第4章 简单的C程序设计——选择结构程序设计

在顺序结构中，各语句是按自上而下的顺序执行的，执行完上一个语句就自动执行下一个语句，是无条件的，不必作任何判断。实际上，很多情况下，需要根据某个条件是否满足来决定是否执行指定的操作任务，或者从给定的两种或多种操作选择其一。

4.1选择结构和条件判断

例：定义一个函数，如果饿了吃饭。如果不饿不吃饭。

 1 #include <stdio.h>
 2 int main()
 3 {
 4     int a;
 5     printf("请输入一个数 0或1 ，0代表不饿，1代表饿了\n");
 6     scanf("%d",%a);
 7     if(a!=0||a!=1)
 8         printf("输入错误\n");
 9     if(a==1)
10         printf("饿了，吃饭。。。\n");
11     else
12         printf("不饿，不吃饭。。。\n");
13     return 0;
14 }

1 若输入0则，输出“不饿，不吃饭。。。”
2 若输入1则，输出“饿了，吃饭。。。”
3 若输出其他值，输出”输入错误“

 

c语言有两种选择语句：（1）if语句，用来实现两个分支的选择结构；（2）switch语句，用来实现多分支的选择结构。

4.2 用if语句实现选择结构

4.2.1 用if语句处理选择结构举例

例：实现两个变量的交换

 1 #include <stdio.h>
 2 int main()
 3 {
 4     int a,b,temp;
 5     printf("请输入两个数a b\n");
 6     scanf("%d%d",a,b);
 7     printf("你输入的值a=%d,b=%d\n",a,b);
 8     printf("正在交换两个数的位置\n");
 9     temp = a;
10     a = b;
11     b = temp;
12     printf("交换后的值a=%d,b=%d\n",a,b);
13     return 0;
14 }

1 若输入1,2；则输出：
2 {
3     请输入两个数a b
4     你输入的值a=1,b=2
5     正在交换两个数的位置
6     交换后的值a=2,b=1
7 }

 

4.2.2 if语句的一般形式

if语句的一般形式如下：

if(表达式) 语句1

         [else 语句2]

if语句中的“表达式”可以使关系表达式、逻辑表达式，甚至是数值表达式。

关系表达式就是两个数值进行比较的式子。

根据if语句的一般形式，if语句可以写成不同的形式，最常用的优以下3中形式：

(1)if(表达式)

语句1[复合语句]           (没有else子句部分)

(2)if(表达式)                             (有else子句部分)

         语句1[复合语句] 

else

         语句2[复合语句] 

(3)if(表达式1)         语句1[复合语句]  (在else部分又嵌套了多层的if语句)

  else if(表达式2) 语句2[复合语句]        

  else if(表达式3) 语句3[复合语句]        

         …                      …

else if(表达式m) 语句m[复合语句] 

else                            语句m+1[复合语句]    

 

注意：复合语句应当用花括号括起来。{} 花括号括起来的多条语句称为复合语句。

 

4.3 关系运算符和关系表达式

在c语言中，比较符（或称比较运算符）称为关系运算符。所谓“关系运算”就是“比较运算”，将两个数值进行比较，判断其比较的结果是否符合给定的条件。

 

4.3.1 关系运算符机器优先次序

c语言提供6中关系运算符：

①<  (小于)

②<=         (小于或等于)

③>  (大于)

④>=         (大于或等于)

⑤==         (等于)

⑥!= (不等于)

①②③④优先级相同(高)，⑤⑥优先级相同(低)

关于优先次序：

(1)前四种关系运算符(< <= > >=)的优先级相同，后2种也相同。前4种高于后2种。

(2)关系运算符的优先级低于算术运算符

(3)关系运算符的优先级高于赋值运算符

 

4.3.2 关系表达式

用关系运算符将两个数值或数值表达式连接起来的式子，称关系表达式。关系表达式的值是一个逻辑值，即“真”或“假”。

在c的逻辑运算中，以“1”代表“真”，以“0”代表“假”。更准确来说，是“！0”代表真，“0”代表假。

4.4 逻辑运算符和逻辑表达式

4.4.1 逻辑运算符及其优先次序

有3中逻辑运算符：与(and) 或(or) 非(not)。注意：在c语言中不能在程序中直接用and、or、not作为逻辑运算符，而是用其他符号代替。c逻辑运算符及其含义如下：

