《C语言程序设计 》课件第4章

第4章选择结构程序设计4.1if语句4.2switch语句4.3条件运算符和条件表达式4.4选择结构程序实例本章小结 4.1

if语句

用if语句可以构成选择结构。它根据给定的条件进行判断，以决定执行某个分支程序段。C语言的if语句有三种形式。

4.1.1if语句的三种形式

1.基本形式

if(表达式)语句

其语义是：如果表达式的值为真，则执行其后的语句，否则不执行该语句。其过程可表示为图4-1。图4-1

if语句执行过程

【例4.1】

比较两个整数的大小。

程序如下：

main()

{

inta，b，max;

printf(“\ninputtwonumbers:”);

scanf(“%d%d”，&a，&b);

max=a;

if(max<b)max=b;

printf("max=%d"，max);

}

说明

本例程序中，输入两个数a、b。把a先赋予变量max，再用if语句判别max和b的大小，如max小于b，则把b赋予max。因此max中总是大数，最后输出max的值。

2.if-else形式

if(表达式)

语句1;

else

语句2;

其语义是：如果表达式的值为真，则执行语句1，否则执行语句2。

其执行过程可表示为图4-2。图4-2

if-else语句执行过程

【例4.2】

输入两个整数，输出其中的大数。

程序如下：

main()

{

inta，b;

printf(“inputtwonumbers:”);

scanf(“%d%d”，&a，&b);

if(a>b)

printf(“max=%d\n”，a);

else

printf("max=%d\n"，b);

}

说明

改用if-else语句判别a、b的大小，若a大，则输出a，否则输出b。

3.if-else-if形式

前两种形式的if语句一般都用于两个分支的情况。当有多个分支选择时，可采用if-else-if语句，其一般形式为

if(表达式1)

语句1;

elseif(表达式2)

语句2;

elseif(表达式3)

语句3;

elseif(表达式m)

语句m;

else

语句n;其语义是：依次判断表达式的值，当出现某个值为真时，则执行其对应的语句。然后跳到整个if语句之外继续执行程序。如果所有的表达式均为假，则执行语句n。然后继续执行后续程序。

if-else-if语句的执行过程如图4-3所示。图4-3

if-else-if语句执行过程

【例4.3】

判别键盘输入字符的类别。

程序如下：

#include“stdio.h”

main()

{

charc;

printf(“inputacharacter:”);

c=getchar();

if(c<32)

printf(“Thisisacontrolcharacter\n”);

elseif(c>=‘0’&&c<=‘9’)

printf(“Thisisadigit\n”);

elseif(c>=‘A’&&c<=‘Z’)

printf(“Thisisacapitalletter\n”);

elseif(c>=‘a’&&c<=‘z’)

printf(“Thisisasmallletter\n”);

else

printf(“Thisisanothercharacter\n”);

}

说明

键盘输入字符的类别可以根据输入字符的ASCII码来判别。由ASCII码表可知，ASCII值小于32的为控制字符，在“0”和“9”之间的为数字，在“A”和“Z”之间的为大写字母，在“a”和“z”之间的为小写字母，其余则为其他字符。这是一个多分支选择的问题，用if-else-if语句编程，判断输入字符ASCII码所在的范围，分别给出不同的输出。例如输入为“g”，输出显示它为小写字符。在使用if语句时应注意以下问题：

(1)在if语句的三种形式中，在if关键字之后均为表达式。该表达式通常是逻辑表达式或关系表达式，但也可以是其他表达式，如赋值表达式等，甚至可以是一个变量。

例如：

if(a=5)语句;

if(b)语句;

都是允许的。只要表达式的值为非0，即为“真”。

又如：

if(a=5)…;

其中表达式的值永远为非0，所以其后的语句总是要执行的。当然这种情况在程序中不一定会出现，但在语法上是合法的。再如，有程序段：

if(a=b)

printf(“%d”，a);

else

printf("a=0");

