c程序设计 谭浩强 第05章课件

1、第第5 5章章 选择结构程序设计选择结构程序设计5.1关系运算符和关系表达式关系运算符和关系表达式5.2逻辑运算符和逻辑表达式逻辑运算符和逻辑表达式5.3if语句语句5.4switch语句语句5.5程序举例程序举例5.1 关系运算符和关系表达式关系运算符和关系表达式n所谓所谓“关系运算关系运算”实际上是实际上是“比较运算比较运算”。n例如，例如，a3是一个关系表达式，大于号是一个关系表达式，大于号()是是一个关系运算符。一个关系运算符。5.1.1 关系运算符及其优先次序关系运算符及其优先次序nC语言提供语言提供6种关系运算符：种关系运算符：n优先级相同优先级相同 (高高): (小于小于) =(

2、小于或等于小于或等于) (大于大于) =(大于或等于大于或等于)n优先级相同优先级相同 (低低): = = (等于等于) !=(不等于不等于)n关系运算符的优先级低于算术运算符关系运算符的优先级低于算术运算符, 高于赋值高于赋值运算符。见图运算符。见图5.1。例如：例如：ncab 等效于等效于 c(ab)nab=c 等效于等效于(ab)=cna=bc等效于等效于a=(bc)图图5.15.1.2 关系表达式关系表达式n用用关系运算符关系运算符将将两个表达式两个表达式连接起来的式子，连接起来的式子，称关系表达式。称关系表达式。n例如，下面都是合法的关系表达式：例如，下面都是合法的关系表达式：ab，

3、abbc，(a=3)(b=5)，ab，(ab)(bc)n关系表达式的值关系表达式的值是一个是一个逻辑值逻辑值，即，即“真真”或或“假假”。例如，关系表达式。例如，关系表达式“5=3”的值为的值为“假假”，“5=0”的值为的值为“真真”。nC语言没有逻辑型数据，语言没有逻辑型数据，以以1代表代表“真真”，以，以“0”代表代表“假假”。例如，。例如，a=3，b=2，c=1，则：，则：n关系表达式关系表达式“ab”n关系表达式关系表达式“(ab)=c”n关系表达式关系表达式“bca”n如果有以下赋值表达式：如果有以下赋值表达式：d=ab 则则d的值为的值为1。nf=abc，则，则f的值为的值为0，因

4、为，因为“”运算符是自左运算符是自左至右的结合方向。至右的结合方向。先计算先计算ab，值为，值为1,1c,错误，错误，f=0。5.2 逻辑运算符和逻辑表达式逻辑运算符和逻辑表达式n用逻辑运算符将用逻辑运算符将关系表达式或逻辑量关系表达式或逻辑量连接起来连接起来的式子就是逻辑表达式。的式子就是逻辑表达式。5.2.1 逻辑运算符及其优先次序逻辑运算符及其优先次序nC语言提供三种逻辑运算符：语言提供三种逻辑运算符：n(1) & 逻辑与逻辑与n(2) | 逻辑或逻辑或n(3) ! 逻辑非逻辑非举例：举例：na&b 若若a、b都为真，则都为真，则a&b为真。为真。na|b 若若a、b之一为真，则之一为真

5、，则a|b为真。为真。n!a 若若a为真，则为真，则!a为假。为假。n在一个逻辑表达式中如果包含多个逻辑运算符，如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按以下的按以下的优先次序优先次序：(1) !(非非)&(与与) |(或或)， 即即“!”为三者中最为三者中最高的。高的。(2) 逻辑运算符中的逻辑运算符中的“&”和和“|”低于关系运算符，低于关系运算符，“!”高于高于算术运算符算术运算符。见图。见图5.2。n例如：例如：(ab) & (xy) 等价于等价于 ab & xy(a=b)|(x=y) 等价于等价于 a=b|x=y(!a)|(ab) 等价于等价于 !a|