“&&”和“||”是双目(元)运算符，它要求有两个运算对象(操作数);“！”是一目(元)运算符，只要求有一个运算对象。逻辑运算真值表：

按以下的优先次序：

(1)!(非)->&&(与)->||(或)，即“！”为三者中最高的

(2)逻辑运算符中的“&&”和“||”低于关系运算符，“！”高于算术运算符。

 

4.4.2 逻辑表达式

逻辑表达式的值应该是一个逻辑量“真”或“假”。

实际上，逻辑运算符两侧的运算对象不但可以是0和1，或者是0和非0的整数，也可以是字符型、浮点型、枚举型或指针型的纯量型数据。（关于纯量型的讲解，在本人博客里c language的第2章里有讲解）系统最终以0和非0来判定他们属于“真”或“假”。逻辑运算的真值表（用0和非0表示的另一种格式）：

在逻辑表达式的求解中，并不是所有的逻辑运算符都被执行，只是在必须执行下一个逻辑运算符才能求出表达式的解时，才执行该运算符；如

(1)a&&b&&c。只有a为真(非0)时，才需要判别b的值。只有当a和b都为真的情况下才需要判别c的值。如果a为假，就不必判断b和c的值（此时整个表达式已确定为假）。换个说法，就是a若为假，则b和c被短路了，不会被执行。

(2)a||b||c。只要a为真（非0）是，就不必判断b和c。只有a为假，才判别b。a和b都为假才判别c。

 

4.4.3 逻辑型变量

这是c99有所增加的一种数据类型。可将关系运算和逻辑运算的结果存到一个逻辑变量中，以便于分析和运算。定义逻辑变量用类型符_bool.

float score;

scanf(“%f”,&score);

_bool a ,b;                                 //a和b被定义为逻辑型变量

a = score>=60;                                   //将关系表达式score>=60的值赋给逻辑变量a

b = score<=69;                                   //将关系表达式score<=60的值赋给逻辑变量b

if(a&&b)                                     //如果a和b均为真，输出分数等级为c

         printf(“the grade is c\n”);

 

   如果在源文件中用#include指令包含了头文件stdbool.h，那么上面的程序段可以写成：

float score;

scanf(“%f”,&score);

bool a ,b;                           //a和b被定义为逻辑型变量

a = score>=60;                                   //将关系表达式score>=60的值赋给逻辑变量a

b = score<=69;                                   //将关系表达式score<=60的值赋给逻辑变量b

if(a&&b)                                     //如果a和b均为真，输出分数等级为c

         printf(“the grade is c\n”);

 

注意：在使用bool类型时，要先了解自己所用的编译系统能否允许使用逻辑型变量bool和true和false.

4.5 条件运算符和条件表达式

有一种if语句，当被判别的表达式的值为“真”或“假”时，都执行一个赋值语句且向同一个变量赋值，如：

if(a>b)

         max = a;

else

         max = b;

以上的if语句可以改写为：

         max = (a>b)?a:b;

条件运算符有两个符号(?和:)组成，必须一起使用，要求有3个操作对象，称为三目(元)云三幅，它是c语言中唯一的一个三目运算符。

条件表达式的一般形式为：

表达式1？表达式2：表达式3

执行过程：先计算出表达式1的值，若为非零（真），则执行表达式2；否则，执行表达式3.

