第4章选择结构程序设计(1)

1、2022-4-291第第4 4章章 选择结构程序选择结构程序设计设计2022-4-292第4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要设计选择结构程序，要考虑两个方面的问题：一是在题：一是在C语言中如何来表示条件，二是在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。语言中实现选择结构用什么语句。在在C语言中表示条件，一般用关系表达式或语言中表示条件，一般用关系表达式或逻辑表达式，实现选择结构用逻辑表达式，实现选择结构用if语句或或switch语语句。句。1 关系运算及其表达式2 逻辑运算及其表达式3 if语句4 switch语句5 选择结构程序举例良好的源程序书

2、写风格注释2022-4-293第第4章章 选择结构程序设计选择结构程序设计根据选择结构的组成特点，分析问题时着重明根据选择结构的组成特点，分析问题时着重明确以下两点：确以下两点：1 1）条件是什么）条件是什么2 2）条件成立和不成立时分别执行什么操作。）条件成立和不成立时分别执行什么操作。2022-4-294 引例引例计算函数值：计算函数值： sin(x)/x x0y= 1 x=0需考虑：需考虑：输入输入x x判断判断x x的值的值根据根据x x值，计算值，计算y y值值输出输出y y值值显然，显然，顺序程序不能够实现，须顺序程序不能够实现，须引入选择结构程序。引入选择结构程序。关系运算关系运

3、算选择结构选择结构Enter x: 2x=2.00 y=0.45462022-4-295一、一、 关系运算及其表达式关系运算及其表达式P91 所谓所谓“关系运算关系运算”实际上就是实际上就是“比较运算比较运算”，即将，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。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，例如，“a b”中的中的“”表示一个大于关系运算。表示一个大于关系运算。如果如果a的值是的值是5，b的值是的值是3，则大于关系运算，则大于关系运算“”的结的结果为果为“真真”，即条件成立；如果，即条件成立；如果a的值是的值是2，b的值是的值是3，则大于关系运算则大于关系

4、运算“”的结果为的结果为“假假”，即条件不成立。，即条件不成立。2022-4-2961、 关系运算符及其优先次序1关系运算符C语言提供语言提供6种关系运算符：种关系运算符： (小于小于) (大于大于) = (大于或等于大于或等于) = (等于等于) != (不等于不等于)注意：在语言中，在语言中，“等于等于”关系运算符是双等号关系运算符是双等号 “= =”，而不是单等号，而不是单等号“= ”（赋值运算符）。（赋值运算符）。 2优先级 （1）在关系运算符中，前）在关系运算符中，前4个优先级相同，后个优先级相同，后2个也相同，个也相同，且前且前4个高于后个高于后2个。个。 （2）与其它种类运算符的

5、）与其它种类运算符的优先级关系优先级关系 关系运算符的优先级，低关系运算符的优先级，低于算术运算符，但高于赋值运于算术运算符，但高于赋值运算符。算符。(P379) 2022-4-2972、关系表达式 1关系表达式的概念: 用关系运算符将两个表达式连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。接起来，进行关系运算的式子。 例如例如，下面的关系表达式都是合法的：，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 （ 非逻 辑 值 （ 非 “ 真真 ” 即即“假假”）。）。 由于语言没有逻辑型数据，所以用由于语言没有

6、逻辑型数据，所以用:整数“”表示表示“逻辑真”；用；用整数“”表示表示“逻辑假”。2022-4-298例如例如，假设假设n1=3，n2=4，n3=5，则：，则： （1）n1n2的值的值 （2）(n1n2)!=n3的值的值 （3）n1n3n2的值的值 （4）(n1=0”。如果需要描述。如果需要描述“x=0”、同时、同时“x=0) & (x10) ，(x5) ，! (x= =0)， (year%4=0)&(year%100!=0)|(year%400=0) （2）运算规则）运算规则 1）&：当且仅当两个运算量的值都为当且仅当两个运算量的值都为“真真”时，运算时，运算结果为结

