C语言之逻辑运算-文档资料

1、1第四章第四章 逻辑运算和判断选取控制逻辑运算和判断选取控制 41 关系运算符和关系表达式关系运算符和关系表达式 关系运算关系运算是逻辑运算中比较简单的一种。所谓“关系关系运算运算”实际上是“比较运算比较运算”。将两个值进行比较，判断比较的结果是否符合给定的条件。例如，a a3 3是一个关系表达式，大于号（）是一个关系运算符，如果a的值为5，则满足给定的“a3”条件，因此关系表达式的值为“真”（即“条件满足”）；如果a的值为2，不满足“a3”条件，则称关系表达式的值为“假”。2 4.1.1 关系运算符及其优先次序关系运算符及其优先次序 C语言提供6种关系运算符： (1) （小于） (2) （大

2、于） (4) = （大于或等于） (5) = = （等于） (6) != （不等于）关于优先次序：1前4种关系运算符（，）的优先级别相同，后两种也相同。前4种高于后2种。例如，“”优先于“=”。而“”与“”优先级相同。 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。 高 低 算术运算符 关系运算符 赋值运算符例如：ca+b 等效于 c(a+b) ab!=c 等效于 (ab)!=c a=bc 等效于 a=（bb, abbc，（a3）（b=5），ab，（ab）（bc）关系表达式的值是一个逻辑值，即“真”或“假”。例如，关系表达式“53”的值为“假”“5=0”的值为“

3、真”。C语言没有逻辑型数据（Pascal语言以True表示“真”，以Fa1se表示“假”。PASCAL和FORTRAN等语言都有逻辑型变量和逻辑型常量），以1代表“真”，以“0”代表“假”。例如，若a=3，b=2，c=1，则： ab的值为”真”,表达式的值为1。（ab）=c的值为“真”（因为ab的值为1，等于c的值），表达式的值为1。 bca的值为“假”，表达式的值为0。 如果有以下赋值表达式： dab d的值为1。 fabc f的值为0（因为“”运算符是自左至右的结合方向，先执行“ab”，得值为1，再执行关系运算：“1c”得值0，赋给f4 42逻辑运算符和逻辑表达式逻辑运算符和逻辑表达式用逻

4、辑运算符将关系表达式或逻辑量连接起来就是逻辑表达式。下面介绍C语言中的逻辑运算符和逻辑运算。 4.2.1逻辑运算符及其优先次序逻辑运算符及其优先次序 C语言提供三种逻辑运算符： 1& 逻辑与（相当于其它语言中的AND） 2| 逻辑或（相当于其它语言中的OR） 3 ！ 逻辑非（相当于其它语言中的NOT） &和|”是“双目（元）运算符”，它要求有两个运算量（操作数），如（ab）&（xy）,（ab）|（xy）。“！”是“一目（元）运算符”，只要求有一个运算量，如！（ab）。 逻辑运算举例如下： a&b 若a,b为真，则a&b为真。 a|b 若a,b之一为真，则

5、a|b为真。 !a 若a为真，则!a为假。5 下表为逻辑运算的“真值表”。用它表示当a和b的值为不同组合时，各种逻辑运算所得到的值。 a b !a !b a&b a|b T T F F T T T F F T F F 在一个逻辑表达式中如果包含多个逻辑运算符，如 ！a&b|xy&c 优先次序：优先次序： 高高 低低 ！算术运算符算术运算符关系运算符关系运算符& |& |赋值运算符赋值运算符！a&b|xy&c (（!a）&b)|(xy)&c) (ab)&(xy) 可写成：ab&xy(a=b）|(x=y) 可写

6、成：a=b|xy （!a） |（ab） 可写成： ！a|ab6 4.2.2逻辑表达式逻辑表达式 如前所述，逻辑表达式的值应该是一个逻辑量“真”或“假”。C语言编译系统在给出逻辑运算结果时，以数值1代表“真”，以0代表“假”，但在判断一个量是否为“真”时，以以0 0代表代表“假假”，以非，以非0 0代表代表“真真”。即将一个非零的数值认作为“真”。例如： 若a4，则！a的值为0。因为a的值为非0，被认作“真”，对它进行“非”运算，得“假”，“假”以0代表。 若a=4，b=5，则a&b的值为1。因为a和b均为非0，被认为是“真”，因此a&b的值也为“真”，值为1。 a、b值同前，a

