第四章结构化程序设计

1、第,4,章,结构化程序设计,内容提要：,结构化程序的三种基本结构,算法、流程图、,if,语句、,分支语句,循环语句、跳转语句,异常处理的概念,try/catch,语句、,throw,语句和,finally,语句,目的要求：,理解算法的概念,掌握,if,语句、,switch,分支语句、循环语句和异常处理语,句的含义,重点难点：,if,语句、循环语句和异常处理语句,4.1,结构化程序设计的概念,4.1.1,结构化程序设计的概念及算法的概念,结构化程序设计方法，是比较广泛使用的程序设计方,法。,用这种方法编制的程序具有结构清晰，可读性强，易,查错等特点。,结构化程序设计有三种基本结构，即：,顺序结构

2、、选择,结构、循环结构,。每种基本结构可以包含若干条语句。,程序设计的主要步骤：,(1),分析问题。,(2),确定算法。,(3),画出程序流程图。,(4),编写程序。,(5),调试程序。,(6),建立健全的文档资料。,最关键的是第,2,个步骤，即“算法设计”。,所谓“算法”，粗略地讲，是为解决一个特定问题而采取的确定的有,限,的步骤。,4.1.2,流程图,流程图,(Flowchart),，亦称框图，它是用一些几何框,图、流向线和文字说明表示各种类型的操作。,计算机算法可以用流程图来表示。,4.2,顺序结构,4.2.1,顺序结构的概念：,有些简单的程序是按程序语句的编写顺序依次执行,的，这种结构

3、称为顺序结构。,4.2.2,顺序结构的实例,例：编写程序计算圆的周长和面积。,using System;,class Circle,static void Main( ),const double PI= 3.141;,double R, L, S;,Console.Write(,请输入圆的半径值：,),；,R=double.Parse(Console.ReadLine( );,L=2*PI*R;,S=PI*R*R;,Console.WriteLine(,圆的周长为：,0,，,L),；,Console.WriteLine(,圆的面积为：,0,，,S),；,Parse( ),方法,:,主要用于将

4、,数字的字符串,表示形式转换为它的,等效,的其他基本数字类型。,例：,string s=“18”;,int a=int.Parse(s)-10; /a=8,int b=a+int.Parse(Console.ReadLine();,练习：,1.,下列程序运行后，输出的结果是（,double x=17.9;,int y=3;,）。,y=(int)x%5;,Console.WriteLine(y);,2.,若,x=10, y=20, z=0,则表达式,“,(m=(xy)?x:y)z)?m:z”,的值为,( ),。,4.3,选择结构,4.3.1,选择结构的概念,选择结构，是一种常用的主要基本结构，是

5、计算机,根据所给定选择,条件为真与否,，而决定从各实际可能的,不同操作分支中执行某一分支的相应操作。,4.3.2,条件语句,1,if,语句,语法形式：,if,(,表达式,),语句；,说明：如果表达式的值为,true,，则执行后面,if,语句所控制的,语句；如果表达式的值为,false,，则不执行,if,语句控制的语句，,而直接跳转执行后面的语句。,注意：如果,if,语句块中只有,一条,语句，则大括号,“,”,可以,省略。,编程：计算下面公式中的,b,的值。,2a+1 (a 100),b=,a (a,100),using System;,class value, static void Main

6、( ),Console.Write(,请输入,a,的值：,);,int a=int.Parse(Console.ReadLine();,int b=a;,if(a=100),b=2*a+1;,Console.WriteLine(b=0,b);,编程,:,输入三个数，将它们从大到小排序,int a, b, c, t=0;,Console.Write(,“,请输入第一个数,:,”,);,a= int.Parse(Console.ReadLine();,Console.Write(,“,请输入第二个数,:,”,);,b= int.Parse(Console.ReadLine();,Console.W

7、rite(,“,请输入第三个数,:,”,);,c= int.Parse(Console.ReadLine();,if,(a b),/,本条件语句实现,a=b, t = a; a = b; b = t; ,if,(a c),/,本条件语句实现,a=c, t = a; a = c; c = t; ,if,(b c),/,本条件语句实现,b=c, t = b; b = c; c = t; ,Console.WriteLine(,“,排序结果为,”,a,b,c);,2,if,else,语句,语法：,if,(,表达式,),语句块,1,；,else,语句块,2,；,说明：如果表达式的值为,true,，则执