7、果为“真真”，否则为，否则为“假假”。 2） | ：当且仅当两个运算量的值都为当且仅当两个运算量的值都为“假假”时，运算结时，运算结果为果为“假假”，否则为，否则为“真真”。 3） ! ：当运算量的值为当运算量的值为“真真”时，运算结果为时，运算结果为“假假”；当运算量的值为当运算量的值为“假假”时，运算结果为时，运算结果为“真真”。例如，例如，假定假定x=5，则则(x=0) & (x10)的值为的值为“真真”， (x5)的值为的值为“假假”。2022-4-2911 2逻辑运算符的运算优先级逻辑运算符的运算优先级(P93) (1) 逻辑非的优先级最高，逻辑与次之，逻辑或最低，逻辑非的优

8、先级最高，逻辑与次之，逻辑或最低，即：即：！（非）！（非） &（与）（与） |（或）（或）(2) 与其它种类运算符的优先关系与其它种类运算符的优先关系 ！ 算术运算算术运算 关系运算关系运算 & | 赋值运算赋值运算 2022-4-29122、逻辑表达式 1逻辑表达式逻辑表达式:是指用逻辑运算符将是指用逻辑运算符将1个或多个表个或多个表达式连接起来，进行逻辑运算的式子。在达式连接起来，进行逻辑运算的式子。在C语言中，语言中，用逻辑表达式表示多个条件的组合。用逻辑表达式表示多个条件的组合。 例如，例如，(year%4=0)&(year%100!=0)|(year%400=

9、0)是一个判断一个年份是否是闰年的逻辑表达式。是一个判断一个年份是否是闰年的逻辑表达式。 逻辑表达式的值也是一个逻辑值（非逻辑表达式的值也是一个逻辑值（非“真真”即即“假假”）。）。2022-4-2913 2逻辑量的真假判定逻辑量的真假判定和和非 语言用整数语言用整数“”表示表示“逻辑真逻辑真”、用、用“”表示表示“逻辑假逻辑假”。 判断一个数据的判断一个数据的“真真”或或“假假”时，却以和非为时，却以和非为根据：如果为，则判定为根据：如果为，则判定为“逻辑假逻辑假”；如果为非，；如果为非，则判定为则判定为“逻辑真逻辑真”。 例如例如，假设，假设num=12，则：，则： ！num的值的值 nu

10、m=1 num31的值的值 0112022-4-2914 3 3说明说明（1）逻辑运算符两侧的操作数，除可以是）逻辑运算符两侧的操作数，除可以是和非的整数外，也和非的整数外，也可以是其它任何类型的数可以是其它任何类型的数据据，如实型、字符型等。，如实型、字符型等。（2）在计算逻辑表达式时，只有在必须执行）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即并不是所有的表达式都被求解）。即：。即： 1）对于逻辑与运算）对于逻辑与运算，如果第一个操作数被判定，如果第一个操作数被判定为为“假假”，系统不再判定或

11、求解第二操作数。，系统不再判定或求解第二操作数。 2）对于逻辑或运算）对于逻辑或运算，如果第一个操作数被判定，如果第一个操作数被判定为为“真真”，系统不再判定或求解第二操作数。，系统不再判定或求解第二操作数。 例如，例如，假设假设n1=1、n2=2、n3=3、n4=4、x=1、y=1则求解表达式则求解表达式“(x=n1n2)&(y=n3n4)”后，后，x=？，？，y=？，表达式的值？，表达式的值=？0102022-4-2915 这是这是C99所增加的一种数据类型所增加的一种数据类型_BoolP378 可以将关系运算和逻辑运算的结果存到一可以将关系运算和逻辑运算的结果存到一个逻辑型变量中

12、，以便于分析和运算。个逻辑型变量中，以便于分析和运算。2022-4-2916三、三、 if语句和条件运算符1、if语句例1 输入任意三个整数输入任意三个整数n1、n2、n3，求三个数中的最大值。，求三个数中的最大值。#include int main()int n1,n2,n3,max; printf(“Please input three numbers:”); scanf(“%d,%d,%d”,&n1,&n2,&n3); if (n1n2) max=n1; else max=n2; if (n3max) max=n3; printf(“The three numbe