6、ab图图5.25.2.2 逻辑表达式逻辑表达式n如前所述，逻辑表达式的值应该是一个逻辑量如前所述，逻辑表达式的值应该是一个逻辑量“真真”或或“假假”。nC语言编译系统在给出逻辑运算结果时，以数值语言编译系统在给出逻辑运算结果时，以数值1代代表表“真真”，以，以0代表代表“假假”。n但在判断一个量是否为但在判断一个量是否为“真真”时，以时，以0代表代表“假假”，以非以非0代表代表“真真”。即将一个非零的数值认作为。即将一个非零的数值认作为“真真”。例如：例如：n若若a=4，则，则!a的值为？的值为？ n0n若若a=4，b=5，则，则a&b的值为？的值为？n1na、b值同前，值同前，a|b的值为？

7、的值为？ !a|b的值为？的值为？n4&0|2的值为？的值为？n表达式表达式“53 & 84-!0”的值为？的值为？n0n实际上，逻辑运算符两侧的实际上，逻辑运算符两侧的运算对象运算对象不但可以不但可以是整数，也是整数，也可以是任何类型的数据可以是任何类型的数据（可以是字（可以是字符型、实型或指针型等）。符型、实型或指针型等）。系统最终以系统最终以0和非和非0来判定它们属于来判定它们属于“真真”或或“假假”。n例如：例如：c & d 的值为的值为1(因为因为c和和d的的ascII值都不为值都不为0，按按“真真”处理处理)。n在逻辑表达式的求解中，在逻辑表达式的求解中，并不是所有的逻辑运并不是所

8、有的逻辑运算符都被执行算符都被执行，只是在必须执行下一个逻辑运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，才执行该运算符算符才能求出表达式的解时，才执行该运算符。例如：例如：n(1) a & b & cn(2) a|b|cn也就是说，对也就是说，对&运算符来说，只有运算符来说，只有a0，才，才继续进行右面的运算。对运算符继续进行右面的运算。对运算符来说，只有来说，只有a=0，才继续进行其右面的运算。因此，当，才继续进行其右面的运算。因此，当a=1，b=2，c=3，d=4，m和和n的原值为的原值为1时，如果有下面的逻辑表达式：时，如果有下面的逻辑表达式：(m=ab)&(n=cd)n由于由

9、于“ab”的值为的值为0，因此，因此m=0，而，而“n=cd”不被执行，因此不被执行，因此n的值不是的值不是0而仍保持原而仍保持原值值1。n熟练掌握熟练掌握C语言的关系运算符和逻辑运算符后，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可以巧妙地用一个逻辑表达式来表示一个复杂的条件。的条件。n例如，要判别某一年例如，要判别某一年year是否闰年。闰年的条件是否闰年。闰年的条件是符合下面二者之一：是符合下面二者之一：n能被能被4整除，但不能被整除，但不能被100整除。整除。n能被能被4整除，又能被整除，又能被400整除。整除。可以用一个逻辑表达式来表示：可以用一个逻辑表

10、达式来表示：(year4=0&year100!=0)|(year400=0)n可以加一个可以加一个“!”用来判别非闰年：用来判别非闰年：!(year4=0 & year100!=0)|year400=0)n也可以用下面逻辑表达式判别非闰年：也可以用下面逻辑表达式判别非闰年：(year4!=0)|(year100=0 & year400!=0)5.3 if语句语句5.3.1 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语言提供了三种形式的if语句：语句：1 if(表达式表达式) 语句语句例如：例如：if(xy) printf(d，x)；这种这种if语句的执行过程见图语句的执行过程见图5

11、.5(a)。图图5.55.52 if(表达式表达式) 语句语句1 else 语句语句2例如：例如：if (xy) printf(“d”，x)； else printf(d，y)；见图；见图5.5(b)。图图5.55.53. if(表达式表达式1) 语句语句1 else if(表达式表达式2) 语句语句2 else if(表达式表达式3) 语句语句3 else if(表达式表达式m) 语句语句m else 语句语句n流程图见图流程图见图5.6。图图5.65.6例如：例如：if(number500) cost=0.15;else if(number300) cost=0.10;else if(nu

