《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)》教案第4講教學(xué)對(duì)象計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)專業(yè)授課內(nèi)容結(jié)構(gòu)化編程3.1編程方法3.2選擇結(jié)構(gòu)3.3案例學(xué)習(xí)：兩位數(shù)加減運(yùn)算3.4switch語句與switch表達(dá)式課程標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)目標(biāo)了解編程方法掌握各種選擇結(jié)構(gòu)重點(diǎn)掌握if-else結(jié)構(gòu)和switch結(jié)構(gòu)（二）能力目標(biāo)1.能夠掌握java語言語法、流程控制等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)2.能夠掌握軟件開發(fā)工具如開發(fā)平臺(tái)、測試平臺(tái)、配置管理軟件和項(xiàng)目管理軟件的使用方法。教學(xué)方法課前預(yù)習(xí)、課堂講授、課堂和課后練習(xí)。學(xué)時(shí)及分配（第1學(xué)時(shí)50分鐘）課堂講授20分鐘課堂練習(xí)30分鐘3.1編程方法3.2選擇結(jié)構(gòu)學(xué)時(shí)及分配（第2學(xué)時(shí)50分鐘）課堂講授20分鐘課堂練習(xí)30分鐘3.3案例學(xué)習(xí)：兩位數(shù)加減運(yùn)算3.4switch語句與switch表達(dá)式【課堂互動(dòng)與討論】知識(shí)點(diǎn)分析重點(diǎn)：掌握各種選擇結(jié)構(gòu)的使用，包括if-else結(jié)構(gòu)和switch結(jié)構(gòu)難點(diǎn)：新的switch結(jié)構(gòu)和switch表達(dá)式的使用教學(xué)過程設(shè)計(jì)內(nèi)容方式問題導(dǎo)入有多種編程方法，比如結(jié)構(gòu)化編程方法、面向?qū)ο缶幊谭椒?、函?shù)式編程、反應(yīng)式編程。內(nèi)容要點(diǎn)3.1編程方法結(jié)構(gòu)化編程（structuredprogramming）方法在1965年提出的，是軟件發(fā)展的一個(gè)重要的里程碑。在結(jié)構(gòu)化編程中，只允許三種基本的程序結(jié)構(gòu)，它們是順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)（包括多分支結(jié)構(gòu)）和循環(huán)結(jié)構(gòu)，這三種基本結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn)是只允許有一個(gè)入口和一個(gè)出口，僅由這三種基本結(jié)構(gòu)組成的程序稱為結(jié)構(gòu)化程序。順序結(jié)構(gòu)。順序結(jié)構(gòu)表示程序中的各操作是按照它們出現(xiàn)的先后順序執(zhí)行的。選擇結(jié)構(gòu)。程序的處理步驟出現(xiàn)了分支，它需要根據(jù)某一特定的條件選擇其中的一個(gè)分支執(zhí)行。循環(huán)結(jié)構(gòu)。程序反復(fù)執(zhí)行某個(gè)或某些操作，直到某條件為假（或?yàn)檎妫r(shí)才可終止循環(huán)。順序結(jié)構(gòu)比較簡單，程序按語句的順序依次執(zhí)行。前面章節(jié)編寫的程序都是順序結(jié)構(gòu)的，本章重點(diǎn)討論選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。3.2選擇結(jié)構(gòu)3.2.1if語句if語句的格式如下：if(條件){語句（組）;}【程序3-1】if語句的使用。編寫程序，要求用戶從鍵盤輸入兩個(gè)整數(shù)，分別存入變量a與b，如果a大于b，則交換a和b的值，也就是保證a小于或等于b，最后輸出a和b的值。ExchangeDemo.javaif(a>b){intt=b;交換a與b的值b=a;交換a與b的值a=t;}【提示】省略花括號(hào)可以使代碼更整潔，但也是容易產(chǎn)生錯(cuò)誤。將來需要為代碼塊增加語句時(shí)，容易忘記加上括號(hào)。這是初學(xué)者常犯的錯(cuò)誤。3.2.2if~else語句if-else結(jié)構(gòu)的一般格式如下：if(條件){語句（組）1;}else{語句（組）2;}【程序3-2】if-else語句的使用。該案例要求用戶從鍵盤輸入一個(gè)年份，輸出該年是否是閏年。