结构化程序相关设计

1、本章导读 本章从实例分析着手，使读者了解并掌握C语言三种基本流程控制结构：顺序、选择、循环结构 ，加深对C语言程序开发设计过程的感性认识，强化培养编程思路，为进一步进行C语言程序设计打下基础。 C语言程序设计 环境）返回本书目录第3章 结构化程序设计本章主要知识点 (1) 顺序结构及程序设计。 (2)选择结构及程序设计。 (3)循环结构及程序设计。 (4)结构化程序设计方法、编程思路与综合实训第3章 结构化程序设计 C语言程序设计 环境）返回本章导读3.2 选择结构程序设计3.3 循环结构程序设计3.4 结构化程序设计方法与综合实训3.1 顺序结构程序设计 C语言程序设计 环境）返回本章目录3

2、.1.2 顺序结构语句3.1.3 程序实训3.1.1 顺序结构的C程序实例3.1 顺序结构程序设计3.1.1 C程序实例 C语言程序设计 环境）返回本节目录C程序实例【例3.1】编程实现：输入一个长方形的二边长，求长方形的面积并输出。/*程序名为。*/#include stdio.h main() float a,b,s; scanf(%f%f,&a,&b); s=a*b;printf(The area of rectangle is %5.2f .n,s); 返回本节目录程序运行情况如下：输入：3.0 4.0 输出：The area of rectangle is 12.00 .这个程序属于

3、顺序结构，程序是按照书写的顺序自上而下一步步执行，程序中的每一条语句都被执行一次，且仅能被执行一次。【例3.1】编程 C语言程序设计 环境）3.1.2 顺序结构语句1 C语言程序设计 环境）C语言的顺序结构语句可以分为四大类：1.表达式语句表达式的后面加一个分号就构成了一个语句，例如：sum=a+b; 。事实上，C语言中有使用价值的表达式语句主要有3种：(1)赋值语句。 例如： sum=a+b; (2)自动增1、减1运算符构成的表达式语句。例如： i+;(3)逗号表达式语句。例： x=1,y=2;2.空语句语句仅有一个分号“;”，它表示什么也不做。一般和后面章节所讲循环语句结合使用起到延时作用

4、。3. 复合语句由和把一些变量定义和执行语句组合在一起，称之为复合语句，又称语句块。复合语句的语句形式如下：语句1；语句2；语句n；返回本节目录返回本节目录例如：int a=0,b=1,sum;sum=a+b;printf(%d,sum);【注意】与C语言中的其他语句不同，复合语句不以分号作为结束符，若复合语句的后面出现分号，那不是该复合语句的组成成分，而是单独的一个空语句。在复合语句起始部分可以有变量定义，如：int a=0,b=1,sum;，也可以没有。复合语句的内可能会有多个语句，但在语法上把它整体上视为一条语句看待。4.函数调用语句由一个函数调用加上一个分号组成一个语句，如： scan

5、f(%d%d,&a,&b); printf(a=%d,b=%dn,a,b);3.1.2 顺序结构语句2 C语言程序设计 环境） C语言程序设计 环境）C程序实例【例3.2】由键盘输入两个整数给变量a和b，然后输出a和b，在交换a和b中的值后，再输出a和b，验证两个变量中的数值是否正确地进行了交换。 /*程序名为。*/ #include stdio.h main() int a,b,t; printf(Enter a and b:n); scanf(%d%d,&a,&b);printf(a=%d,b=%dn,a,b); t=a;a=b;b=t; printf(a=%d,b=%dn,a,b); 程

6、序运行情况如下：Enter a and b: 123 456 a=123,b=456 a=456,b=123 返回本节目录3.1.3 程序实训【例3.2】返回本节目录注意：在程序中交换两个变量a 和b的值，不可以简单地用： a=b;b=a;两条语句来实现。假设a 和b的值分别为23和78，赋值语句a=b;将使a的值变为78，接下来的b=a;使b的值变为78，这样，a和b的值最终都变为78。所以在本例中引入了中间变量t，用来临时存放a的值，这样才能完成变量a和b的正确交换。【例3. 3】输入一个double类型的数，使该数保留小数点后两位，对第三位小数进行四舍五入处理，然后输出此数，以便验证处理