本语句的语义是，把b值赋予a，如为非0则输出该值，否则输出“a=0”字符串。这种用法在程序中是经常出现的。

(2)在if语句中，条件判断表达式必须用括号括起来，在语句之后必须加分号。

(3)在if语句的三种形式中，所有的语句应为单个语句，如果要在满足条件时执行一组(多个)语句，则必须把这一组语句用 {} 括起来组成一个复合语句。但要注意的是，在 } 之后不能再加分号。

例如：

if(a>b)

{a++;

b++;}

else

{a=0;

b=10;}4.1.2

if语句的嵌套

当if语句中的执行语句又是if语句时，则构成了if语句嵌套的情形。

其一般形式可表示如下：

if(表达式)

if语句;

或者为

if(表达式)

if语句;

else

if语句;在嵌套内的if语句可能又是if-else型的，这将会出现多个if和多个else重叠的情况，这时要特别注意if和else的配对问题。

例如：

if(表达式1)

if(表达式2)

语句1;

else

语句2;其中的else究竟与哪一个if配对呢?能否理解为

if(表达式1)

if(表达式2)

语句1;

else

语句2;

为了避免这种二义性，C语言规定，else总是与它前面最近的if配对，因此对上述例子应按前一种情况理解。

【例4.4】

比较两个数的大小关系。

程序如下：

main()

{

inta，b;

printf(“pleaseinputA，B:”);

scanf(“%d%d”，&a，&b); /*输入两个整数a，b*/

if(a!=b)

if(a>b) printf(“A>B\n”); /*a>b*/

else printf("A<B\n"); /*a<b*/

elseprintf("A=B\n"); /*a==b*/

}

说明

本例中用了if语句的嵌套结构。采用嵌套结构实质上是为了进行多分支选择，实际上有三种选择，即A > B、A < B或A = B。这种问题用if-else-if语句也可以完成，而且程序更加清晰。因此，在一般情况下较少使用if语句的嵌套结构，以使程序更便于阅读和理解。

【例4.5】

用if-else-if语句实现比较两个数的大小关系。

程序如下：

main()

{

inta，b;

printf(“pleaseinputA，B:”);

scanf(“%d%d”，&a，&b);

/*输入两个整数a，b*/

if(a==b)printf(“A=B\n”); /*a==b*/

elseif(a>b)printf(“A>B\n”); /*a>b*/

elseprintf("A<B\n"); /*a<b*/

}

说明

用if-else-if语句判别a、b的大小，若a大，则输出a，否则输出b。 4.2

switch语句

C语言还提供了另一种用于多分支选择的switch语句，其一般形式为

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+1;

}…其语义是：计算表达式的值，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等时，执行其后的语句，然后不再进行判断，继续执行后面所有case后的语句，当表达式的值与所有case后的常量表达式的值均不相等时，则执行default后的语句。

【例4.6】输入一个1～7的整数，然后转换成星期输出。

程序如下：

main()

{

inta;

printf(“inputintegernumber:”);

scanf(“%d”，&a);

switch(a){

case1:printf(“Monday\n”);

case2:printf(“Tuesday\n”);

case3:printf(“Wednesday\n”);

case4:printf(“Thursday\n”);

case5:printf(“Friday\n”);

case6:printf(“Saturday\n”);

case7:printf(“Sunday\n”);

default:printf(“error\n”);

}

}

说明

本程序要求输入一个数字，输出一个英文单词，但是当输入3之后，却执行了case3以及以后的所有语句，输出了Wednesday及以后的所有单词。这当然是不希望的。为什么会出现这种情况呢?这恰恰反映了switch语句的一个特点。在switch语句中，“case常量表达式”只相当于一个语句标号，表达式的值和某标号相等则转向该标号执行，但不能在执行完该标号的语句后自动跳出整个switch语句，所以出现了继续执行所有后面case语句的情况。这是与前面介绍的if语句完全不同的，应特别注意。为了避免上述情况，C语言还提供了一种break语句，专用于跳出switch语句，break语句只有关键字break，没有参数，在后面将详细介绍。修改本例的程序，在每一case语句之后增加break语句，使每一次执行之后均可跳出switch语句，即可避免输出不应有的结果。