13、rs are: %d,%d,%dn,n1,n2,n3); printf(max=%dn,max); return 0；程序运行情况如下：程序运行情况如下：Please input three numbers:11,22,18 The three numbers are:11,22,18max=22这种优化形式的基本思想是：这种优化形式的基本思想是：首先取一个数预置为首先取一个数预置为max（最大（最大值），然后再用值），然后再用max依次与其余依次与其余的数逐个比较，如果发现有比的数逐个比较，如果发现有比max大的，就用它给大的，就用它给max重新赋重新赋值，比较完所有的数后，值，比较完所有的

14、数后，max中中的数就是最大值。这种方法，对的数就是最大值。这种方法，对从从3个或个或3个以上的数中找最大值个以上的数中找最大值的处理，非常有效。的处理，非常有效。max=n1;if(n2max) max=n2;2022-4-2917例例2输入任意三个数输入任意三个数n1、n2、n3，按从小到大的顺序排序输出。，按从小到大的顺序排序输出。#include void main()int n1,n2,n3,temp; printf(Please input three numbers:); scanf(%d,%d,%d,&n1,&n2,&n3); if (n1n2) tem

15、p=n1;n1=n2;n2=temp; if (n2n3) temp=n2;n2=n3;n3=temp; if (n1n2) temp=n1;n1=n2;n2=temp; printf(Three numbers after sorted: %d,%d,%dn,n1,n2,n3);程序运行情况如下：Please input three numbers: 22,18,11Three numbers after sorted: 11,18,222022-4-29181if语句的一般格式语句的一般格式 if(表达式表达式) 语句组语句组1; else 语句组语句组2; （1）if语句中的语句中的“表

16、达式表达式”必须用必须用“(”和和“)”括起来。括起来。 （2）else子句（可选）是子句（可选）是if语句的一部分，必须与语句的一部分，必须与if配对使用，不配对使用，不能单独使用。能单独使用。 （3）当）当if和和else下面的语句组，仅由一条语句构成时，也可不使下面的语句组，仅由一条语句构成时，也可不使用复合语句形式用复合语句形式,即去掉花括号即去掉花括号“ ”。2022-4-29192if语句的执行过程语句的执行过程（1）缺省）缺省else子句时子句时(P89) 当当“表达式表达式”的值不等于的值不等于0（即判定为（即判定为“逻辑真逻辑真”）时，则执行语）时，则执行语句组句组1，否则直

17、接转向执行下一条。，否则直接转向执行下一条。（2）指定）指定else子句时子句时 当当“表达式表达式”的值不等于的值不等于0（即判定为（即判定为“逻辑真逻辑真”）时，则执行语）时，则执行语句组句组1，然后转向下一条语句；否则，执行语句组，然后转向下一条语句；否则，执行语句组2。 3if语句的嵌套与嵌套匹配原则语句的嵌套与嵌套匹配原则 if语句允许嵌套。语句允许嵌套。所谓所谓if语句的嵌套是指，在语句的嵌套是指，在“语句组语句组1”或（和）或（和）“语句组语句组2”中，又包含有中，又包含有if语句的情况。语句的情况。 if语句嵌套时，语句嵌套时，else子句与子句与if的匹配原则：的匹配原则：与

18、在它上面、距它最近、与在它上面、距它最近、且尚未匹配的且尚未匹配的if配对。配对。 为明确匹配关系，避免匹配错误，为明确匹配关系，避免匹配错误，建议：建议：将内嵌的将内嵌的if语句，一律语句，一律用花括号括起来。用花括号括起来。表达式表达式语句语句1真（非真（非0）假假（0） 条件条件 语句语句1 语句语句2YN2022-4-2920例例3 写一程序，从键盘上输入一个年份写一程序，从键盘上输入一个年份year（4位十位十进制数），判断其是否闰年。进制数），判断其是否闰年。算法设计要点：算法设计要点： 1）闰年的条件是：能被）闰年的条件是：能被4整除、但不能被整除、但不能被100整除，或者能被整