8、行,if,语句,所控制的,语句块,1,；如果表达式的值为,false,，则执行,else,语句,所控制,的,语句块,2,。,例：输入一个数，对该数进行四舍五入。,using,System;,class,Value,static,void,Main(,),Console.WriteLine(,“,请输入,a,的值：”,);,double,a=double.Parse(Console.ReadLine(,);,int,b;,if(a-(int)a=0.5),b=(int)a+1;,else,b=(int)a;,Console.WriteLine(0,进行四舍五入后的值为：,1,，,a,，,b),；

9、,在,if,else,语句中可以,嵌套,使用多层,if,else,语句，如：,if,(,表达式,1),if(,表达式,2),if(,表达式,3),语句,1,；,else,语句,2,；,else,语句,3,；,else,语句,4,；,在使用这种结构时，要,注意,else,和,if,的配对关系,，其原则是：,从第,1,个,else,开始，一个,else,总和它上面离它最近的可配对的,if,配对。,例：,int,a=int.Parse(Console.ReadLine(,);,if,(a0),if,(a20),a=2*a;,if,(a100),a=a-50;,else,a=a+10;,/,这个,el

10、se,与,if,(a100),相配,else,a=-a;,/,这个,else,与,if,(a0),相配,Console.,WriteLine(“a=”,a),;,练习：,1.,若,int m, n, r;,则以下正确的是（,）,A,if (mn) r-; B,if (m= =n) r-;,C,if (!m) r-; D,if (m=n) r-;,2.,程序改错。,if(x=1),y+=5;,else,；,y+=10;,思考与练习,1.,为铁路编写计算运费的程序。假设铁路托运行李，规定每张,客票托运费的计算方法是：,行李重量不超过,50 kg,时，每千克,0.25,元；超过,50 kg,而不超,

11、过,100 kg,时，其超过部分每千克,0.35,元；超过,100 kg,时，其超过,部分每千克,0.45,元。,（编写完整的程序，上机实现）,分析：托运费的分段函数是什么？,答：设行李重量为,w,公斤，应付托运费为,x,元，则托运费的分段函数,是：,（,1,）,w=50,时，,x=0.25*w,（,2,）,50w=100,时，,x=0.25*50+0.35*(w-50),（,3,）,w100,时，,x=0.25*50+0.35*50+0.45*(w-100),double w,x=0;,Console.Write(,“,请输入重量”,);,w = double.Parse(Console.R

12、eadLine(),if,(w = 50),x = 0.25 * w,if,(,w50 ,if (w100),x = 0.25 * 50 + 0.35 * 50 + 0.45 * (w -,100),Console.WriteLine(,“,运费为,0,”,x);,3,else,if,语句,else,if,语句是,if,语句和,if,else,语句的组合，其一般形式如下：,if,(,表达式,1),语句,1,；,else,if,(,表达式,2),语句,2,；,else,if,(,表达式,n-1),语句,n-1,；,else,语句,n;,例：编写一个实现如下函数值的程序,-1,x0,f(x)=,0

13、,x=0,1,x0,using System;,class Test, static void Main( ), Console.Write(“,请输入,x,的值,: ),；,double x=double.Parse(Console.ReadLine( );,int y;,if (x0),y=1,；,else if (x=0),y=0,；,else,y=-1;,Console.WrteLine(“Y=0“,y),；,4.3.3,分支语句,格式：,switch(,表达式）,case,常量表达式,1:,语句,1;,break;,case,常量表达式,2:,语句,2;,break;,default

14、:,语句,n;,break; ,注意：,C#,要求每个,case,后使用,break,语句或跳转语句,goto,。所,有常量表达式的值不能相同。,编程,：,查询学生姓名，输入一个字符，如输入“,k”,时，显示,Kate,；输入“,m”,时，显示,Mary,；输入“,r”,时，显示,Rose,；输入“,T”,时，显示,Tom,；输入其,他字符时，显示,Other,Students,。,Console.Write(“Enter a character:);,char Name=(char)Console.Read();,switch(Name),case k:,Console.WriteLine(

