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「Java教案」选择结构

news 2025/6/6 17:28:25

课程目标

1．知识目标

能够正确使用Java选择结构包括if、if-else、switch的语法规则与执行逻辑编写程序。
能够合理的在程序控制中的使用选择结构。

2．能力目标

能够根据需求使用选择结构设计代码，解决多条件分支问题。
弄过具备调试能力，调试选择结构代码中常见的错误。

3．思政目标

人生的选择好比“条件判断”，引导学生树立理性决策意识。
强调代码规范与严谨性，培养工匠精神。

教学内容

1．选择结构概述

选择结构是根据条件判断结果决定执行不同代码块的逻辑控制结构。
选择结构的类型包括：单分支选择结构（if）、双分支选择结构（if-else）、多分支选择结构（switch）。

2．语法规则与执行流程

if语句：最基本的条件判断结构。

if (条件表达式) {// 条件为 true 时执行的代码}

if-else语句：在if基础上增加else分支。

if (条件表达式) {// 条件为 true 时执行的代码} else {// 条件为 false 时执行的代码}

if-else if-else语句：用于多条件判断。

if (条件1) {// 条件1为 true 时执行的代码} else if (条件2) {// 条件2为 true 时执行的代码} else {// 所有条件都不满足时执行的代码}

switch语句：基于某个表达式的值的多分支选择。

switch (表达式) {case 值1:// 代码块1break;case 值2:// 代码块2break;// 可以有任意数量的 case 语句default:// 默认代码块}

3．应用场景

用户登录验证、成绩等级划分、商品折扣计算等。

重点分析

难点分析

教学活动设计

概念引入

通过问题“如果明天下雨，你会带伞吗？否则呢？”，引出if-else结构。

1．选择结构基础

if语句：最基本的条件判断结构。

if (条件表达式) {// 条件为 true 时执行的代码}

示例：

int age = 17;
if (age >= 18) {System.out.println("成年人");
} else {System.out.println("未成年人");
}

if-else语句：在if基础上增加else分支。

if (条件表达式) {// 条件为 true 时执行的代码} else {// 条件为 false 时执行的代码}

示例：

int age = 17;
if (age >= 18) {System.out.println("成年人");
} else {System.out.println("未成年人");
}

if-else if-else语句：用于多条件判断。

if (条件1) {// 条件1为 true 时执行的代码} else if (条件2) {// 条件2为 true 时执行的代码} else {// 所有条件都不满足时执行的代码}

示例：

int score = 85;
if (score >= 90) {System.out.println("优秀");
} else if (score >= 80) {System.out.println("良好");
} else if (score >= 60) {System.out.println("及格");
} else {System.out.println("不及格");
}

switch语句：基于某个表达式的值的多分支选择。

switch (表达式) {case 值1:// 代码块1break;case 值2:// 代码块2break;// 可以有任意数量的 case 语句default:// 默认代码块}

示例：

int day = 3;
switch (day) {case 1:System.out.println("星期一");break;case 2:System.out.println("星期二");break;case 3:System.out.println("星期三");break;// 其他 case...default:System.out.println("无效的日期");
}

2．嵌套与复杂逻辑

嵌套if-else：

if (score >= 90) {System.out.println("优秀");
} else if (score >= 80) {System.out.println("良好");
} else {System.out.println("需努力");
}

说明：避免过度嵌套（建议≤3层），可通过提前返回或拆分方法优化。

switch的case穿透：

int num = 2;
switch (num) {case 1: System.out.println("一");case 2: System.out.println("二"); // 无break，会继续执行case 3case 3: System.out.println("三"); break;default: System.out.println("其他");
}
// 输出：二 三

3．边界条件与防御性编程

浮点数比较：

double a = 0.1 + 0.2;
if (Math.abs(a - 0.3) < 0.0001) { // 允许微小误差System.out.println("相等");
}

案例解析

案例：会员折扣计算

public class DiscountCalculator {public static void main(String[] args) {double price = 199.9;boolean isMember = true;if (isMember) {if (price > 200) {System.out.println("会员价：" + (price * 0.8));} else {System.out.println("会员价：" + (price * 0.9));}} else {System.out.println("原价：" + price);}}
}

运行结果

会员价：179.91

说明：Java源文件名保存为“DiscountCalculator.java”。通过嵌套if实现会员与非会员的分级折扣，强调逻辑层次。

案例：成绩等级划分（switch）

public class GradeSwitch {public static void main(String[] args) {int score = 85;switch (score / 10) {case 10:case 9: System.out.println("A"); break;case 8: System.out.println("B"); break;default: System.out.println("C及以下");}}
}