19、除，或者能被400整除。整除。 2）如果能被整除，则余数为，即如果的值等于）如果能被整除，则余数为，即如果的值等于，则表示能被整除！，则表示能被整除！ 3）首先将是否闰年的标志）首先将是否闰年的标志leap预置为预置为0（非闰年），这样仅当（非闰年），这样仅当year为闰年时将为闰年时将leap置为置为1即可。这种处理两种状态值的方法，对即可。这种处理两种状态值的方法，对优化算法和提高程序可读性非常有效。优化算法和提高程序可读性非常有效。2022-4-2921#include main()int year,leap=0; /* leap=0：预置为非闰年：预置为非闰年*/ printf(Ple

20、ase input the year:); scanf(%d,&year); if (year % 4=0) if (year % 100 != 0) leap=1; if (year%400=0) leap=1; if (leap) printf(%d is a leap year.n,year); else printf(%d is not a leap year.n,year);利用逻辑运算能描述复杂条件的特点，可将上述程序优化如下：利用逻辑运算能描述复杂条件的特点，可将上述程序优化如下：#include main()int year; printf(Please input t

21、he year:); scanf(%d,&year); if (year%4=0 & year%100!=0)|(year%400=0) printf(%d is a leap year.n,year); else printf(%d is not a leap year.n,year);参考程序如下：参考程序如下：/*功能：说明功能：说明if语句的嵌套格式和用法。语句的嵌套格式和用法。*/2022-4-29224说明 （1）if后面的后面的“表达式表达式”，除常见的关系表达式或逻辑表达式外，也允，除常见的关系表达式或逻辑表达式外，也允许是其它类型的数据，如整型、实型、字符型等

22、。许是其它类型的数据，如整型、实型、字符型等。 （2）if语句允许嵌套，但嵌套的层数不宜太多。在实际编程时，应适当语句允许嵌套，但嵌套的层数不宜太多。在实际编程时，应适当控制嵌套层数控制嵌套层数(23层层)。 （3）“语句组语句组1”和和“语句组语句组2”，可以只包含一个简单语句，也可以是复，可以只包含一个简单语句，也可以是复合语句。合语句。务必牢记：不管是简单语句，还是复合语句中的各个语句，每个语句后面不管是简单语句，还是复合语句中的各个语句，每个语句后面的分号必不可少！的分号必不可少！ 例如，例如，例1中的：中的： if (n1n2) max=n1; else max=n2; if行后面的

23、赋值语句行后面的赋值语句“max=n1;”分号不能省略。但不要误认为分号不能省略。但不要误认为if和和else是是2个独立的语句，它们都属于个独立的语句，它们都属于if语句中的一部分，语句中的一部分，else是是if语句的子句。语句的子句。2022-4-2923条件运算符(P97) 1一般格式： 表达式表达式1？表达式？表达式2：表达式：表达式3 条件表达式中的条件表达式中的“表达式表达式1”、“表达式表达式2”、“表达表达式式3”的类型，可以各不相同。的类型，可以各不相同。 2运算规则 如果如果“表达式表达式1”的值为非的值为非0(即逻辑真即逻辑真)， 则运算结果则运算结果等于等于“表达式表

24、达式2”的值；否则，运算结果等于的值；否则，运算结果等于“表达式表达式3”的值。如图的值。如图4.9、4.10所示。所示。 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。其结合性为系运算符和算术运算符。其结合性为“从右到左从右到左”（即右结合性）。（即右结合性）。2022-4-2924#include main() char ch; printf(Input a character: ); scanf(%c,&ch); ch=(ch=A & ch=Z) ? (ch+32) : ch ; p

