C05第5章选择结构程序设计.ppt

2019/4/26,1,第5章 选择结构程序设计,要设计选择结构程序，要考虑两个方面的问题：一是在C语言中如何来表示条件，二是在C语言中实现选择结构用什么语句。 在C语言中表示条件，一般用关系表达式或逻辑表达式，实现选择结构用if语句或switch语句。 5.1 关系运算及其表达式 5.2 逻辑运算及其表达式 5.3 if语句 5.4 switch语句 5.5 选择结构程序举例 良好的源程序书写风格注释,2019/4/26,2,5.1 关系运算及其表达式,所谓“关系运算”实际上就是“比较运算”，即将两个数据进行比较，判定两个数据是否符合给定的关系。 例如，“a b”中的“”表示一个大于关系运算。如果a的值是5，b的值是3，则大于关系运算“”的结果为“真”，即条件成立；如果a的值是2，b的值是3，则大于关系运算“”的结果为“假”，即条件不成立。 5.1.1 关系运算符及其优先次序 1关系运算符 C语言提供6种关系运算符： (大于), =(大于或等于), =(等于), !=(不等于) 注意：在语言中，“等于”关系运算符是双等号“= =”，而不是单等号“= ”（赋值运算符）。,2019/4/26,3,2优先级 （1）在关系运算符中，前4个优先级相同，后2个也相同，且前4个高于后2个。 （2）与其它种类运算符的优先级关系 关系运算符的优先级，低于算术运算符，但高于赋值运算符。 5.1.2 关系表达式 1关系表达式的概念 所谓关系表达式是指，用关系运算符将两个表达式连接起来，进行关系运算的式子。 例如，下面的关系表达式都是合法的： ab，a+bc-d，(a=3)=b，(ab)= =(bc) 2关系表达式的值逻辑值（非“真”即“假”）。 由于语言没有逻辑型数据，所以用整数“”表示“逻辑真”，用整数“”表示“逻辑假”。,2019/4/26,4,例如，假设num1=3，num2=4，num3=5，则： （1）num1num2的值=0。 （2）(num1num2)!=num3的值=1。 （3）num1num2num3的值=1。 思考题：任意改变num1或num2的值，会影响整个表达式的值吗？为什么？ （4）(num1num2)+num3的值=6，因为num1num2的值=1，1+5=6。 强调：C语言用整数“1”表示“逻辑真”，用整数“0”表示“逻辑假”。所以，关系表达式的值，还可以参与其它种类的运算，例如算术运算、逻辑运算等。 Return,2019/4/26,5,5.2 逻辑运算及其表达式,关系表达式只能描述单一条件，例如“x=0”。如果需要描述“x=0”、同时“x10”，就要借助于逻辑表达式了。 5.2.1 逻辑运算及其优先次序 逻辑运算符及其运算规则 （1）C语言提供三种逻辑运算符： & 逻辑与（相当于“同时”） | 逻辑或（相当于“或者”） ! 逻辑非（相当于“否定”）,2019/4/26,6,例如，下面的表达式都是逻辑表达式： (x=0) & (x5) ，! (x= =0)， （2）运算规则 1）&：当且仅当两个运算量的值都为“真”时，运算结果为“真”，否则为“假”。 2） | ：当且仅当两个运算量的值都为“假”时，运算结果为“假”，否则为“真”。 3） ! ：当运算量的值为“真”时，运算结果为“假”；当运算量的值为“假”时，运算结果为“真”。 例如，假定x=5，则(x=0) & (x5)的值为“假”。,2019/4/26,7,2逻辑运算符的运算优先级 （1）逻辑非的优先级最高，逻辑与次之，逻辑或最低，即： ！（非） &（与） |（或） （2）与其它种类运算符的优先关系 ！ 算术运算 关系运算 & | 赋值运算 5.2.2 逻辑表达式 1逻辑表达式的概念 所谓逻辑表达式是指，用逻辑运算符将1个或多个表达式连接起来，进行逻辑运算的式子。在C语言中，用逻辑表达式表示多个条件的组合。 例如，(year%4=0)&(year%100!=0)|(year%400=0)就是一个判断一个年份是否是闰年的逻辑表达式。,2019/4/26,8,逻辑表达式的值也是一个逻辑值（非“真”即“假”）。 2逻辑量的真假判定和非 语言用整数“”表示“逻辑真”、用“”表示“逻辑假”。但在判断一个数据的“真”或“假”时，却以和非为根据：如果为，则判定为“逻辑假”；如果为非，则判定为“逻辑真”。 例如，假设num=12，则： ！num的值= ，num=1 num31的值=1。 3说明 （1）逻辑运算符两侧的操作数，除可以是和非的整数外，也可以是其它任何类型的数据，如实型、字符型等。,2019/4/26,9,（2）在计算逻辑表达式时，只有在必须执行下一个表达式才能求解时，才求解该表达式（即并不是所有的表达式都被求解）。换句话说： 1）对于逻辑与运算，如果第一个操作数被判定为“假”，系统不再判定或求解第二操作数。 2）对于逻辑或运算，如果第一个操作数被判定为“真”，系统不再判定或求解第二操作数。 例如，假设n1、n2、n3、n4、x、y的值分别为1、2、3、4、1、1，则求解表达式“(x=n1n2)&(y=n3n4)”后，x的值变为，而y的值不变，仍等于1！ Return,2019/4/26,10,5.3.1 if语句的三种形式 1. if(表达式) 语句组1; 例如：if(xy)printf(“%d”,x); 2. if(表达式) 语句组1; else 语句组2; 例如：if(xy)printf(“%d”,x); else printf(“%d”,y); 3. if(表达式1) 语句组1; else if(表达式2)语句组2; else if(表达式3) 语句组3; else if(表达式m) 语句组m; else 语句组n; (实际是else子句中嵌套if语句),5.3 if语句和条件运算符,2019/4/26,11,语句一般格式 if （表达式） 语句,功能： 计算表达式的值，如果是一个非0值（即逻辑真），就执行内嵌语句，否则（即逻辑假）跳过内嵌语句，顺序执行后续语句。,2019/4/26,12,简单分支语句的算法：,例如： if (x0) m+; if ( ab ) c=a; a=b; b=c; ,2019/4/26,13,双重分支语句,语句一般格式 if （表达式） 语句1 else 语句2 功能： 计算表达式的值，如果它的值是一个非0值（逻辑真），就执行内嵌语句1，之后跳过内嵌语句2，执行后续语句；否则跳过内嵌语句1，执行内嵌语句2，之后执行后续语句。,2019/4/26,14,双重分支语句的算法：,例如： if (x0) m+; else m-; if ( ch= a ,2019/4/26,15,多重分支语句,语句一般格式 if （表达式1） 语句1 else if （表达式2） 语句2 else if （表达式m） 语句m else 语句 n 功能： 依次计算并判断表达式i，为非0时执行后面的语句，都为0时，执行语句n 无论执行完那个语句分支，都转到后续语句,2019/4/26,16,多重分支语句的算法,流程图,表达式m ?,2019/4/26,17,多重分支语句的算法,N-S结构图,例如： if (a0) x= -1 ; else if (a=0 ) x= 0 ; else x=1 ;,2019/4/26,18,if语句的简单应用,【例5.1】输入一个字符，如果是大写字母，则将其转换为小写字母输出，否则直接输出。,输入：用 getchar 或 scnaf 函数 ch是否为大写字母： ch=A & ch=65 & ch = 90） 大写字母转换为小写字母： ch=ch+32 输出：用 putchar 或 printf 函数,思路：,2019/4/26,19,程序：,#include “stdio.h“ main( ) char ch; ch=getchar( ); if (ch=A ,程序运行情况如下： G g,运行jc4_1,可使用条件表达式代替,putchar(ch=A putchar ( n),2019/4/26,20,5.3.2 if语句的嵌套,如果if的内嵌语句中又使用了一个if语句，则构成if语句的嵌套。,【例5.2】比较两个整数的关系。 #include main( ) int x, y; printf (“Enter integer X and Y:“); scanf (“%d%d“, ,应该正确判断： if的内嵌语句 if和else的配对,运行jc4_a,提倡缩格书写 有利于阅读程序,2019/4/26,21,if语句嵌套的形式,简单if语句的嵌套形式 if (表达式) if 语句 双重（或多重）分支if语句的嵌套形式 if (表达式) if 语句 else if 语句,可以是各种形式的if语句,可以是各种形式的if语句,如果是简单if语句， 必须用“ ”括起,2019/4/26,22,例如：, if (c=50) printf(“50=50) printf(“50150n“); if (c=50) printf(“50=c=100n“); else printf(“c50n“),与哪个if 配对？,2019/4/26,23,再例如：,if(ab) if(ac) if(ad) m=1; else m=2; else m=3;,问题：哪一个 else 和哪一个 if 相匹配?,规则：在嵌套的ifelse语句中，else总是与上面的离它最近的尚未配对的if 配对。,2019/4/26,24,举例,【例5.3】输入一个数，判断它是奇数还是偶数，如果是奇数则进一步判断它是否为5的倍数。,2019/4/26,25,程序：,main( ) int x; scanf (“%d“, ,运行jc4_4,2019/4/26,26,学习if语句的难点,if else 语句的配对 正确用表达式描述条件 例如：当x大于5小于10时令x自增 if ( 5x10 ) x+;,正确判断内嵌语句 例如：if(xy) x=x+3; y=y-2; else x=x-3; y=y+2;,if (x5 , , ,2019/4/26,27,熟悉常用的if 表达式形式,例如有定义：int a,b=0; a等于什么值时，执行b=2 ;语句？ if (a=0) b=2; if (a=1) b=2; if (a!=0) b=2; if (a=1) b=2; if (a=0) b=2; if (a) b=2; if (!a) b=2;,等价于,等价于,2019/4/26,28,1一般格式： 表达式1 ？表达式2 ：表达式3 条件表达式中的“表达式1”、“表达式2”、“表达式3”的类型，可以各不相同。 2运算规则 如果“表达式1”的值为非0(即逻辑真)， 则运算结果等于“表达式2”的值；否则，运算结果等于“表达式3”的值。 3运算符的优先级与结合性 条件运算符的优先级，高于赋值运算符，但低于关系运算符和算术运算符。