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Lesson 06 - 判断

终于，我们已经了解了基本所有的关于变量与操作符的知识了，你也终于可以对你的各种类型的变量们“肆意妄为”了。那么这节课，我们将开始接触编程逻辑的训练了。

以我们目前的所学，我们只知道计算机可以按照某种预定的顺序去执行代码。但是有的时候我们可不能让程序不顾目的地一条路走到底，这时咱们就请判断语句闪亮登场吧。

我想先请各位思考一下，大家每天是怎么选择穿什么衣服的：

  1. 如果某件衣服穿过但还没洗，我则不会考虑穿这件衣服；
  2. 如果我想穿的裤子颜色是黑色的，我则不会再选择黑色的衣服；
  3. 如果我想……

在这个过程中，我是通过一次次判断（检查某件衣服的情况）与执行相对应的操作（把排除的衣服放到另一边）进行筛选的。

而这就是写判断语句块的两大要素：条件和相应条件对应的该执行的语句

1 if

我们直接来看if判断语句块的代码：

if (condition) { // condition为条件
    statements; // statements为相应条件成立时需要执行的语句（组）
    ...
}
  • condition：本质上是一个布尔表达式，其实就是一个条件，诸如radius < 0、GPA >= 3.7 && GPA < 3.8等
  • statements：相对应括号条件成立时，所需要的执行的语句

执行效果最终表现为：当condition这个地方的条件成立（值为true）时，才执行后面的语句块（大括号括起来的地方）里的statements。

2 if-else

有的时候我们希望condition不成立的时候，也去做一些特定的事情。那么我们就可以用到if-else语句块了：

if (condition) {
    // do something
    ...
}
else {
    // do something else
    ...
}

在这里，我们先停下来看一个例子：

我们希望按照四年一闰，百年不闰，四百年闰的规则输出一个年份（year）是一个闰年还是平年（想要练习一下的同学可以先不看下面的答案哦）

注意我刚刚说的两大要素，首先我们想到的必然是去把四年一闰，百年不闰，四百年闰的规则用逻辑表达式表示出来。第一步，我们需要判断以下三点：

  • 条件1：变量year能被4整除？
  • 条件2：变量year能被100整除？
  • 条件3：变量year能被400整除？

接下来你要做的就是确定这个几个条件之间的逻辑关系，也就是它们应该用什么逻辑操作符进行连接：

  1. 当条件1成立且条件2不成立时，year才是闰年，显然，这里需要用到且操作符
  2. 但是注意，上面的条件忘记了考虑像2000年（千禧年！）这种闰年
  3. 不难发现，只要条件3成立，year就一定是闰年，因此条件3应该与上面的条件使用或操作符连接

那么，我们的判断就应该是这样的：year % 4 == 0 && year % 100 != 0 || year % 400 == 0，如果你不确定是&&先算还是||先算，推荐你打一个括号：(year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || year % 400 == 0

那么当它成立时，我则打印xxxx is a leap year；否则我应该打印xxxx is a common year。

最终，我们的核心代码如下：

if( (year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || year % 400 == 0 ) {
    System.out.println(year + " is a leap year!");
}
else {
    System.out.println(year + " is a common year!")
}

同学们常常被debug的问题困扰着，明明本地IDEA里自己输啥都对，但是放到OJ上一跑就WA（Wrong Answer），手动怎会如此.jpg

当遇到这种问题时，建议各位去仔细想一想每一种情况，去针对每一种情况为自己出一些样例。比如在这个题中，你就可以想出针对三个条件成立与不成立的样例，如：

  • 2021年（123都不成立）
  • 2024年（1成立，2不成立，3不成立）
  • 2100年（1成立，2成立，3不成立）
  • 2000年（1成立，2成立，3成立）

检查看看，它们是否都有正确的结果呢？

不知道大家是否了解2000年的千年虫危机（好像已经是大部分人出生之前的事情了）。大量计算机的智能系统，年份只使用额两位十进制数表示，因此当系统进行（或涉及到）跨世纪的日期处理运算时（如多个日期之间的计算或比较等），就会出现错误的结果，进而引发各种各样的系统功能紊乱甚至崩溃。除此之外，有一部分电脑系统缺乏对四百年闰的判断底层逻辑，导致日期直接由2月28日过渡到了3月1日。

3 else if

当某个条件进入else分支时，你想要再次进行判断，就可以使用方便的else if，而不是再在else块内写一个if块啦：

if (condition1) {
    ...
}
else if (condition2) {
    ...
}
else {
    ...
}

4 switch

switch语句可以根据变量的值来选择下一步执行哪一句代码。

下面的代码想要根据month的值，来输出相应月份对应的季节：

switch(month){
    case 3:
    case 4:
    case 5: System.out.println("Spring"); break;
    case 6:
    case 7:
    case 8: System.out.println("Summer"); break;
    case 9:
    case 10:
    case 11: System.out.println("Autumn"); break;
    case 12:
    case 1:
    case 2: System.out.println("Winter"); break;
    default: System.out.println("Invalid month!"); // run default branch if there's no same value of month
}

当程序执行到这里时，switch会根据其后小括号中变量month的值，选择应该从哪里执行，而break;语句，会结束switch块，直接去执行这之后的代码。我写到这里的时候正好是十一假期，那我们就假设month的值为10。那么程序在经过第一行的判断后，就会找case 10的那一行，也就是第9行。但是第九行没有语句，也没有break;，所以程序会继续向下执行第十行的语句，打印出Autumn字样，然后出现了break;，于是直接结束了switch块。更细节地，month为3、4、5时会输出Spring；month为6、7、8时会输出Summer；month为9、10、11时会输出Autumn；month为12、1、2时会输出Winter；若都不是，则输出Invalid month!。

注意事项：

  1. 括号内的变量值只可以是char、byte、short、int或者String型值
  2. case后的值必须与括号中的变量的类型相同
  3. default语句块和break语句都是可加可不加的，重点在于你的逻辑

5 condition expression

条件表达式（condition expression）像是一种简化版的if-else语句块，我们先来看看它的形式：

// condition ? expression1 : expression2
max = (num1 > num2) ? num1 : num2;

其中的(num1 > num2) ? num1 : num2就是一个条件表达式，若condition为真，则结果为expression1；否则为expression2。在这个具体的例子中，当num1大于num2时，表达式结果为num1，赋值给变量max的值就是num1的值；否则就是num2。

上面的代码其实等效于如下的代码：

if (num1 > num2) {
    max = num1;
}
else {
    max = num2;
}

6 省略大括号

当某个语句块中只有一条语句时，我们可以省略其周围的大括号，比如上一节最后的代码就可以写成这样：

if (num1 > num2)
    max = num1;
else
    max = num2;

但是为了避免一些不必要的歧义（例子请看下节），建议大家在初学阶段都打上该打的括号。

最后要说的

逻辑能力不仅仅是与生俱来的，也可以是后天的努力习得的。

多多练习如何将一些抽象的判断用逻辑语言表现出来

（思考：如何判断一个字符串是不是一个合法的学号呢？）