2.1 递归注意事项

• 必须有终止条件

• 每次递归应使问题规模减小

• Java默认的调用栈深度有限（可通过-Xss参数调整）

• 递归可能比迭代效率低

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六、Java与C/C++流程控制的区别

1. 布尔表达式：Java必须使用boolean类型，不能使用数值

2. goto语句：Java没有goto，但标签+break/continue可以实现类似功能

3. for循环变量作用域：Java可以在for初始化部分声明变量，作用域限于循环

4. 增强for循环：Java特有的简化语法

5. switch语句：

   • Java 7+支持String

   • case值必须是编译时常量

   • 必须有break防止贯穿（除非有意为之）

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七、最佳实践与常见陷阱

7.1 最佳实践

1. 代码块始终使用花括号：即使只有一条语句

2. switch语句始终包含default分支：处理未预期的值

3. 避免深层嵌套：使用方法提取或提前返回简化逻辑

4. 循环条件应明显可见：避免隐藏的无限循环

5. 优先使用增强for循环：当不需要索引时

7.2 常见陷阱

1. if语句缺少花括号：

   if (condition)statement1;statement2;  // 无论condition如何都会执行

2. switch贯穿问题：

   switch (x) {case 1: System.out.println("1");case 2: System.out.println("2");  // 当x=1时也会执行
   }

3. 浮点数比较：

   for (double d = 0.1; d != 1.0; d += 0.1) {// 可能因浮点精度问题导致无限循环
   }

4. 修改增强for循环的集合：

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

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八、现代Java中的流程控制改进

8.1 Java 14的switch表达式（正式版）

        Java 14使switch表达式成为正式特性：

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（预览特性）

        Java 14+引入了模式匹配的预览特性：

// 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（预览）
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设计哲学

9.1 设计目标

1. 简化迭代语法：隐藏迭代器细节

2. 统一访问方式：数组和集合使用相同语法

3. 减少错误：避免越界和修改异常

9.2 foreach修改集合问题

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

9.3 多维数组遍历优化

// 低效方式（多次数组访问）
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（缓存行数组）
for (int[] row : matrix) {for (int val : row) {sum += val;}
}

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结语：通过深入理解这些流程控制机制，我们可以编写出更高效、更健壮的Java代码，同时为适应Java语言的持续演进做好准备。