7、|b的值为1。 a、b值同前，！a|b的值为1。 4&0|2的值为1。 通过这几个例子可以看出，由系统给出的逻辑运算结果不是0就是1，不可能是其它数值。而在逻辑表达式中作为参加逻辑运算的运算对象（操作数）可以是0（“假”）或任何非0的数值（按“真”对待）。如果在一个表达式中不同位置上出现数值，应区分哪些是作为数值运算或关系运算的对象，哪些作为逻辑运算的对象，7例如 53&2|84-!0表达式自左至右扫描求解。首先处理“53”（因为关系运算符优先于&）。在关系运算符两侧的5和3作为数值参加关系运算，”53”的值为：1。再进行”1&2”的运算，此时1和2均是逻辑运算

8、对象，均作“真”处理，因此结果为1。再往下进行“1|84-!0”的运算。根据优先次序，先进行“！0”运算得1，因此，要运算的表达式变成：“1|84-1”，即“1|8d不被执行，因此n的值不是0而仍保持原值1。这点请读者注意。 熟练掌握C语言的关系运算符和逻辑运算符后，可以巧妙地用一个逻辑表达式来表示 一个复杂的条件。 例如，判别某一年year是否闰年。闰年的条件是符合下面二者之一：能被4整除，但 不能被100整除。能被4整除，又能彼400整除。 可以用一个逻辑表达式来表示： year40&(year100 !=0|year400=0) 当year为某一整数值时，上述表达式值为真（1），

9、则year为闰年；否则为非闰年。 可以加一个“！”用来判别非闰年： !( year40&year100 !=0|year400=0) 若表达式值为真（1）， year为非闰年。也可以用下面逻辑表达式判别非闰年：（year4！=0）|（year100=0|year400！=0） 表达式为真，year为非闰年。请注意表达式中右面的括弧内的不同运算符（，！，&、=）的运算优先次序。943 if语句语句 if语句是用来判定所给定的条件是否满足，根据判定的结果（真或假）决定执行给出的两种操作之一。 4.3.1 if语句的三种形式语句的三种形式 C语言提供了三种形式的if语句： 1if i

10、f （表达式）（表达式） 语句语句 例如：if（xy） printf（”d”,x）; 这种if语句的执行过程见图0表达式语句110 2ifif（表达式）（表达式） 语句语句1 else 1 else 语句语句2 2 例如：if(xy) printf（”d”,x）； else printf（”d”,y）； 见图表达式表达式语句语句1语句语句2真假113 if if （表达式（表达式1 1） 语句语句1 1 else if else if （表达式（表达式2 2） 语句语句2 2 else if else if（表达式（表达式3 3） 语句语句3 3 else if else if （表达式（表达

11、式m m） 语句语句m m else else 语句语句n n 流程图表达式表达式1FT表达式表达式3FT表达式表达式2FT表达式表达式4FT语句语句4语句语句5语句语句3语句语句2语句语句112 例如。 if （number500） cost015； else if（number300） cost=010： else if （number100） cost=0075； else if （number50） cost0.05; else cost0; 说明：三种形式的if语句中在if后面都有“表达式”，一般为逻辑表达式或关系表达式。例如，if（a=b&.x=y） printf（”a=b

12、,x=y”）；系统对表达式的值进行判断，若为若为0 0，按，按“假假”处理，若为非处理，若为非0 0，按，按“真真”处理，处理，执行指定的语句。假如有以下语句：if（3） printf(“ok.”）；是合法的，执行结果输出”ok”。因为表达式的值为3，按“真”处理。由此可见，表达式的类型不限于逻辑表达式，可以是任意的数值类型（包括整型、实型、字符型、指针型数据）。例如，下面的语句也是合法的： if（a） printf（”d”,a）；执行结果：输出a的AscII码97。13 2第二、第三种形式的讨语句中，在每个else前面有一分号，整个语句结束处有一分号。例如： if （x0） printf(“