7、是否正确。/*程序名为。*/#include stdio.h main() double x; printf(Input x:n); scanf(%lf,&x); 3.1.3 程序实训【例3.3】 C语言程序设计 环境）3.1.3 程序实训【例3. 3】 C语言程序设计 环境）返回本节目录printf(1) x=%fn,x); /*将x输出*/ x=x*100; x=x+0.5; x=(int)x; x=x/100; /*将x扩大100倍，加上之后取整，再缩小100倍*/ printf(2) x=%fn,x); /*将四舍五入后的x输出*/ 程序运行情况如下：Input x:3.14159则输

8、出的结果为：3.1.3 程序实训【例3.4】 C语言程序设计 环境）返回本节目录【例3.4】从键盘上输入一大写英文字母，要求改用相应的小写字母输出。/*程序名为。*/#include stdio.h main() char c1,c2; scanf(%c,&c1); printf(The upper case is %c .n,c1); c2=c1+a-A; printf(The lower case is %c .n,c2); 程序运行时：输入：B输出：The upper case is B . The lower case is b .3.2 选择结构程序设计 C语言程序设计 环境）3.2

9、.1 选择结构的C程序实例3.2.2 if 语句3.2.3 switch 语句3.2.4 程序实训 返回本章目录3.2.1 选择结构的 C程序实例 C语言程序设计 环境）返回本节目录 【例3.5】请输入两个整数a,b，比较a+b和ab哪个大，输出判断结果。 /*程序名为。*/ #include stdio.h main() int a,b,s1,s2; printf(请输入两个整数a,b：); scanf(%d,%d,&a,&b); s1=a+b; s2=a*b; /*求两个数的和、积*/ if(s1s2) printf(a+b)(a*b) /n); /*语句A*/ else printf(

10、(a+b)=(a*b)n); /*语句B*/ C语言程序设计 环境）运行结果为： 请输入两个整数a,b：2,3 (a+b)s2，则执行语句A(跳过语句B不执行),否则，就跳过语句A执行语句B。可见if语句在程序中起到了改变语句执行顺序的作用。if语句就是我们在下一节中要介绍的条件分支语句。3.2.1 选择结构的 C程序实例结果 返回本节目录 if 语句 C语言程序设计 环境）. if语句的一般形式返回本节目录2. if-else中的复合语句3. 非关系、非逻辑表达式构成的条件表达式4. if语句的嵌套. if语句的一般形式1 C语言程序设计 环境） 1if语句的一般形式：if语句有两种形式：

11、（1）不含else子句的if语句语句形式如下：if() 例如if(ab)t=a;a=b;b=t;其中，if是C语言的关键字，表达式两侧的圆括号不可少，最后是一条语句，称为if子句。如果在if子句中需要多个语句，则应该使用花括号把一组语句括起来组成复合语句，这样在语法上仍满足一条语句的要求。执行过程：首先计算紧跟在if后面一对圆括号中的表达式的值，如果该表达式的值为非零（“真”），则执行其后的if子句，然后去执行if语句后的下一个语句。如果该表达式的值为零（“假”），则跳过if子句，直接执行if语句后的下一个语句。返回目录. if语句的一般形式2 C语言程序设计 环境） （2）含else子句的i

12、f语句语句形式如下：if() else执行过程：首先计算的值，如果该表达式的值为非零（真），则执行，如果该表达式的值为零（假），则跳过，直接执行，两者执行其一后再去执行if语句后的下一个语句。返回目录 C语言程序设计 环境）. if语句的一般形式实例【例3.6】求分段函数的值，如果x0， y=2x+1，否则， y=0 。#include stdio.hmain() /*程序名为。*/ int x,y; /*变量y存放f(x)的值*/ printf(请输入x的值：); scanf(%d,&x); if(x=0) y=2*x+1; else y=0; printf(当x=%d时,f(x)=%d,x