25、rintf(ch=%cn,ch); 例例4 从键盘上输入一个字符，如果它是大写字母，则把它转从键盘上输入一个字符，如果它是大写字母，则把它转换成小写字母输出；否则，直接输出。换成小写字母输出；否则，直接输出。2022-4-2925四、四、switch语句语句C语言提供了语言提供了switch语句直接处理多分支选择。语句直接处理多分支选择。例例5 从键盘上输入一个百分制成绩从键盘上输入一个百分制成绩score，按下列原则输出其等，按下列原则输出其等级：级：score90，等级为，等级为A；80score90，等级为，等级为B；70score80，等级为等级为C；60score70，等级为，等级为

26、D；score60，等级为，等级为E。#include main()int score, grade; printf(“Input a score(0100): ”); scanf(“%d”, &score); grade = score/10; /*将成绩整除将成绩整除10，转化成，转化成switch语句中的语句中的case标号标号*/ switch (grade) case 10: case 9: printf(“grade=An”); break;2022-4-2926 case 8: printf(grade=Bn); break; case 7: printf(grade=C

27、n); break; case 6: printf(grade=Dn); break; case 5: case 4: case 3: case 2: case 1: case 0: printf(“grade=En”); break; default: printf(“The score is out of range!n”);程序运行情况如下：程序运行情况如下：Input a score(0100): 85 grade=B2022-4-2927 case 8: printf(grade=Bn); case 7: printf(grade=Cn); case 6: printf(grade=

28、Dn); case 5: case 4: case 3: case 2: case 1: case 0: printf(“grade=En”); default: printf(“The score is out of range!n”);程序运行情况如下：程序运行情况如下：Input a score(0100): 85 2022-4-29281switch语句的一般形式语句的一般形式switch(表达式表达式) case 常量表达式常量表达式1：语句组；：语句组；break； case 常量表达式常量表达式2：语句组；：语句组；break; . case 常量表达式：语句组；常量表达式：语句

29、组；break； default：语句组；：语句组；break; 2执行过程执行过程 1）当）当switch后面后面“表达式表达式”的值，与某个的值，与某个case后面的后面的“常量表达常量表达式式”的值相同时，就执行该的值相同时，就执行该case后面的语句（组）；当执行到后面的语句（组）；当执行到break语语句时，跳出句时，跳出switch语句，转向执行语句，转向执行switch语句的下一条。语句的下一条。 2）如果没有任何一个）如果没有任何一个case后面的后面的“常量表达式常量表达式”的值，与的值，与“表达表达式式”的值匹配，则执行的值匹配，则执行default 后面的语句（组）。然后

30、，再执行后面的语句（组）。然后，再执行switch语句的下一条。语句的下一条。2022-4-29293说明说明 （1）switch后面的“表达式”，可以是int、char和枚举型中的一种。 （2）每个case后面“常量表达式”的值，必须各不相同，否，否则会出现相互矛盾的现象（即对表达式的同一值，有两种或两种则会出现相互矛盾的现象（即对表达式的同一值，有两种或两种以上的执行方案）。以上的执行方案）。 （3）case后面的常量表达式仅起语句标号作用，并不进行条件判断。系统一旦找到入口标号，就从此标号开始执行，不再进系统一旦找到入口标号，就从此标号开始执行，不再进行标号判断，所以必须加上行标号判断，

31、所以必须加上break语句，以便结束语句，以便结束switch语句。语句。思考题：思考题：如果去掉如果去掉例5程序中的所有程序中的所有break语句，且输语句，且输入的成绩为入的成绩为75，输出会如何？，输出会如何？2022-4-2930（4）各case及default子句的先后次序，不影响程序执行结果。（5）多个case子句，可共用同一语句（组）。例如例如，在，在例5中中,case 10: 和和case 9: 共用语句共用语句【printf(”grade=An“); break;】case 5: case 0: 共用语句共用语句【printf(”grade=En“); break;】（6）用