13、%f”,x); else printf(“%f”,-x); 这是由于分号是C语句中不可缺少的部分，这个分号是让语句中的内卧语句所要求的。如果无此分号，则出现语法错误。但应注意，不要误认为上面是两个语句（if语句和else语句）。 它们都属于同一个if语句。else子句不能作为语句单独使用，它必须是if语句的一部分，与if配对使用。 3在if和else后面可以只含一个内嵌的操作语句（如上例），也可以有多个操作语句，此时用花括号“ ”将几个语句括起来成为一个复合语句。如： if （abc&bca&cab） s=05*(ab+c);area=sqrt（s*(s-a)*(s-b)*(s

14、-c)）； printf（”area6.2f”,area）； else printf （”it is not a trilateral”）； 注意在 外面不需要再加分号。因为 内是一个完整的复合语句，不需另附加分号。14 例4。1输入两个实数，按代数值由小到大次序输出这两个数。 /* example 4.1 at page 53 */main()float a,b,t;scanf(%f,%f,&a,&b);if(ab) t=a;a=b;b=t;printf(%5.2f,%5.2f,a,b); 运行情况如下。 3.6,-3.2一32036015例42输入三个数，按大小顺序输出。m

15、ain()float a,b,c,t; printf(Input a,b,cn);scanf(%f,%f,%f,&a,&b,&c);if(ab) t=a;a=b;b=t;if(ac) t=a;a=c;c=t;if(bc) t=b;b=c;c=t;printf(%5.2f,%5.2f,%5.2f,a,b,c); 运行情况如下： 3，7，1 1O0，300，70016 4.3.2语句的嵌套语句的嵌套 在if语句中又包含一个或多个if语句称为if语句的嵌套。一般形式如下： if () if（）语句1 else 语句2 else if (）语句3 else 语句4 应当注意应当

16、注意ifif与与elseelse的配对关系。从最内层开始，的配对关系。从最内层开始，elseelse总是与它上总是与它上面最近的（未曾配对的）面最近的（未曾配对的）ifif配对配对。假如写成： 1f （） if（）语句1 else if （）语句2 else 语句3编程序者把else写在与第一个if（外层if）同一列上，希望else与第一个if对应，但实际上else是与第二个if配对，因为它们相距最近。因此最好使内嵌if语句也包含else部分，这样if的数目和else的数目相同，从内层到外层一一对应，不致出措。17如果if与else的数目不一样，为实现程序设计者的企图，可以加花括弧来确定配对关

17、系。例如： if( ） if （ ）语句1 else 语句2这时if限定了内嵌if语句的范围，因此else与第一个让配对。 例43有一函数： -1 (x0)编一程序，输入一个x值，输出y值。 有以下几种写法，请读者判断哪些是正确的？18程序1： main （） int x，y; scanf（”d”，x）； if(x=0） if(x0) y=1; else y=0； else y一1; 19程序3： 将上述if语句改为： y一1； if(x!=0) if（x0） y1： else y0； 程序4： y0； if(x=0) if（x0） y1； else y-1; 只有程序1和2是正确的。一般把内

18、嵌的if语句放在外层的else子句中（如程序1那样）,这样由于有外层的else相隔，内嵌的else不会和外层的if配对，而只能与内嵌的让配对，从而不致搞混，如像程序3、4那样就容易混淆。20 4.3.3条件运算符条件运算符 若if语句中，在表达式为“真”和“假”时，且都只执行一个赋值语句给同一个变量赋值时，可以用简单的条件运算符来处理。例如，若有以下if语句： if （ab） max=a; else maxb;可以用下面的条件运算符条件运算符(? :? :)来处理： max（ab）？a:b;其中”（ab）？a:b”是一个“条件表达式条件表达式”。它是这样执行的。如果（ab）条件为真，则条件表式

19、取值a,否则取值b. 条件运算符要求有三个操作对象三个操作对象, ,称三目称三目( (元元) )运算符。运算符。条件表达式的一般形式为 表达式表达式1 1？表达式？表达式2 2：表达式：表达式3 3 它的执行过程见图47。表达式1表达式2表达式3T (1)F(0)21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，此时表达式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的值就是整个条件表达式的值。 max（ab）？a：b执行结果就是将条件表达式的值赋给max，也就是将a和b二者中大者赋给max。 2条件运算符优先于赋值运算符，因此