12、mber100) cost=0.075;else if(number50) cost=0.05;else cost=0;说明：说明：n(1) 三种形式的三种形式的if语句中在语句中在if后面都必须有后面都必须有“表表达式达式”，一般为逻辑表达式或关系表达式。例，一般为逻辑表达式或关系表达式。例如，如，if(a=b & x=y)printf(“a=b，x=y”)；n表达式的类型不限于逻辑表达式，可以是任意表达式的类型不限于逻辑表达式，可以是任意的数值类型的数值类型(包括整型、实型、字符型、指针型包括整型、实型、字符型、指针型数据数据)。例如，。例如，nif(3) printf(“O.k”)；是合

13、法的，执行结果输出；是合法的，执行结果输出“O.k”，因为表达式的值为，因为表达式的值为3，按，按“真真”处理。处理。nif(a)printf(d，a)；也是合法的；也是合法的.执行结果：输出执行结果：输出a的的ASCII码码97。(3) 在在if和和else后面可以只含一个内嵌的操作语句后面可以只含一个内嵌的操作语句(如上例如上例)，也可以有多个操作语句，此时用花括，也可以有多个操作语句，此时用花括号号“”将几个语句括起来成为一个复合语句。将几个语句括起来成为一个复合语句。如：如：if(abc & bca & cab) s=0.5*(a+b+c); area=sqrt(s*(s-a)*(s-

14、b)*(s-c); printf(“area=62f”，area)；else printf(“It is not a triangle.)；n例例5.1输入两个实数，按代数值由小到大的次序输入两个实数，按代数值由小到大的次序输出这两个数。输出这两个数。 程序如下：程序如下：void main() float a，b，t； scanf(“f，f”，&a，&b)； if(ab) t=a；a=b；b=t； printf(52f，52f，a，b)； 5.3.2 if语句的嵌套语句的嵌套在在if语句中又包含一个或多个语句中又包含一个或多个if语句称为语句称为if语语句的嵌套。一般形式如下：句的嵌套。一般

15、形式如下：if()if()语句语句1else语句语句2elseif()语句语句3else语句语句4内嵌内嵌if内嵌内嵌ifn要特别注意要特别注意if和和else的配对问题。例如：的配对问题。例如：if(表达式表达式1)if(表达式表达式2)语句语句1；else语句语句2；n其中的其中的else究竟是与哪一个究竟是与哪一个if配对呢配对呢?应该理解为：还是应理解为：应该理解为：还是应理解为： if(表达式表达式1) if(表达式表达式1)if(表达式表达式2) if(表达式表达式2)语句语句1； 语句语句1； else else语句语句2； 语句语句2； n为了避免这种二义性，语言规定，为了避免

16、这种二义性，语言规定，else 总是与它前总是与它前面最近的面最近的if配对配对，因此对上述例子应按前一种情况理解。，因此对上述例子应按前一种情况理解。n为实现程序设计者的意图为实现程序设计者的意图,可以加花括弧来确定可以加花括弧来确定配对关系。例如配对关系。例如:if() if() 语句语句1 elseif() 语句语句2else 语句语句3例例5.3有一函数有一函数: -1 (x0)编一程序编一程序,输入一个输入一个x值值,输出输出y值。值。n算法一：算法一：输入输入x若若 x 0 y = 1输出输出yn算法二：算法二：输入输入x若若 x 0 y = 1输出输出y。用流程图表示，见图。用流

17、程图表示，见图5.7。图图5.7有以下几个程序，判断哪个是正确的？有以下几个程序，判断哪个是正确的？程序程序1：void main()int x,y;scanf(%d,&x);if(x0)y=1; else y=0;程序程序4：y=0;if(x=0) if(x0)y=1;else y=-1;5.3.3 条件运算符条件运算符n条件运算符为：条件运算符为： ? ：它是：它是C语言里唯一一个三目运算语言里唯一一个三目运算符，即有三个参与运算的量。符，即有三个参与运算的量。n由条件运算符组成条件表达式的由条件运算符组成条件表达式的一般形式一般形式为：为：表达式表达式1? 表达式表达式2 : 表达式表达