13、,y); 返回目录. if语句的一般形式实例 C语言程序设计 环境）运行结果： 请输入x的值：3 当x=3时，f(x)=7因为输入x=3，那么x=0为真，所以输出2*3+1=7。C语言中有一种特有的条件运算符“？：”，我们在前面章节已作介绍，它在某种程序上可以起到逻辑判断的作用。本例中的if语句也可用条件运算符表达式实现如下：y=x=0?2*x+1:0; 但有些判断不能用条件表达式完成,或者很繁琐、表达不清晰。返回目录2. if-else中的复合语句 C语言程序设计 环境）2. if-else中的复合语句 如果两个分支中需要执行的语句不止一条，必须用“”括起来，作为一个复合语句使用。若只是一条

14、语句，“”可以省略。【注意】(1)if后面的一定要有括号；(2)if和else同属于一个if语句，else不能作为语句单独使用，它只是if语句的一部分，与if配对使用，因此程序中不可以没有if而只有else；(3)只能执行与if有关的语句或者执行与else有关的语句，而不可能同时执行两者；(4)如果和是非复合语句，那么该语句一定要以分号结束， (5)if语句的表达式可以是任意类型的C语言的合法的表达式，但计算结果必须为整型、字符型或浮点型之一。返回目录3.非关系、非逻辑表达式构成的条件表达式1 C语言程序设计 环境）3.非关系、非逻辑表达式构成的条件表达式 【例3.10】以赋值表达式为分支条件

15、的实例。 /*程序名为。*/ #includestdio.h main() int s; if(s=2) printf(hello); else printf(error); if后面圆括号中的表示分支条件的类型不限于逻辑/关系表达式，可以是任意的C语言有效表达式（如赋值表达式，算术表达式等等），因此也可以是作为表达式特例的常量或变量。返回目录 C语言程序设计 环境）3.非关系、非逻辑表达式构成的条件表达式2【例3.10】中的条件表达式是一个赋值表达式，并不是判断s是否等于2。相当于if(2)printf(hello);，这是合法的。由于该条件表达式的值是非零值,恒为真，故本程序的printf

16、(error);无论如何都不会被执行。if语句最终执行哪一个分支，取决于条件表达式的计算结果。同一个条件的也可以用多种表达方式。【例3.11】以变量为分支条件的实例。 /*程序名为。*/#include stdio.h main() int x,y; scanf(%d,&x); if(x) y=1; else y=-1; 返回目录3.非关系、非逻辑表达式构成的条件表达式3 C语言程序设计 环境）printf(y=%dn,y); 现把程序中if(x)改成if(x!=0)，此时虽然条件表达式写法不同，但是完成的功能是相同的。下面两种表示方法经常使用：if(x)等价于if(x!=0)if(!x)等价

17、于if(x=0)返回目录4. if语句的嵌套1 C语言程序设计 环境） 在一个if语句中又包含另一个if语句，从而构成了if语句的嵌套使用。内嵌的if语句既可以嵌套在if子句中，也可以嵌套在else子句中。例如： 【例3.12】输入a,b两个整数的值，比较大小并输出结果。#include stdio.h“ /*程序名为。*/ main() int a,b; printf(请输入a,b：) ; scanf(%d%d,&a,&b); if(ab) printf(abn); else if(ab) printf(ay) if(zx) max=z; else if(yx) max=y; printf(

18、 max=%d,max); 运行结果： max=4返回目录4. if语句的嵌套实例2 C语言程序设计 环境） 【例3.14】编写程序，根据输入的学生成绩，给出相应的等级。90分以上的等级为A，60分以下的等级为E，其余每10分一个等级。程序如下：#includestdio.h main() /*程序名为。*/ int g; printf(input g:); scanf(%d,&g); printf(g=%d: ,g); if(g=90) printf(An); else if(g=80) printf(Bn); else if(g=70) printf(Cn); else if(g=60)

19、printf(Dn); else printf(En); 返回目录4. if语句的嵌套实例3 C语言程序设计 环境）当执行以上程序时，首先输入、输出学生的成绩，然后进入if语句； if语句中的表达式将依次对学生成绩进行判断，若能使某 if 后的表达式值为1，则执行与其相应的子句，之后便退出整个if结构。例如，若输入的成绩为78分，首先输出： g=78 ： ，当从上至下逐一检测时，使g=70这一表达式的值为1，因此在输出g=78 ：之后再输出C，便退出整个if结构。若输入的成绩为30分，首先输出相应成绩g=30：，其次进入相应判断，最后再输出相应等级E，便退出整个if结构。返回目录3.2.3 s