20、上面赋值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。因此， max=（ab）？a：b括号可以不要，可写成 max=ab？a：b如果有 ab？a：b+1相当于ab？a：（b十1），而不相当于（ab？a：b）1。223。条件运算符的结合方向为“自右至左”。如果有以下条件表达式： ab？a：cd？c：d相当于 ab？a：（cd？c：d）a=1，b=2，c=3，d4，则条件表达式的值等于4。 4条件表达式不能取代一般的if语句，只有在if语句中内嵌的语句为赋值语句（且两个分支都给同一个变量赋值）时才能代替if语句。象下面的if语句就无法

21、用一个条件表达式代替。 if（ab） printf（“d”，a）； else printf（“d”，b）；但可以用下面语句代替： printf（”d”，ab？a:b）;即将条件表达式的值输出。 5条件表达式中，表达式1的类型可以与表达式2和表达式3的类型不同。如 x?a:bx是整型变量，若x=0，则条件表达式的值为b。表达式2和表达式3的类型也可以不同，此时条件表达式的值的类型为二者中较高的类型。如 xy？1：1.5如xy值应为1，由于15是实型，比整型高（见第二章27），因此，将1转换成实型值10。23例44输入一个字符，判别它是否大写字母，如果是，将它转换成小写字母；如果不是，不转换。然后

22、输出最后得到的字符。 /* example 4.4 at page 57 */main()char ch;scanf(%c,&ch);ch=(ch=A & ch=Z)?(ch+32):ch;printf(%c,ch); 运行结果如下： 条件表达式中的（ch32），其中32是小写字母和大写字母ASCII码的差值（请参阅附录1）。24 44 switch语句语句 switch语句是多分支选择多分支选择语句。if语句只有两个分支可供选择，而实际问题中常常需要用到多分支的选择。例如，学生成绩分类（90分以为A等，8089分为B等，7079分为c，等，）；人口统计分类（按年龄分为老、中、

23、青、少、儿童）；工资统计分类；银行存款分类；等。当然这些都可以用嵌套的让语句来处理，但如果分支较多，则嵌套的if语句层数多，程序冗长而且可读性降低。C语言提供switch语句直接处理多分支选择，它相当于Pascal语言中的case语句。它的一般形式如下： switch （表达式） case常量表达式1：语句1 case常量表达式2：语句2 case常量表达式n：语句n default ：语句n十1 25例如，根据考试成绩的等级打印出百分制分数段： switch （grade） caseA： printf （“85100n”）； caseB： printf（“7084n”）； caseC： pr

24、intf （“6069n”）； case D： printf（“60n”）； default ： printf （”errorn”）； 26 说明： 1switch后面括弧内的“表达式”，可以是整型表达式或字符型表达式，也可以是枚举型数据（见第十章）。对其它类型，原来的C标准是不允许的，而新的ANSI标准允许上述表达式和case常量表达式为任何类型。 2当表达式的值与某一个case后面的常量表达式的值相等时，就执行此case后面的语句，若所有的case中的常量表达式的值都没有与表达式的值匹配的，就执行defau1t后面的语句。3。每一个case的常量表达式的值必须互不相同，否则就会出现互相矛盾

25、的现象（对表达式的同一个值，有两种或多种执行方案）。 4各个case的出现次序不影响执行结果。例如，可以先出现caseD：，然后是caseA： 5。执行完一个case后面的语句后，流程控制转移到下一个case继续执行。“case常量表达式常量表达式”只是起语句标号作用只是起语句标号作用，并不是在该处进行条件判断。在执行switch语句时，根据switch后面表达式的值找到匹配的人口标号，就从此标号开始执行下去，不再进行判断。27例如，上面的例子中，若grade的值等于A，则将连续输出： 85100 7084 6069 60 error因此，应该在执行一个case分支后，使流程跳出switch结构，即终止switch语句的执行，可以用了个break语句来达到此目的，将上面的switch结构改写如下： switch （grade） caseA：printf（“85100n”）； break； caseB：printf（“7084n”）； break； caseC：printf（“16069n”）；break； caseD：printf(“60n”)； break; default printf(“errorn“)； A B C D 其它85100708460690,有两个不等实根。 b2一