18、式3 n其其求值规则求值规则为：先求解表达式为：先求解表达式1，若为非，若为非0(真真)则求解则求解表达式表达式2，此时表达式，此时表达式2的值就作为整个条件表达式的的值就作为整个条件表达式的值。若表达式值。若表达式1的值为的值为0(假假)，则求解表达式，则求解表达式3，表达式，表达式3的值就是整个条件表达式的值。的值就是整个条件表达式的值。n条件表达式条件表达式通常用于赋值语句通常用于赋值语句之中。例如：之中。例如： if(ab)max=a； elsemax=b；n上面的上面的if语句可以用下面的条件运算符来处理：语句可以用下面的条件运算符来处理：max=(ab)？a b； 执行过程：如执行

19、过程：如ab为真，则把为真，则把a赋予赋予max，否则把，否则把b 赋赋予予max。说明：说明：n(1) 条件运算符的条件运算符的优先级优先级高于赋值运算符，低高于赋值运算符，低于关系运算符和算术运算符。因此于关系运算符和算术运算符。因此max=(ab)？a b 括号可以不要，写成括号可以不要，写成max=ab？a bn(2) 条件运算符的条件运算符的结合方向为结合方向为“自右至左自右至左”。如果有以下条件表达式：如果有以下条件表达式：ab？a cd？c d相当于相当于ab？a (cd？c d) 如果如果a=1，b=2，c=3，d=4，则条件表达式，则条件表达式的值等于的值等于4。n(3) 条

20、件表达式不能取代一般的条件表达式不能取代一般的if语句，只有在语句，只有在if语句中语句中内嵌的语句为赋值语句内嵌的语句为赋值语句(且两个分支都且两个分支都给同一个变量赋值给同一个变量赋值)时才能代替时才能代替if语句语句。像下面。像下面的的if语句就无法用一个条件表达式代替。语句就无法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：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。即将条件表达式的值输出。n(4) 条件表达式中，表达式条件表达式中，表达式1的类型可以与表达的类型可以与表达式式2和表

21、达式和表达式3的类型不同。的类型不同。n如：如： x？ a bx是整型变量，若是整型变量，若x=0，则条件表达式的值为，则条件表达式的值为b。n表达式表达式2和表达式和表达式3的类型也可以不同，此时条的类型也可以不同，此时条件表达式的值的类型为二者中较高的类型。件表达式的值的类型为二者中较高的类型。n如：如：xy？1 15 如果如果xy，则条件表达式的值为，则条件表达式的值为15，若，若xy，值，值应为应为1，由于，由于15是实型，比整型高，因此，将是实型，比整型高，因此，将1转转换成实型值换成实型值1.0。n例例5.4 输入一个字符，判别它是否大写字母，输入一个字符，判别它是否大写字母，如果

22、是，将它转换成小写字母；如果不是，如果是，将它转换成小写字母；如果不是，不转换。然后输出最后得到的字符。不转换。然后输出最后得到的字符。void main()char ch;scanf(%c,&ch);ch=(ch=A&ch=Z)?(ch+32):ch;printf(%c,ch);5.4 switch 语语 句句nif语句只有两个分支可供选择，而实际问题中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，学生成绩常常需要用到多分支的选择。例如，学生成绩分类分类(90分以上为分以上为a等，等，8089分为分为b等，等，7079分为分为c等等)；人口统计分类；人口统计分类(按年

23、按年龄分为老、中、青、少、儿童龄分为老、中、青、少、儿童) n当然这些都可以用嵌套的当然这些都可以用嵌套的if语句来处理，但如语句来处理，但如果分支较多，则嵌套的果分支较多，则嵌套的if语句层数多，程序冗语句层数多，程序冗长而且可读性降低。长而且可读性降低。n语言提供了用于多分支选择的语言提供了用于多分支选择的switch语句语句nswitch语句的语句的一般形式一般形式如下：如下：switch(表达式表达式) case常量表达式常量表达式1: 语句语句1; case常量表达式常量表达式2: 语句语句2; case常量表达式常量表达式n: 语句语句n; default : 语句语句n+1; n