15、Kate.);,break;,case m:,Console. WriteLine(Mary.);,break;,case r:,Console. WriteLine(Rose.);,break;,case T:,Console. WriteLine(Tom.);,break;,default:,Console.WriteLine(Other students. );,break;,注意：在,C#,中，两个或更多的,case,语句可以共用同一程序代码,：,例：,using System;,class Demo,public static void Main(),Console.Write(en

16、ter i=);,int i=int.Parse(Console.ReadLine();,switch(i),case 1:,case 2:,case 3:,Console.WriteLine(“i is 1,2 or 3.);,break;,case 4:,Console.WriteLine( i is 4. );,break;,思考与练习,1.,以下程序运行时，输出结果是什么？,int y = 1,x;,if (y!=0),x = 5;,x=3,else if y 0,x = 4;,else,x = 3;,Console.WriteLine(x=0,“, x);,4.4,循环结构,循环,是

17、指在指定的条件下多次,重复执行,一组语句。被重复,执行的一组语句称为,循环体,。,采用循环结构可以解决一些按一定规则重复执行的问题。,例如，统计一个班几十名学生，甚至全校几千名学生的学期成,绩，如求平均分、不及格人数等。,4.4.1,循环结构的概念,循环结构按其循环体是否嵌套从属的子循环结构，可分为,单循环结构,和,多重循环结构,。,4.4.2,while,语句和,do,while,语句,1,while,语句,语法格式：,while,(,条件表达式,),循环体,例,:,写出下列程序的运行结果。,using,System;,class,Sumw,static,void,Main(,),int,n

18、=1;,while,(n6),Console.,WriteLine(“n=,0,”,n);,结果,:,n+;,例,:,使用,while,语句，编程计算,1+2+,+1000,。,using System;,class Sumw,static void Main( ),int i=1, sum=0;,while (i=1000),sum+=i;,i+;,Console.WriteLine(“1+2+1000=0”,sum);,思考与练习,（,1,）如果要实现,sum=1+2+3+,+10,，,怎样修改程序,?,while(i=,10),（,2,）如果要实现,sum=30+31+32+,+50,，

19、,怎样修改程序,?,int i =,30;,While(i=,50),例,:,使用,while,语句，编程计算,10,的阶乘值。,using,System;,class,Value,static,void,Main(,),int,i=10;,long,x=1;,while,(i0),x*=i;,i-;,Console.WriteLine(,“,10!=0,”,x);,练习,:,1.,下列程序所计算的数学式是,(,int,a=0,i=2;,while(i100),a+=i;,i+=2;,A.,B.,C.,D.,a=1+2+4+,+98,a=1+2+4+,+100,a=2+4+6+,+98,a=2

20、+4+6+,+100,),循环语句允许,嵌套,，即,while,语句里面还可以再套,while,语句。,例：写出下列程序的运行结果。,using,System;,class,example,static,void,Main(,),int,i=1,j,s=0;,while(i=3),j=1;,while(j=2),s+;,j+;,i+;,Console.WriteLine(,“s,=0,”,s);,练习,:,1.,以下程序段的循环次数为（,int i=0, j=0;,）,while(i3), while(j2),j+;,i+;,2,do-while,语句,语法格式：,do,循环体；,while,

21、（条件表达式）；,循环语句,true,条件表达式,false,false,条件表达式,true,循环语句,dowhile,执行过程,while,执行过程,例：写出下列程序的运行结果。,using,System;,class,TestDoWhile,static,void,Main(,),int,x,y=0;,do,x=y+;,Console.WriteLine(x);,while(y5);,结果：,例：编程利用,do-while,语句实现,100,以内的能被,5,整除的数累加。,using,System;,class,EvenSum,static,void,Main(,),int,i=5,es