符合下面兩個(gè)條件之一的年份即為閏年：（1）能被400整除；（2）能被4整除，但不能被100整除。LeapYear.javaif(year%400==0||(year%4==0&&year%100!=0)){System.out.println(year+"年是閏年。");}else{System.out.println(year+"年不是閏年。");}3.2.3條件運(yùn)算符條件運(yùn)算符（conditionaloperator）的格式如下：條件?表達(dá)式1:表達(dá)式23.2.4嵌套的if語句和多分支的if-else語句嵌套的深度沒有限制例如，下面就是一個(gè)嵌套的if結(jié)構(gòu)，其功能是求a、b和c中最大值并將其保存到max中。if(a>b){if(a>c)一個(gè)嵌套的if~else結(jié)構(gòu) max=a;一個(gè)嵌套的if~else結(jié)構(gòu)elsemax=c;}else{if(b>c)一個(gè)嵌套的if~else結(jié)構(gòu) max=b;一個(gè)嵌套的if~else結(jié)構(gòu)elsemax=c;}注意，把每個(gè)else同與它匹配的if對(duì)齊排列，這樣做很容易辨別嵌套層次。如果程序邏輯需要多個(gè)選擇，可以在if語句中使用一系列的elseif語句，這種結(jié)構(gòu)稱為多分支的if~else結(jié)構(gòu)或者稱為階梯式if~else結(jié)構(gòu)。3.2.5多分支if-else語句【程序3-3】多分支if-else語句的使用。要求輸入一個(gè)人的身高和體重，計(jì)算并打印出他的BMI，同時(shí)顯示BMI是高還是低。對(duì)于一個(gè)成年人，BMI值的含義如下：BMI<18.5，表示偏瘦；18.5≤BMI<25.0，表示正常；25.0≤BMI<30.0，表示超重；BMI≥30.0，表示過胖。ComputeBMI.javaif(bmi<18.5){System.out.println("你的體重偏瘦。");}elseif(bmi<25.0){System.out.println("你的體重正常。");}elseif(bmi<30.0){System.out.println("你的體重超重。");}else{System.out.println("你的體重過胖。");}3.3案例學(xué)習(xí)：兩位數(shù)加減運(yùn)算1.問題描述開發(fā)一個(gè)讓小學(xué)生練習(xí)兩位整數(shù)加減法的程序，要求程序運(yùn)行隨機(jī)生成兩個(gè)兩位數(shù)及加減號(hào)（要保證減法算式的被減數(shù)大于減數(shù)），顯示題目讓學(xué)生輸入計(jì)算結(jié)果，程序判斷結(jié)果是否正確。2.運(yùn)行結(jié)果案例運(yùn)行結(jié)果如圖3-9所示，這里產(chǎn)生一個(gè)減法題目。該案例的設(shè)計(jì)思路主要如下：（1）要實(shí)現(xiàn)加減法運(yùn)算，首先應(yīng)該隨機(jī)產(chǎn)生兩個(gè)兩位整數(shù)。隨機(jī)生成整數(shù)有多種方法，可以使用Math.random()方法生成一個(gè)隨機(jī)浮點(diǎn)數(shù)，然后將它擴(kuò)大再取整。random()方法返回0.0~1.0（不包括）之間的浮點(diǎn)數(shù)，要得到10~99之間的整數(shù)，可以使用下面表達(dá)式：intnumber1=10+(int)(Math.random()*90);（2）確定加或減運(yùn)算。這也可以通過產(chǎn)生2個(gè)隨機(jī)數(shù)（比如，0和1，0表示加法，1表示減法）確定。intoperator=(int)(Math.random()*2);（3）設(shè)學(xué)生沒有學(xué)過負(fù)數(shù)概念，如果做減法運(yùn)算，要保證第一個(gè)數(shù)大于第二個(gè)數(shù)。也就是如果number1小于number2，應(yīng)該交換這兩個(gè)數(shù)。if(number1<number2){inttemp=number2;number2=number1;number1=temp;}最后根據(jù)運(yùn)算符決定做何種運(yùn)算。將計(jì)算結(jié)果保存到result變量中，然后與用戶輸入的答案answer比較，判斷用戶答題是否正確3.4switch語句與switch表達(dá)式從Java12開始對(duì)switch語句進(jìn)行了修改并支持switch表達(dá)式。盡管Java仍然支持舊的switch結(jié)構(gòu)，但建議讀者熟悉并使用新的switch語句和switch表達(dá)式。