说明：

(1)条件运算符的执行顺序：先求解表达式1，若为非0（真）则求解表达式2，表达式2的值就作为整个条件表达式的值。若表达式1的值为0（假）则求解表达式3，表达式3的值就作为整个条件表达式的值。

(2)条件运算符优先于赋值运算符，因此复制表达式的求解过程是先求解条件表达式再将它的值赋给max

条件运算符的优先级别比关系运算符和算术运算符都低。

例：输入一个字符，判别它是否为大写字母，若是，则转换为小写字母。

#include <stdio.h>

int main()

{

         char ch;

         scanf(“%c”,&ch);

         ch = (ch>=’a’&&ch<=’z’)?(ch+32):ch;

         printf(“%c\n”,ch);

         return 0;

}

运行结果 a 回车 a

4.7选择结构的嵌套

在if语句中又包含一个或多个if语句称为if语句的嵌套(nest)。其一般形式如下：

if()

         if()   语句1

         else()       语句2

else

         if()            语句3

         else()       语句4

应当注意，if与else的配对关系。else总是与它上面的最近的未配对的if配对。如：

if()

         if()    语句1

else

         if()    语句2

else          语句3

有些编程者会把else写在与第1个if(外层if)同一列上，意图是使else与第1个if对应，但实际上else是与第2个if配对，因为它们相距最近。

为了避免二义性的混淆，最好使内嵌if语句也包含else部分。如：

if()

{

         if() 语句1

}

else 语句2

这时“{}”限定了内嵌if语句的范围，因此else与第一个if配对。

 

4.7用switch语句实现多分支选择结构

c语言提供switch语句直接处理多分支选择。

switch语句是多分支选择语句。

switch渔具店作用是根据表达式的值，是流程跳转到不同的语句。switch语句的一般形式如下：

switch(表达式)

{

         case 常量1 : 语句1

case 常量1 : 语句1

         …                      …

         case 常量n : 语句n

         default :      语句n+1

 

}

 

说明：

（1）switch后面的括号内的“表达式”，其值的类型应为整数类型（包括字符型）

（2）switch下面的花括号内是一个复合语句。这个复合语句包括若干语句，它是switch语句的语句体。语句体内包含多个以关键字case开头的语句行和最多一个以default开头的行。

case后面跟一个常量（或常量表达式），如：case ‘a’ ，它们和default都是标号（label或称标签、标记）的作用，用来标志一个位置。执行switch语句时，先计算switch后面的“表达式”的值，然后将它与各case标号比较，如果与某一个case标号中的常量相同，流程就转到此case标号后面的语句。如果没有与switch表达式相匹配的case常量，流程转去执行default标号后面的语句。换句话说，就是表达式和case后面的常量比较，有适配的就执行对应的语句；如果case没有匹配的常量，就执行default后面的语句。

（3）可以没有default标号，此时如果没有与switch表达式相匹配的case常量，则不执行任何语句，流程转到switch语句的下一个语句。

（4）各个case标号出现次序不影响执行结果。如，可以先出现default标号，然后再出现case标号。

（5）每一个case常量必须互不相同；否则就会出现相互矛盾的现象（对switch表达式的同一个值，有两种或多种执行方案）

（6）case标号只起标记的作用。如果在个case子句中没有break语句，则会连续输出剩下从case标号对应的语句，直至遇到break或者结束switch选择分支。

注意：一般情况下，在执行一个case子句后，应当用break语句使流程跳出switch结构，即终止switch语句的执行。最后一个case子句（或者default子句）中可不必加break语句，因为流程已到了switch结构的结束处。

（7）在case子句中虽然包括了一个以上执行执行语句，但可以不必用花括号括起来，会自动顺序执行本case标号后面所有的语句。当然也可以加上花括号。

（8）多个case标号可以共用一组执行语句。

例：case ‘a’

         case ‘b’

         case ‘c’ : printf(“>60\n”);break;

当值为’a’ ’b’ ’c’时，都会执行同一组语句，输出“>60”,然后换行。

 

例：

 1 #include <stdio.h>
 2 
 3 int main()
 4 
 5 {
 6 
 7     char ch;
 8 
 9     ch = getchar();
10 
11     switch(ch)
12 
13     {
14 
15          case 'a':
16 
17          case 'b':
18 
19          case 'c': {
20 
21                       printf("a");
22 
23                       printf("b");
24 
25                       printf("c");
26 
27                     }
28 
29     }　　
30     return 0;
31 
32 }

 

运行结果：输入a 输出结果为abc;