22、um=0;,do,esum+=5;,i+=5;,while(i=100);,Console.WriteLine(esum=0,esum);,例,:,使用,do-while,语句，编程计算,1!+2!+10!,。,using,System;,class,Sum,static,void,Main(,),int,i=1,j;,long,m,sum=0;,do,m=1;,j=1;,do,m*=j;,j+;,while(j=i);,sum+=m;,i+;,while,(i=10);,Console.WriteLine(,“,1!+2!+,+10!=0,”,sum);,练习：,1.while,语句循环结构

23、和,do.while,语句循环结构的区别在于（,A,while,语句的执行效率较高,B,do.while,语句编写程序较复杂,C,无论条件是否成立，,while,语句都要执行一次循环体,）,D,do.while,循环是先执行循环体，后判断条件表达式是否成,立，而,while,语句是先判断条件表达式，再决定是否执行循环,体,4.4.3 for,语句和,foreach,语句,1,for,语句,语法格式：,for,（表达式,1,；表达式,2,；表达式,3,）,循环体；,例：使用,for,循环语句，编程输出,120,的每个奇数的平方。,using System;,class square,static

24、 void Main( ),int s;,for (int i=1;i20;i+=2),s=i*i;,Console.Write(0t , s);,结果：,for,语句的几点说明：,（,1,）,如果对循环变量在,for,语句前已赋初值，则在,for,语句中可省,略表达式,1,，但要,保留其后的分号,。,.,int,i=1;,for(,;i=20;i+),.,（,2,）,for,语句可以省略表达式,2,，即不判断表达式条件是否成立，,循环将一直进行下去，但,应保留表达式,2,后面的分号,。此时，需,要在循环体中,添加跳出循环的控制语句,。,例：,for(int,i=1;,;i+),s=i*i;,

25、Console.WriteLine(0t,s);,if,(i=10),break;,（,3,）,for,中可以省略表达式,3,。此时应在循环体中添加改,变循环变量值的语句，以结束循环。,例：,for(,int,i=1;,i=10;,),s=i*i;,Console.WriteLine(0t,s);,i+;,（,3,）,for,语句中的,3,个表达式,可同时省略,。,int,i=1;,for(,;,;,),s=i*i;,Console.WriteLine(0t,s);,i+;,if,(i=10),break;,编程：用,for,语句输出,10,！的值,：,using System;,class

26、Test, static void Main( ), int i=1;,long m=1;,for(i=1;i=10;i+),m*=i;,Console.WriteLine(0!=1,i-1,m);,结果：,for,循环语句也可以嵌套。,例：利用,for,循环嵌套语句，求,1!+2!+3!+.+10!,的和。,using System;,class MultiSum, static void Main( ),long s=0, m=1;,for (int i=1; i=10; i+), m=1;,for (int j=1;j=i; j+),m*=j;,s=s+m;,Console.WriteL

27、ine(1!+2!+3!+.+10!=0 , s);,结果：,2,foreach,语句,foreach,语句用于,列举,集合中的每一个元素，并且通,过执行循环体对每一个元素进行操作。,foreach,语句只能,对集合中的元素进行循环操作。,foreach,语句的一般语法格式如下：,foreach,(,数据类型,标识符,in,表达式,),循环体,例,:,写出下列程序段的结果：,using System;,class Test, static void Main( ), double Array=16,12,31,8,21;,int intArray=1,2,3;,foreach(int i in

28、 intArray),Console.WriteLine(Arrayi );,结果：,练习：,1,以下程序段的循环次数为（,）,int a=new int 1,2,3 ,4,5;,foreach(int i in a),Console.WriteLine(t);,A,0 B,4,C,5 D,6,2.,以下程序运行后，变量,a,的值为,( ),int a=100;,for(int j=10;j0;j-=2),a-=j*3;,A,100 B,16,C,13 D,10,4.4.4,跳转语句,在,C#,中还可以用跳转语句来改变程序的执行顺序。,1,break,语句,在,switch,语句中，,brea