24、其其语义语义是：计算表达式的值。是：计算表达式的值。 并逐个与其后的常量表并逐个与其后的常量表达式值相比较，当表达式的值与某个常量表达式的值相达式值相比较，当表达式的值与某个常量表达式的值相等时，等时， 即执行其后的语句，即执行其后的语句，然后不再进行判断，继续然后不再进行判断，继续执行后面所有执行后面所有case后的语句。后的语句。 如表达式的值与所有如表达式的值与所有case后的常量表达式均不相同时，则执行后的常量表达式均不相同时，则执行default后的后的语句。语句。void main()int a;printf(input integer number: );scanf(%d,&a)

25、;switch (a) case 1:printf(Mondayn);case 2:printf(Tuesdayn);case 3:printf(Wednesdayn);case 4:printf(Thursdayn);case 5:printf(Fridayn);case 6:printf(Saturdayn);case 7:printf(Sundayn);default:printf(errorn); n语言提供了一种语言提供了一种break语句，专用于跳出语句，专用于跳出switch语句。语句。说明：说明：(1) 每一个每一个case的常量表达式的值必须互不相同；的常量表达式的值必须互不

26、相同；(2) 各个各个case和和default的出现次序不影响执行结的出现次序不影响执行结果。例如，可以先出现果。例如，可以先出现“default：”，再出现，再出现“case D：”，然后是，然后是“case a：”，但不推荐。，但不推荐。(3) 执行完一个执行完一个case后面的语句后，流程控制转后面的语句后，流程控制转移到下一个移到下一个case继续执行。继续执行。(4)在在case后面中虽然包含一个以上执行语句，但后面中虽然包含一个以上执行语句，但可以不必用花括弧括起来，会自动顺序执行本可以不必用花括弧括起来，会自动顺序执行本case后面所有的执行语句。当然加上花括弧也可后面所有的执

27、行语句。当然加上花括弧也可以。以。(5) 多个多个case可以共用一组执行语句，如：可以共用一组执行语句，如： case 1:case 2: case 3: printf(Wednesdayn); break； a的值为的值为1、2或或3时都执行同一组语句。时都执行同一组语句。(6) default子句最好加上。子句最好加上。 5.5 程序举例程序举例n例例5.5 写程序，判断某一年是否闰年。写程序，判断某一年是否闰年。 以变量以变量leap代表是否闰年的信息。若某年为闰代表是否闰年的信息。若某年为闰年，则令年，则令leap=1；若为非闰年，令；若为非闰年，令leap=0。最后判断最后判断le

28、ap是否为是否为1(真真)，若是，则输出，若是，则输出“闰闰年年”信息。信息。图图5.13void main()int year, leap;scanf(%d,&year);if(year%4=0)if(year%100=0)if(year%400=0)leap=1;else leap=0;elseleap=1;elseleap=0;if(leap)printf(%d is ,year);elseprintf(%d is not ,year);printf(a leap year.n);n可以用一个逻辑表达式包含所有的闰年条件，可以用一个逻辑表达式包含所有的闰年条件，将上述将上述if语句用下面

29、的语句用下面的if语句代替：语句代替：if(year%4=0 & year%100!=0) | (year%400=0) leap=1;elseleap=0；n例例5.6 求求ax2bxc=0方程的解。方程的解。例例4.12曾介绍过基本的算法，实际上应该有以下曾介绍过基本的算法，实际上应该有以下几种可能：几种可能： a=0，不是二次方程。，不是二次方程。 b2-4ac=0，有两个相等实根。，有两个相等实根。 b2-4ac0，有两个不等实根。，有两个不等实根。 b2-4ac0，有两个共轭复根。，有两个共轭复根。画出画出N-S流程图表示算法。流程图表示算法。#include #include vo