20、witch 语句 C语言程序设计 环境）. switch语句的一般形式返回本节目录2. switch语句的执行过程3. switch语句的实例1 . switch语句的一般形式 C语言程序设计 环境）1. switch语句的一般形式switch语句的一般形式是：switch() case ： case ： case ： default： 【说明】：switch语句是关键字，其后面大括号里括起来的部分称为 switch语句体。要特别注意必须写这一对大括号。switch后的运算结果可以是整型、字符型或枚举型表达式等，两边的括号不能省略。返回目录 C语言程序设计 环境）case也是关键字，与其后面合

21、称为case语句标号。的值在运行前必须是确定的，不能改变，因此不能是包含变量的表达式，而且数据类型必须与一致。如： int x=3,y=7, z; switch(z) case 1+2: /*是正确的*/ case x+y: /*是错误的*/ case和常量之间要有空格，case后面的常量之后有：。default也是关键字，起标号的作用。代表所有case标号之外的那些标号。default可以出现在语句体中任何标号位置上。在switch语句体中也可以无default标号。、等，可以是一条语句，也可以是若干语句。必要时，case 语句标号后的语句可以不写。1 . switch语句的一般形式返回目录

22、2 . switch语句的执行过程 C语言程序设计 环境）2. switch语句的执行过程首先计算的值，然后在switch语句体内寻找与该吻合的case标号，如果有与该值相等的标号，则执行从该标号后开始的各语句，包括在其后的所有case和default语句，直到switch语句体结束。如果没有与该值相等的标号，并且存在default标号，则从default标号后的语句开始执行，直到switch语句体结束。如果没有与该值相等的标号，并且不存在default标号，则跳过switch语句体，什么也不执行。在switch语句中使用break语句break语句也称间断语句。可以在各个case之后的语句最

23、后加上break语句，每当执行到break语句时，立即跳出switch语句体。switch语句通常总是和break语句联合使用，使得switch语句真正起到多个分支的作用。返回目录3 . switch语句的实例 C语言程序设计 环境）3. switch语句的实例【例3.17】模拟自动饮料机。按屏幕所示功能，输入所选择的合法数字，输出可获得的相应饮料名称。程序如下： /*程序名为。*/#include stdio.hmain() int button; printf(=自动饮料机 =n); printf(1.可口可乐n); printf(2.雪碧n); printf(3.芬达n); printf

24、(4.百事可乐n); printf(5.非常可乐n); printf(请按1-5键选择饮料:n); scanf(%d,&button); 返回目录3 . switch语句的实例 C语言程序设计 环境）switch(button) case 1:printf(n你获得一听可口可乐n);break; case 2:printf(n你获得一听雪碧n);break; case 3:printf(n你获得一听芬达n);break; case 4:printf(n你获得一听百事可乐n);break; case 5:printf(n你获得一听非常可乐n);break; default:printf(n非法操

25、作!n);break; 运行结果：=自动饮料机=1.可口可乐2.雪碧3.芬达4.百事可乐5.非常可乐请按1-5按钮选择饮料：3你获得一听芬达返回目录 C语言程序设计 环境）返回本章目录3.3.2 while语句3.3.3 do-while语句3.3.1 循环结构的C程序实例3.3 循环结构程序设计3.3.4 for 语句3.3.5 循环的嵌套3.3.6 break语句和continue语句3.3.7 程序实训3.3.1 循环结构的C程序实例 C语言程序设计 环境）【例3.19】有一张厚度为毫米的纸，假设它足够大，重复将其对折，问对折多少次之后，其厚度可以抵达（再对折一次就超过）珠穆朗玛峰的高度