【例4.7】对例4.6进行修改。

程序如下：

main()

{

inta;

printf(“inputintegernumber:”);

scanf(“%d”，&a);

switch(a){

case1:printf(“Monday\n”);break;

case2:printf(“Tuesday\n”);break;

case3:printf(“Wednesday\n”);break;

case4:printf(“Thursday\n”);break;

case5:printf(“Friday\n”);break;

case6:printf(“Saturday\n”);break;

case7:printf(“Sunday\n”);break;

default:printf(“error\n”);

}

}

说明

在使用switch语句时还应注意以下几点：

(1)在case后的各常量表达式的值不能相同，否则会出现错误。

(2)在case后，允许有多个语句，可以不用“{}”括起来。

(3)各case和default子句的先后顺序可以变动，而不会影响程序执行结果。

(4)default子句可以省略不用。

4.3条件运算符和条件表达式

如果在条件语句中只执行单个赋值语句，则可使用条件表达式来实现。这样不但使程序简洁，也提高了运行效率。

条件运算符为“ ? ”和“ : ”，它是一个三目运算符，即有三个参与运算的量。

由条件运算符组成条件表达式的一般形式为

表达式1?表达式2：表达式3

其求值规则为：如果表达式1的值为真，则以表达式2的值作为条件表达式的值，否则以表达式3的值作为整个条件表达式的值。条件表达式通常用于赋值语句之中。

例如条件语句：

if(a>b)max=a;

elsemax=b;

可用条件表达式写为

max=(a>b)?a:b;

执行该语句的语义是：如a>b为真，则把a赋予max，否则把b赋予max。使用条件表达式时，还应注意以下几点：

(1)条件运算符的运算优先级低于关系运算符和算术运算符，但高于赋值符。因此

max=(a>b)?a:b

可以去掉括号而写为

max=a>b?a:b

(2)条件运算符“ ? ”和“ : ”是一对运算符，不能分开单独使用。

(3)条件运算符的结合方向是自右至左。

例如：

a>b?a:c>d?c:d

应理解为

a>b?a:(c>d?c:d)

这也就是条件表达式嵌套的情形，即其中的表达式3又是一个条件表达式。

【例4.8】

用条件表达式对例4.2重新编程，输出两个数中的大数。

程序如下：

main()

{

inta，b，max;

printf(“\ninputtwonumbers:”);

scanf(“%d%d”，&a，&b);

printf("max=%d"，a>b?a:b);/*条件表达式求两个数中的大数*/

} 4.4选择结构程序实例

【例4.9】输入三个整数，输出最大数和最小数。

程序如下：

main()

{

inta，b，c，max，min;

printf(“inputthreenumbers:”);

scanf(“%d%d%d”，&a，&b，&c);

if(a>b)

{max=a;min=b;}

else

{max=b;min=a;}

if(max<c)

max=c;

else

if(min>c)

min=c;

printf("max=%d\nmin=%d"，max，min);

}

说明

本程序中，首先比较输入的a、b的大小，并把大数装入max，小数装入min中，然后再与c比较，若max小于c，则把c赋予max，如果c小于min，则把c赋予min，因此max内总是最大数，而min内总是最小数，最后输出max和min的值。

【例4.10】

求一元二次方程ax2+bx+c=0的根。

分析：

例3.16介绍过基本的算法，当时只考虑实根的情况，事实上应该有以下几种可能：

(1)a=0，不是二次方程。

(2)b2-4ac=0，有两个相等的实根。

(3)b2-4ac>0，有两个不等的实根。

(4)b2-4ac<0，有两个共轭复数根。

根据以上分析，N-S图如图4-4所示。图4-4流程图程序如下：

#include<math.h>

#defineFLOATZERO1e-6

main()

{

floata，b，c，d，disc，x1，x2，realpart，imagpart;

scanf(&a，&b，&c);

printf(“Theequation”);

if(fabs(a)<=FLOATZERO) /*a = 0*/

printf(“isnotaquadratic”);

else

{

disc=b*b-4*a*c; /*计算disc*/

if(fabs(disc)<=FLOATZERO) /*disc = 0*/

printf(“hastwoequalroot:%f\n”，-b/(2*a));

elseif(disc>FLOATZERO) /*disc > 0*/

{

x1=(-b+sqrt(disc))/(2*a);

x2=(-b-sqrt(disc))/(2*a);

printf("hasdistinctrealroots:%f，%f\n"，x1，x2);

