Java 流程控制語句完全指南：if/switch/while/for/break/continue/多重循環

流程控制是程序邏輯的骨架。本文系統講解 Java 中條件語句（if/switch）、循環語句（while/do-while/for）、跳轉語句（break/continue）及多重循環的語法、執行流程、常見陷阱與最佳實踐，附帶可視化流程圖與代碼示例。

一、條件語句

1. if 單分支

if (condition) { /* 單句可省略大括號 */ }

2. if-else 雙分支

if (condition) { ... } else { ... }

3. if-else if-else 多分支

if (cond1) { ... } else if (cond2) { ... } else { ... }

特點：自上而下判斷，首個滿足條件的分支執行後結束整個結構。

4. 嵌套 if

if (outer) { if (inner) { ... } else { ... } } else { ... }

外層條件成立才會進入內層判斷。

5. switch 多分支（JDK 12+ 支援表達式與 -> 箭頭語法，本文基於傳統語法）

switch (expr) {
    case val1: stmt1; break;
    case val2: stmt2; break;
    default: stmtDefault;
}

關鍵規則：

• expr 必須為整型、字符型、枚舉或 String (JDK 7+)
• case 後只能是常量或常量表達式，不能是變量
• 無 break 會**貫穿**執行後續 case（可利用此特性合併 case）
• default 位置任意，可省略

// 合併 case 示例
case 1: case 2: System.out.println("1 或 2"); break;

二、循環語句

1. while：先判斷後執行

while (condition) { body; }

2. do-while：先執行後判斷，至少一次

do { body; } while (condition);

3. for：結構化計數循環

for (init; condition; update) { body; }

執行順序：init → condition → body → update → condition → ...

三部分皆可省略，但分號不可省**：

• 省略 init：外部預先初始化
• 省略 condition：死循環，需內部 break
• 省略 update：循環體內手動更新

// 多變量初始化與更新
for (int i=1, j=5; j>=1; i++, j--) {
    System.out.println(i + "+" + j + "=" + (i+j));
}
// 複雜條件
for (int i=1; i<10 && i!=5; i++) { ... }

三、跳轉語句

for (int i=0; i<10; i++) {
    if (i==3) continue; // 跳過 3
    if (i==8) break;    // 8 時結束循環
    System.out.println(i);
}
// 輸出 0,1,2,4,5,6,7

四、多重循環（嵌套循環）

外層循環一次，內層循環一圈。常見應用：矩陣操作、九九乘法表、排序算法。

for (int i=1; i<=9; i++) {
    for (int j=1; j<=i; j++) {
        System.out.print(j + "*" + i + "=" + (i*j) + "\t");
    }
    System.out.println();
}

五、帶標籤的 break/continue（進階）

outer: for (int i=0; i<3; i++) {
    inner: for (int j=0; j<3; j++) {
        if (i==1 && j==1) break outer; // 直接跳出外層循環
        System.out.println("i=" + i + ", j=" + j);
    }
}

標籤必須緊鄰循環語句，可實現多層嵌套的精確跳出。

六、最佳實踐建議

1. **優先用 for** 當迭代次數可知；不定次數用 while
2. **避免深層嵌套**（>3 層），提取方法或用 Stream API 替代
3. **switch 總加 default**，防止漏判
4. **循環變量作用域最小化**，在 for 括號內聲明
5. **慎用 break/continue 標籤**，降低可讀性，優先重構邏輯

熟練掌握流程控制，是寫出清晰、高效、無 Bug 代碼的基礎。