3.4.1switch語句如果需要從多個(gè)選項(xiàng)選擇其中一個(gè)，可以使用switch語句。switch語句主要實(shí)現(xiàn)多分支結(jié)構(gòu)，一般格式如下：switch(表達(dá)式){case值1->語句（組）1;case值2->語句（組）2;…case值n->語句（組）n;[default->語句（組）n+1;]}【程序3-5】用switch結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)多重選擇。該案例要求從鍵盤輸入一個(gè)季節(jié)數(shù)字（1,2,3,4），程序根據(jù)輸入的數(shù)輸出一句話。SwitchDemo.javaintseason=input.nextInt();switch(season){case1->System.out.println("春雨驚春清谷天");case2->System.out.println("夏滿忙夏暑相連");case3->System.out.println("秋處露秋寒霜降");case4->System.out.println("冬雪雪冬小大寒");default->System.out.println("季節(jié)輸入非法.");}從Java7開始，可以在switch語句的表達(dá)式中使用String對(duì)象。3.4.2switch表達(dá)式可以使用switch表達(dá)式，即通過switch結(jié)構(gòu)返回一個(gè)值，并將該值賦給變量。例如，下面代碼根據(jù)day的值返回一個(gè)數(shù)值賦給變量numLetters。DayOfWeekday=DayOfWeek.SATURDAY;intnumLetters=switch(day){根據(jù)表示星期的枚舉常量返回單詞的字母數(shù)caseMONDAY,FRIDAY,SUNDAY->6;根據(jù)表示星期的枚舉常量返回單詞的字母數(shù)caseTUESDAY->7;caseTHURSDAY,SATURDAY->8;caseWEDNESDAY->9;分號(hào)是賦值語句的結(jié)束};分號(hào)是賦值語句的結(jié)束System.out.println(numLetters);//輸出8【程序3-7】switch表達(dá)式應(yīng)用。下面程序從鍵盤輸入一個(gè)年份（如2000年）和一個(gè)月份（如2月），用switch表達(dá)式返回該月的天數(shù)（29），將其存入一個(gè)變量。SwitchExprDemo.java intyear=input.nextInt(); intmonth=input.nextInt();switch表達(dá)式 intnumDays=switch(month){switch表達(dá)式 case1,3,5,7,8,10,12->31; case4,6,9,11->30; //對(duì)2月需要判斷是否是閏年 case2->{ if(((year%4==0)&&!(year%100==0))||(year%400==0))yield是受限標(biāo)識(shí)符，生成一個(gè)值 yield29;yield是受限標(biāo)識(shí)符，生成一個(gè)值 else yield28; } default->0;分號(hào)是賦值語句的結(jié)束 };分號(hào)是賦值語句的結(jié)束 System.out.println("該月的天數(shù)為："+numDays);【課堂互動(dòng)與討論】從一副紙牌中任意抽取一張，并打印出抽取的是哪一張牌。一副牌有4種花色，黑桃、紅桃、方塊和梅花。每種花色有13張牌，共有52張牌。可以將這52張牌編號(hào)，從0到51。規(guī)定編號(hào)0到12為黑桃，13到25為紅桃，26到38為方塊，39到51為梅花?？梢允褂谜麛?shù)的除法運(yùn)算來確定是哪一種花色，用求余數(shù)運(yùn)算確定是哪一張牌。例如，假設(shè)抽出的數(shù)是n，計(jì)算n/13的結(jié)果，若商為0，則牌的花色為黑桃，若商為1，則牌的花色為紅桃，若商為2，則牌的花色為方塊，若商為3，則牌的花色為梅花。計(jì)算n%13的結(jié)果可得到第幾張牌。 intcard=(int)(Math.random()*52); Stringsuit="",rank=""; suit=switch(card/13){//確定牌的花色 case0->"?"; case1->"?"; case2->"?"; case3->"?";在switch表達(dá)式中必須包含default語句default->"";在switch表達(dá)式中必須包含default語句 }; rank=switch(card%13){//確定是第幾張牌 case0->"A"; ca