}

else

/*disc<0*/

{

realpart=-b/(2*a);

imagpart=sqrt(-disc)/(2*a);

printf(“hascomplexroots:\n”);

printf(“%f+%fi\n”，realpart，imagpart);

printf(“%f-%fi\n”，realpart，imagpart);

}

}

}

说明

判断disc是否为0，不能直接用disc==0。

disc是实数，实数在计算机中的存储和计算有微小的误差。“==”(等于运算符)是精确按位比较的。如果使用disc==0比较，则可能导致原来为0的量由于上述误差而被判别为不等于0，导致程序错误。

可以判断disc的绝对值是否小于一个很小的实数，小于此数可以认为等于0。同理，如果需要判断两个浮点数相等也不能使用“==”运算符，而是采用判断两数之差的绝对值小于一个很小的数。

【例4.11】计算器程序。用户输入运算数和四则运算符，输出计算结果。

程序如下：

main()

{

floata，b;

charc;

printf(“inputexpression:a+(-，*，/)b\n”);

scanf(“%f%c%f”，&a，&c，&b);

switch(c){

case‘+’:printf(“%f\n”，a+b);break;

case‘-’:printf(“%f\n”，a-b);break;

case‘*’:printf(“%f\n”，a*b);break;

case‘/’:printf(“%f\n”，a/b);break;

default:printf(“inputerror\n”);

}

}

【例4.12】运输公司对用户计算运费。路程s越远，每公里运费越低。具体标准如表4-1所示。

分析：

设每公里每吨货物的基本运费为p，货物重量为w，距离为s，折扣为d，则总运费f的计算公式为

f = p*w*s*(1 - d)程序如下：

main()

{

intc，s;

floatp，w，d，f;

scanf("%f，%f，%f"，&p，&w，&s);

c=s/250; /*c为整数*/

switch(c)

{

case0:d=0;break;

case1:d=2;break;

case2:

case3:d=5;break;

case4:

case5:

case6:

case7:d=8;break;

case8:

case9:【例4.13】已知函数：编写程序，输入x，输出y。算法一：分析：

N-S图如图4-5所示。图4-5N-S图1程序如下：

main()

{

intx，y;

scanf(&x);

if(x<0)y=-1;

if(x=0)y=0;

if(x>0)y=1;

printf(x，y);

}

算法二：

分析：

N-S图如图4-6所示。图4-6N-S图2程序如下：

main()

{

intx，y;

scanf("%d",&x);

if(x<0)y=-1;

elseif(x=0)y=0;

elsey=1;

printf("%d%d",x，y);

}

【例4.14】

输入某学生的成绩，经处理后给出学生的等级，等级分类如下：

90分以上(包括90)： A

80至90分(包括80)： B

70至80分(包括70)： C

60至70分(包括60)： D

60分以下： E

算法一：(用if嵌套)

分析：

由题意知，如果某学生成绩在90分以上，等级为A；否则，如果成绩大于80分，等级为B；否则，如果成绩大于70分，等级为C；否则，如果成绩大于60分，等级为D；否则，如果成绩小于60分，等级为E。但当我们输入成绩时也可能输错，出现小于0或大于100，这时也要做处理，输出出错信息。因此，在用if嵌套前，应先判断输入的成绩是否在0～100之间。程序如下：

#include“stdio.h”

main()

{

intscore;

chargrade;

printf(“\npleaseinputastudentscore:”);

scanf(“%f”，&score);

if(score>100||score<0)

printf(“\ninputerror!”);

else

{

if(score>=90)

grade=‘A’;

else

{

if(score>=80)

grade=‘B’;

else

{if(score>=70)

grade=‘C’;

else

{if(score>=60)

grade=‘D’;

elseg