30、id main()float a,b,c,d,disc,x1,x2,realpart,imagpart;scanf(%f,%f,%f,&a,&b,&c);printf(The equation);if(fabs(a)=1e-6)printf(is not a quadratic);elsedisc=b*b-4*a*c;if(fabs(disc)1e-6)x1=(-b+sqrt(disc)/(2*a);x2=(-b-sqrt(disc)/(2*a);printf(has distinct real roots:%8.4f and %8.4fn,x1,x2);elserealpart=-b/(2*

31、a);imagpart=sqrt(-disc)/(2*a);printf(has comPlex roots n);printf(%8.4f+%8.4fin,realpart,imagpart);printf(%8.4f-%8.4fin,realpart,imagpart);n对于判断对于判断b2-4ac是否等于是否等于0时，要注意一个问时，要注意一个问题：由于题：由于disc(即即b2-4ac)是实数，而是实数，而实数在计实数在计算和存储时会有一些微小的误差算和存储时会有一些微小的误差，因此不能直，因此不能直接进行如下判断：接进行如下判断：if(disc=0)因为这样因为这样可能会出现本来是

32、零的量，由于上述误差而被可能会出现本来是零的量，由于上述误差而被判别为不等于零而导致结果错误。所以采取的判别为不等于零而导致结果错误。所以采取的办法是办法是判别判别disc的绝对值的绝对值(fabs(disc)是否小是否小于一个很小的数于一个很小的数(例如例如10-6)，如果小于此数，如果小于此数，就认为就认为disc=0。程序中以。程序中以realpart代表实部代表实部P，以以imagpart代表虚部代表虚部q，以增加可读性。，以增加可读性。n例例5.7 运输公司对用户计算运费。路程运输公司对用户计算运费。路程(S)越远，越远，每公里运费越低。标准如下：每公里运费越低。标准如下： s250

33、km没有折扣没有折扣 250S500 2折扣折扣 500S1000 5折扣折扣 1000S2000 8折扣折扣 2000S3000 10折扣折扣 3000S 15折扣折扣n设每公里每吨货物的基本运费为设每公里每吨货物的基本运费为P(Price的缩的缩写写)，货物重为，货物重为w(weight的缩写的缩写)，距离为，距离为S，折扣为折扣为d(discount的缩写的缩写)，则总运费，则总运费f(freight的缩写的缩写)的计算公式为的计算公式为f=P*w*S*(1-d)分析此问题，折扣的变化是有规律的：分析此问题，折扣的变化是有规律的：从图从图5.15可以看到，折扣的可以看到，折扣的“变化点变

34、化点”都是都是250的倍数的倍数(250，500，1000，2000，3000)。利用这一特点，。利用这一特点，可以在横轴上加一种坐标可以在横轴上加一种坐标c，c的值为的值为S/250。c代表代表250的倍数。当的倍数。当c1时，表示时，表示S250，无折扣；，无折扣；1c2时，时，表示表示250S=3000) c=12;else c=S/250; switch(c)case 0:d=0;break; case 1:d=2;break;case 2:case 3:d=5;break;case 4:case 5:case 6:case 7: d=8;break;case 8:case 9:cas

35、e 10:case 11:d=10;break; case 12:d=15;break; f=P*w*S*(1-d/100.0);printf(freight=%15.4f,f);运行情况如下：运行情况如下：100，20，300freight= 588000.0000请注意：请注意：c、S是整型变量，因此是整型变量，因此c=S250为整为整数。当数。当S3000时，令时，令c=12，而不使，而不使c随随S增增大，这是为了在大，这是为了在Switch语句中便于处理，用一语句中便于处理，用一个个case可以处理所有可以处理所有S3000的情况。的情况。if 语句补充语句补充nif语句是语句是C+/C语言中最简单、最常用的语句，然而很多程序员语言中最简单、最常用的语句，然而很多程序员用隐含错误的方式写用隐含错误的方式写if语句。语句。n布尔变量与零值比较布尔变量与零值比较n【规则【规则1】不可将布尔变量直接与】不可将布尔变量直接与TRUE、FALSE或者或者1、0进行比进行比较。较。 根据布尔类型的语义，零值为根据布