26、？程序如下： main() /*程序名为。*/ double h=0.1; int n=0; /* n用来累计对折次数*/ while(h=8848180) h=h*2; n=n+1; printf(对折次数为：%d,此时厚度：%.2fn,n-1,h/2); 重复对折一张纸，实质就是厚度乘以2，次数加1。用顺序结构编程为：h=h*2; n=n+1; 这样的语句一直重复写到h满足题目要求为止。实际中这类问题，就可用循环结构编程实现。本例中，使用的是循环结构中的while语句。C语言共有三种类型的循环语句，while、do-while和for语句。返回本节目录3.3.2 while语句 C语言程序

27、设计 环境）返回本节目录1.while语句的一般形式while（）说明：while语句是C的关键字，其后面的一对括号中的，可以是C语言的任意合法表达式，由它来控制循环体语句是否执行，括号不能省略。可以是一条语句，也可以是多条语句，一般来说循环体是一条语句时不用加，如果是多条语句，就一定要加 构成复合语句。其中的语句可以是空语句、表达式语句或作为循环体一部分的复合语句，如果循环体是一个空语句，表示不执行任何操作（一般用于延时）。（1）计算while后一对括号中的的值。当值为非零时，则执行步骤（2）；当值为零时，则执行步骤（3）。（2）执行后，转去执行步骤（1）。（3）退出while循环。2.wh

28、ile语句的执行过程while语句实例 C语言程序设计 环境）语句实例 例3.21】用while循环语句实现从1加到100，并将结果打印出来。 /*程序名为。*/#include stdio.hmain() / *若sum的值超过int型变量能表示的范围，则设置成长整型*/ int sum=0,i=1; while(i=100) sum+=i; i+; printf(其和是 %dn,sum); /*若sum为长整型，则相应的输出也设置成长整型ld*/ 运行结果：其和是5050返回本节目录 do while（）；说明：do是C语言的关键字，必须和while联合使用。do-while循环由do开始

29、，用while结束；注意，在while结束后必须有分号，它表示该语句的结束。其它同while循环语句。3.3.3 do-while语句 C语言程序设计 环境）1.do-while语句的一般形式返回本节目录2.do-while语句的执行过程（1）执行do后面的。 （2）计算while后一对括号中的的值。当值为非零时，转去执行步骤（1）。当值为零时，则执行步骤（3）。 （3）退出while循环。运行结果：其和是5050在本例中，循环条件和循环体以及得到的结果都是和while循环一样的，只是用do-while语句来实现。do-while语句实例 C语言程序设计 环境）语句实例 【例3.23】用do-

30、while语句实现求1+2+100的和。#include stdio.h /*程序名为。*/main() int sum=0,i=1; / *若sum的值超过int型变量能表示的范围，则设置成长整型*/ do sum+=i; i+; while(i=100); printf(其和是 %dn,sum); /*若sum为长整型，则相应的输出也设置成长整型ld*/ 返回本节目录3.3.4 for 语句 C语言程序设计 环境）for语句是C语言提供的一种在功能上比前面两种循环语句更强的一种循环语句。for循环语句格式如下：for（；）说明：for是C语言的关键字，三个表达式之间的必须用分号；隔开。三个

31、表达式可以是任意形式的C表达式，通常主要用于for循环的控制。一般用于计算循环变量初始值，为循环体是否执行的条件，为循环变量的调整。的使用同while、do-while循环语句。for循环语句的格式还可以表示为：for（；）在某种情况下，用for语句表示循环，显得紧凑而清晰。尤其是它能利用自动地使循环变量发生改变，不像while结构那样要在循环体中设置修正操作。实际上，for语句中的不仅限于修正循环变量，而且可以是任何操作。例如前面例题中介绍的求1到100的和，用for语句可以表示为： for(sum=0,i=1;i=n;sum+=i,i+);返回本节目录1.for语句的一般形式for 语句的

32、执行过程 C语言程序设计 环境）返回本节目录语句的执行过程首先计算。求的值；若其值为非零，则转去执行；若的值为零，则转去执行，结束for语句。执行一次for循环体。求解，转执行。结束循环，执行循环之后的语句。3.for语句实例【例3.25】用for语句实现求1-100之和。#include stdio.hmain() /*程序名为。 int sum=0,i=1; / *若sum的值超过int型变量能表示的范围，则设置为长整型*/for 语句的实例 C语言程序设计 环境）返回本节目录for( ;i=n;i+) sum+=i;printf(其和是 %dn,sum); /*若sum为长整型，则相应的