32、switch语句实现的多分支结构程序，完全可以用if语句或if语句的嵌套来实现。2022-4-2931解题思路：处理以下各情况解题思路：处理以下各情况1、 ，有两个相等实根，有两个相等实根 2、 ，有两个不等实根。，有两个不等实根。 3、 ，有两个共轭复根。，有两个共轭复根。 应当以应当以p+qi和和p-qi的形式输出复根的形式输出复根 其中，其中，p=-b/2a，q=( )/2a042 acb042 acb042 acb2|4|bac五、五、选择结构程序设计举例选择结构程序设计举例例例6 求一元二次方程求一元二次方程ax2+bx+c=0的解（的解（a0）。）。(P108)2022-4-293

33、22022-4-2933#include #include main() double a,b,c,disc,x1,x2,p,q; scanf(“%lf,%lf,%lf”, &a, &b, &c); disc=b*b-4*a*c; if (fabs(disc)1e-6) x1=(-b+sqrt(disc)/(2*a);/*求出两个不相等的实根求出两个不相等的实根*/ x2=(-b-sqrt(disc)/(2*a); printf(x1=%7.2f,x2=%7.2fn, x1, x2); else p=-b/(2*a);/*求出两个共轭复根求出两个共轭复根*/ q=sqr

34、t(fabs(disc)/(2*a); printf(“x1=%7.2f + %7.2f in“, p, q);/*输出两个共轭复根输出两个共轭复根*/ printf(”x2=%7.2f - %7.2f in“, p, q); 说明说明：由于实数在计算机中存储时，经常会由于实数在计算机中存储时，经常会有一些微小误差，所以本例判断有一些微小误差，所以本例判断disc是否为是否为0的方法是：判断的方法是：判断disc的绝对值是否小于一个的绝对值是否小于一个很小的数（例如很小的数（例如10-6）。）。2022-4-2934例例7 已知某公司员工的保底薪水为已知某公司员工的保底薪水为500，某月所接工

35、程的利润，某月所接工程的利润profit（整数）与（整数）与利润提成的关系如下（计量单位：元）利润提成的关系如下（计量单位：元） profit1000没有提成；没有提成；1000 profit2000提成提成10%；2000 profit5000提成提成15%；5000 profit10000提成提成20%；10000profit提成提成25%。 算法设计要点：算法设计要点：为使用为使用switch语句，必须将利润语句，必须将利润profit与提成的关系，转换成某些整数与提成的与提成的关系，转换成某些整数与提成的关系。分析本题可知，提成的变化点都是关系。分析本题可知，提成的变化点都是1000的

36、整数倍（的整数倍（1000、2000、5000、），如果将利润），如果将利润profit整除整除1000，则当：，则当： profit1000对应对应0、11000 profit2000对应对应1、22000 profit5000对应对应2、3、4、55000 profit10000对应对应5、6、7、8、9、1010000profit对应对应10、11、12、 为解决相邻两个区间的重叠问题，最简单的方法就是：利润为解决相邻两个区间的重叠问题，最简单的方法就是：利润profit先减先减1（最小（最小增量），然后再整除增量），然后再整除1000即可：即可： profit1000对应对应0 100

37、0 profit2000对应对应1 2000 profit5000对应对应2、3、4 5000 profit10000对应对应5、6、7、8、9 10000profit对应对应10、11、12、2022-4-2935#include main() long profit; int grade; float salary=500; printf(Input profit: ); scanf(%ld, &profit); grade= (profit 1) / 1000;/*将利润将利润-1、再整除、再整除1000，转化成，转化成 switch语句中的语句中的case标号标号*/ swit

38、ch (grade) case 0: break;/*profit1000 */ case 1: salary += profit*0.1; break;/*1000profit2000 */ case 2: case 3: case 4: salary += profit*0.15; break; /*2000profit5000 */ case 5: case 6: case 7: case 8: case 9: salary += profit*0.2; break;/*5000profit10000 */ default: salary += profit*0.25;/*10000profit */ printf(salary=%.2fn, salary); 2022-4-2936良好的源程序书写风