其结合性为“从右到左”（即右结合性）。,5.3.3 条件运算符,2019/4/26,29,例5.1可以的程序可以改为 main() char ch; printf(“Input a character: “); scanf(“%c“, 程序演示,2019/4/26,30,5.4 switch语句,switch语句的一般形式 switch （表达式） case 常量表达式1: 语句序列1 case 常量表达式2: 语句序列2 case 常量表达式n: 语句序列n default : 语句序列n+1 功能： 计算表达式的值，与常量表达式的值比较，等于第i个值时，顺序执行语句序列i、i+1、 、 n+1 若与所有常量表达式值都不相等，执行语句序列n+1。,2019/4/26,31,switch语句的算法描述,N-S结构图,例如： switch (a) case 5: printf(“ ,当a等于5，输出：&#$ 当a等于2，输出：#$ 当a是其他值，输出：$,2019/4/26,32,说明：,“case 常量表达式i：”等价于语句标号，计算出的表达式值等于哪个语句标号，就从哪个位置开始顺序向下执行语句序列。 语句位置影响运行结果,例如： switch (a) case 2: printf(“#“); default: printf(“$“); case 5: printf(“ ,switch与break语句结合才能实现 程序的分支,break; break; break;,2019/4/26,33,switch语句的简单应用,【例5.4】已知x=100，y=15，要求输入一个算术运算符（+、-、* 或 / ），并对x和y进行指定的算术运算。,思路： 设x和y为float型变量并赋初值； 输入的运算符op为char型变量； 根据op的值（为+、-、*、/）进行x和y的相加、相减、相乘、相除运算（选择分支）； 还要考虑到输入字符不是+、-、* 或 / 时的情况,2019/4/26,34,程序：,#include “stdio.h“ main( ) float x=100,y=15,z; char op; op=getchar( ); switch (op) case +: z=x+y; break; case -: z=x-y; break; case *: z=x*y; break; case /: z=x/y; break; default: z=0; if(int)z!=0) printf(“%f%c%f=%fn“,x,op,y,z); else printf (“%c is not an operatorn“,op); ,运行jc4_3,实型数通常不使用z=0或z!=0的比较 可用if(int)z) 代替,2019/4/26,35,注意：,switch语句的书写格式：语句体本身必须用花括号括起；case和default后面如果有多条语句，则可以不必使用花括号；case和常量表达式之间必须有空格；default可以写在语句体的任何位置，也可以省略不写 break语句可以改变case的语句标号作用，终止后续case语句序列的执行。 switch语句和break语句结合，可以实现程序的选择控制（break语句还可以在循环语句中使用） 允许switch嵌套使用，但同一个switch语句中，任意两个case的常量表达式值不能相同。,2019/4/26,36,5.3 选择结构程序设计举例,【例5.5】求一元二次方程ax2+bx+c=0的根。,思路：一元二次方程的根取决于系数a,b,c 求根公式：,判别式d = b2- 4ac 当 d = 0时，方程有两个相等的实根： x1=x2=-b/(2*a) 当d 0时，方程有两个不相等的实根： x1=(-b+sqrt(d)/(2*a) x2=(-b-sqrt(d)/(2*a) 当d 0时，方程有两个虚根： x1=jp+ipi x2=jp-ipi,实部 jp=-b/(2*a) 虚部 ip=sqrt(-d)/(2*a),2019/4/26,37,算法：,2019/4/26,38,程序：,#include “math.h“ main( ) float a,b,c,d,x1,x2,lp,ip; scanf(“%f%f%f“, ,2019/4/26,39,程序（续）：,else if (d1e-6) /* 不相等的实根 */ x1=(-b+sqrt(d)/(2*a); x2=(-b-sqrt(d)/(2*a); printf(“has two real roots:n“) ; printf(“x1=%8.4f, x2=%8.4fn“,x1,x2); else /* 虚根 */ lp=-b/(2*a);ip=sqrt(-d)/(2*a); printf(“has two complex roots: n“); printf(“x1=%8.4f+%8.4fin“,lp,ip); printf(“x2=%8.4f-%8.4fin“,lp,ip); ,运行jc4_6,2019/4/26,40,举例（续）：,【例5.6】输入年份，判别该年是否为闰年。,思路：年份year为闰年的条件为 能够被4整除，但不能被100整除的年份； 能够被400整除的年份。 只要满足任意一个就可以确定它是闰年。 例如： 1996年、2000年是闰年 1998年、1900年不是闰年,设定标志变量leap，只要符合其中一个