33、输出也设置成长整型ld*/ 运行结果：其和是5050for循环的执行过程：先执行表达式1，为空语句，然后判断i=n是否成立，如果为真，执行循环体sum+=i,转而执行i+,再判断i=n，如此反复，直到i=n为假为止。在这个例子中，i是循环控制变量，每次循环时，它的值都被改变且进行检验。for 语句多样性 C语言程序设计 环境）返回本节目录for语句的多样性由于C语言中表达式的形式十分丰富，对for语句的三个控制表达式可以灵活运用，因此造成for语句形式多种多样。（1）为空语句如上例中求1-100的和。本来由完成的初始化可提到循环之外完成。（2）和是逗号表达方式（3）用空循环来延长时间常用空循环

34、来产生延时，以达到某种特定要求。如：for(t=0;ttime;t+);（4）无限循环for循环的三个表达式中，任何一个都可以省略，但是分号；不可省略。所以下面的写法：for（；）是一个无限循环。将成为死循环。3.3.5 循环的嵌套 C语言程序设计 环境）返回本节目录在一个循环内又完整地包含另一个循环，称为循环的嵌套，即循环体自身包含循环语句。前面介绍了三种类型的循环，它们自己本身可以嵌套，如在for循环中包含另一个for循环，也可以互相嵌套，例如可以for循环中包含一个while循环或者do-while循环等等。下面通过几个例子来介绍循环嵌套的概念和运用。【例3.26】打印如下形式的乘法小九

35、九表：1*1=12*1=2 2*2=49*1=9 9*2=18 9*3=27 9*9=81分析：表体共九行，所以首先考虑一个打印九行的算法：for(i=1;i=9;i+) 打印第i行其次考虑如何打印第i行。每行都有i个表达式？*？=积，可以写为：for(j=1;j = i;j+) 打印第j个表达式循环的嵌套实例 C语言程序设计 环境）返回本节目录打印第j个表达式，可写为：printf(%d*%d=%-3d,i,j,i*j);在写这个语句时，不写换行，只能在第j个表达式输出后写一个语句使之换行。printf(n);综上所述，打印以上形式的乘法小九九表的程序如下：【例3.26】 /*程序名为。*/

36、#include stdio.hmain() int i,j; /* i,j 分别控制行和列的输出*/for(i=1;i=9;i+) for(j=1;j = i;j+) printf(%d*%d=%-3d,i,j,i*j);printf(n); /*另起一行*/ 3.3.6 break语句和continue语句 C语言程序设计 环境）返回本节目录1. break语句2. continue语句1. break语句 C语言程序设计 环境）返回目录1. break语句前面已经介绍过用break语句跳出当前的switch语句流程。在循环结构中，也可以用break语句使流程跳出本层循环体，从而提前强制性

37、结束本层循环。break语句的一般形式为： break；【例3.28】在循环体中break语句执行示例。#include stdio.h main() /*程序名为。*/ int i,s=0; for(i=1;i5) break; printf(s=%dn,s); printf(使用break语句时，s的最终值为：%dn,s); break语句 C语言程序设计 环境）程序运行后的输出结果如下：s=1s=3使用break语句时，s的最终值为：6本例中，如果没有break语句，程序将进行10次循环；但当i=3时，s的值为6，if语句中的表达式s5 值为1，于是执行break语句， 循环立即中断，跳

38、出for循环，从而提前中止循环，并转向循环体外的下一条语句。此时，s的值为6。break语句使用说明：（1）只能在switch语句体和循环体内使用break语句。（2）当break语句出现在，其作用是跳出该switch语句体。当break语句出现在循环体中，但并不在switch语句体内时，则在执行break语句后，使流程跳出本层循环体。返回目录2. Continue语句 C语言程序设计 环境）语句continue语句的一般形式为： continue;【例3.30】将【例3.28】中的break语句改用continue语句，来比较两者的区别。#include stdio.h main() /*程序名为。*/ int i,s=0; for(i=1;i5) cont