29、k,用来使程序流程跳出,switch,语,句,，,继,续执行,switch,后面的,语句；在,循环语句,中,，,break,用来从当前所在的循环内跳出。,语法格式：,break;,编程,：,任意给定一个整数,n,，判定其是否为素数（即只能被,1,和自,身整除）。,using System;,class Prime, static void Main(), Console.Write(,输入,n,的值：,);,int i=1,n;,n=int.Parse(Console.ReadLine();,while(+in),if(n%i=0),Console.WriteLine(0,不是素数,，,n);

30、,break;,if(i=n),Console.WriteLine(0,是素数,，,n);,2.,continue,语句,continue,语句用于循环语句中。,continue,语句并不,是跳出当前的循环，它只是终止一次循环，接着进行下,一次循环是否执行的判定。,语法格式：,continue;,写出下列程序段的运行结果：,1. int x=0,y=0; 2. for(int i=1;i10;i+),do Console.Write(i+ “ ”);, if (i%2=0),x=x+1; continue;,if (x%2!=0) Console.WriteLine( );,continue;

31、 ,结果,：,y=y+1;,while(x=10);,Console.WriteLine(“y=0”,y);,结果,：,用,continue,语句编程,：,输出,100,以内所有能被,7,整除的数。,using System;,class Output, public static void Main(), for(int j=1;j=100;j+),if(j%7!=0),continue;,Console.Write(“0,t”,j);,3,goto,语句,C#,中，,goto,语句是无条件跳转语句。当程序流程遇到,goto,语句时，就跳到它指定的位置。,操作时，,goto,需要一个标签，标

32、签是后跟冒号（,:,）的合法,的,C#,标识符，标签放在,goto,语句要跳转到的那一条语句的前面。,例如：,end:,a=i+8,语法格式：,goto,标签；,例：,goto,end;,标签必须和,goto,用在同一个方法中。,例：,using System;,class Test,static void Main(),goto H;,W:Console.WriteLine(“world”);,goto X;,H: Console.Write(“world”);,goto W;,X:Console.WriteLine(“Good bye!”);,注意：,goto,语句这种无条件跳转程序执行流

33、程的功,能，破坏了程序的可读行，在现在的程序设,计中，已不提倡使用,goto,语句。,4.5,异常处理,4.5.1,异常处理的概念,异常,：就是程序运行时发生的错误或某种意想不到的,状态。如溢出、被零除、数组下标超出界限以及内存不够,等。,通过使用,C#,异常处理系统就可以处理这些错误。,C#,为常见的程序错误定义了许多标准的异常，如除,0,错,误,(divide-by-zero),、访问越界（,index-out-of-range),等。,例如：当企图除以,0,（即除数是,0,）时，就会产生一个,DivideByZeroException,异常。,C#,通常在两种情况下产生异常：,（,1,）

34、在,C#,语句和表达式的处理过程中激发了某个异常的,条件，使得操作无法正常结束，引发异常。,（,2,）,throw,语句抛出异常,。,例如：当企图除以,0,（即除数是,0,）时，就会产生一个,DivideByZeroException,异常。,using System;,class NotHandled,static void Main(),int a=0, b=5;,Console.WriteLine(Before exception is generated. );,/,产生除,0,异常,b=b/a;,当程序有异常发生时，,C#,运行系统会捕获到它，这时,C#,运,行系统报告错误，并结束程

35、序。,例如：,using System;,class NotHandled,public static void Main(),int nums=new int4;,Console.WriteLine(“Before exception is generated.”);,/,产生数组越界访问异常,nums 7=10;,当发生数组越界错误时，程序停止执行，并显示如下错误信息：,4.5.2,异常的处理,捕获异常并处理的好处是不用把那些令人讨厌的系统默认,的异常消息提示给用户，而且能使产生异常的应用程序能够继,续执行。,在,C#,中用四个关键字：,try,、,catch,、,throw,、,finally,来管理,C#,异常处理。,1.,使用,try,和,catch,语句来捕获异常,异常处理的核心是,try,和,catch,。但这两个关键字得,配合使用，,不可以单独用,catch,。,当,try,中的一个异常被抛出时，它被相应的,catch,语,句,捕获,，该语句然后处理异常。,使用不带参数的,catch,语句可以捕获所有的异常。,例如：,using System;,class ExcDemo1, public st