运行结果

B

说明：Java源文件名保存为“GradeSwitch.java”。利用整数除法简化区间判断，演示case穿透与break的作用。

案例：电商促销活动

需求：根据用户消费金额（amount）和会员等级（level）计算折扣：

普通会员（level=1）：满100元享9折，满200元享8折。

高级会员（level=2）：满100元享8折，满200元享7折。

public class Promotion {public static void main(String[] args) {double amount = 180;int level = 2; // 1-普通会员，2-高级会员double discount;if (level == 1) {if (amount >= 200) {discount = 0.8;} else if (amount >= 100) {discount = 0.9;} else {discount = 1.0;}} else if (level == 2) {if (amount >= 200) {discount = 0.7;} else if (amount >= 100) {discount = 0.8;} else {discount = 1.0;}} else {discount = 1.0; // 非会员无折扣}System.out.println("实付金额：" + (amount * discount));}
}

运行结果

实付金额：144.0

说明：Java源文件名保存为“Promotion.java”。

案例：学生成绩管理系统（switch优化）

需求：根据用户输入的命令执行操作：

1：查询成绩

2：修改成绩

3：退出系统

public class GradeSystem {public static void main(String[] args) {String command = "2";switch (command) {case "1":System.out.println("查询成绩功能");break;case "2":System.out.println("修改成绩功能");break;case "3":System.out.println("系统退出");break;default:System.out.println("无效命令");}}
}

运行结果

修改成绩功能

说明：Java源文件名保存为“GradeSystem.java”。

常见错误

错误：if (x = 5)（赋值而非比较）

解决方法：强调==与=的区别，推荐使用Yoda条件（5 == x）避免笔误。

错误：switch中遗漏break导致逻辑错误。

解决方法：通过代码对比展示穿透效果，要求所有case后必须添加注释说明是否需要break。

课堂练习

练习：编写程序判断输入的年份是否为闰年（能被4整除但不能被100整除，或能被400整除）。

public class LeapYear {public static void main(String[] args) {int year = 2025;if ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)) {System.out.println("闰年");} else {System.out.println("平年");}}
}

运行结果

平年

说明：Java源文件名保存为“LeapYear.java”。

课后作业

作业：设计一个ATM取款程序，根据输入金额判断是否允许取款（如余额≥100且≤5000）。

public class ATM {public static void main(String[] args) {double balance = 2000;double withdraw = 1500;if (withdraw >= 100 && withdraw <= 5000 && withdraw <= balance) {System.out.println("取款成功，余额：" + (balance - withdraw));} else {System.out.println("取款失败");}}
}

运行结果

取款成功，余额：500.0

说明：Java源文件名保存为“ATM.java”。

考核设计

1．过程性考核（40%）

课堂练习的完成程度（20%）
编写代码的规范性与添加注释的规范性（10%）
参与小组讨论和解决问题的能力（10%）

2．终结性考核（60%）

理论测试（20%）
综合项目（40%）

理论测试：

选择题：switch语句中，若某个case后缺少break，会发生什么？

A．编译错误 B．仅执行该case代码 C．穿透执行后续case代码（正确） D．程序终止

答案：D

填空题：判断闰年的条件是：(year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || ________

答案：year % 400 == 0

简答题：switch中default的作用是什么？是否必须？

答案：在Java的switch语句中，default关键字用于定义一个默认执行的代码块，当所有case条件都不匹配时，程序会执行default部分的代码。default在switch语句中不是必须的，它是可选的。

综合项目：

编程题：编写Java程序，根据输入的月份输出对应季节（3-5月春季，6-8月夏季，依此类推）。

public class SeasonFinder {public static void main(String[] args) {int month = 11;String season;switch (month) {case 12:case 1:case 2:season = "冬季";break;case 3:case 4:case 5:season = "春季";break;case 6:case 7:case 8:season = "夏季";break;case 9:case 10:case 11:season = "秋季";break;default:season = "无效的月份";}System.out.println(month + "月是" + season);}
}

运行结果

11月是秋季

说明：Java源文件名保存为“SeasonFinder.java”。

编程题：编写Java程序，设计一个“密码强度检测器”，根据以下规则输出强度等级：

长度≥8且包含大小写字母和数字：强
长度≥6且包含字母或数字：中
其他：弱

public class PasswordChecker {public static void main(String[] args) {String password = "123456";boolean hasUpper = false, hasLower = false, hasDigit = false;for (char c : password.toCharArray()) {if (Character.isUpperCase(c)) hasUpper = true;else if (Character.isLowerCase(c)) hasLower = true;else if (Character.isDigit(c)) hasDigit = true;}if (password.length() >= 8 && hasUpper && hasLower && hasDigit) {System.out.println("强");} else if (password.length() >= 6 && (hasUpper || hasLower || hasDigit)) {System.out.println("中");} else {System.out.println("弱");}}
}

运行结果