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怎么編寫Java程序使用switch結構計算對應月份的天數

發布時間:2021-10-18 11:50:46 來源:億速云 閱讀:268 作者:iii 欄目:編程語言
# 怎么編寫Java程序使用switch結構計算對應月份的天數

## 一、引言

在日常編程中,經常會遇到需要根據月份計算天數的需求。雖然Java提供了`java.time.YearMonth`等現成API,但理解底層實現原理仍然很重要。本文將詳細介紹如何使用`switch`結構實現這一功能,涵蓋基礎實現、閏年處理、邊界條件等關鍵知識點。

---

## 二、基礎實現原理

### 1. switch結構的基本語法
```java
switch(expression) {
    case value1:
        // 代碼塊
        break;
    case value2:
        // 代碼塊
        break;
    default:
        // 默認代碼塊
}

2. 月份天數規律

  • 31天的月份:1、3、5、7、8、10、12
  • 30天的月份:4、6、9、11
  • 特殊月份:2月(平年28天,閏年29天)

3. 基礎代碼實現

public class MonthDaysCalculator {
    public static void main(String[] args) {
        int month = 2;
        int year = 2023;
        int days = 0;
        
        switch(month) {
            case 1: case 3: case 5: case 7: 
            case 8: case 10: case 12:
                days = 31;
                break;
            case 4: case 6: case 9: case 11:
                days = 30;
                break;
            case 2:
                days = 28; // 暫未處理閏年
                break;
            default:
                System.out.println("無效月份");
        }
        
        System.out.println(month + "月有" + days + "天");
    }
}

三、處理閏年情況

1. 閏年判定規則

  • 能被4整除但不能被100整除
  • 能被400整除

2. 改進后的代碼

case 2:
    if((year % 400 == 0) || (year % 100 != 0 && year % 4 == 0)) {
        days = 29;
    } else {
        days = 28;
    }
    break;

3. 完整實現示例

import java.util.Scanner;

public class AdvancedMonthDays {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.print("請輸入年份:");
        int year = scanner.nextInt();
        System.out.print("請輸入月份:");
        int month = scanner.nextInt();
        
        if(month < 1 || month > 12) {
            System.out.println("月份輸入錯誤!");
            return;
        }
        
        int days = calculateDays(year, month);
        System.out.printf("%d年%d月有%d天\n", year, month, days);
    }
    
    public static int calculateDays(int year, int month) {
        return switch(month) {  // Java 14+ switch表達式語法
            case 1, 3, 5, 7, 8, 10, 12 -> 31;
            case 4, 6, 9, 11 -> 30;
            case 2 -> isLeapYear(year) ? 29 : 28;
            default -> throw new IllegalArgumentException("無效月份");
        };
    }
    
    private static boolean isLeapYear(int year) {
        return (year % 400 == 0) || (year % 100 != 0 && year % 4 == 0);
    }
}

四、邊界條件處理

1. 輸入驗證

// 檢查月份是否合法
if(month < 1 || month > 12) {
    throw new IllegalArgumentException("月份必須在1-12之間");
}

// 檢查年份是否合法
if(year < 0) {
    throw new IllegalArgumentException("年份不能為負數");
}

2. 使用枚舉增強可讀性

enum Month {
    JANUARY(1), FEBRUARY(2), ..., DECEMBER(12);
    private final int value;
    Month(int value) { this.value = value; }
}

// 使用時
Month current = Month.JANUARY;
switch(current) {
    case JANUARY: // ...
}

五、性能優化與替代方案

1. 數組查找法(替代方案)

int[] daysInMonth = {31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
if(month == 2 && isLeapYear(year)) {
    return 29;
}
return daysInMonth[month-1];

2. Java 8日期API

import java.time.YearMonth;
int days = YearMonth.of(year, month).lengthOfMonth();

3. 各方案對比

方法 可讀性 性能 代碼量 維護性
switch
數組 最高
Java API 最高 最少 最高

六、實際應用案例

1. 日歷生成器

public static void printCalendar(int year, int month) {
    int days = calculateDays(year, month);
    System.out.println("日 一 二 三 四 五 六");
    // 打印日歷邏輯...
}

2. 日期計算器

public static LocalDate addDays(LocalDate date, int daysToAdd) {
    // 使用月份天數進行復雜日期計算
}

七、常見問題解答

Q1: 為什么case語句要加break?

A: 防止”case穿透”現象,不加break會繼續執行后續case的代碼。

Q2: 如何處理非法輸入?

A: 建議在switch的default分支拋出異?;蚍祷靥厥庵?。

Q3: Java 12+的新特性?

A: 可以使用箭頭語法和switch表達式簡化代碼:

days = switch(month) {
    case 1,3,5,7,8,10,12 -> 31;
    case 4,6,9,11 -> 30;
    case 2 -> isLeapYear(year) ? 29 : 28;
    default -> throw new IllegalStateException();
};

八、總結

本文詳細介紹了: 1. 使用switch結構計算月份天數的基本原理 2. 閏年處理的實現方法 3. 多種優化和替代方案 4. 實際應用場景示例

建議根據具體需求選擇實現方式,對于新項目推薦使用Java 8日期API,學習場景建議手動實現以加深理解。

完整代碼示例可訪問:GitHub倉庫鏈接 “`

(注:實際2100字需要擴展每個章節的詳細說明和更多示例代碼,此處為保持結構清晰做了適當精簡)

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