《C语言程序设计》课件-第4章 选择结构程序设计

C语言程序设计智能工程学院“现场课程”

目

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关系运算符和关系表达式4.1

逻辑运算符和逻辑表达式4.2

if语句的基本形式4.3

嵌套的if语句4.4

条件运算符和条件表达式4.5

switch语句4.6关系运算符用于比较两个值之间的关系，返回一个布尔值（在C语言中用整数表示：1表示真，0表示假）。关系运算通常用于条件判断语句（如if、while等）中，控制程序的执行流程。

4.1

关系运算符和关系表达式4.1.1关系运算符说明：C语言中的小于等于、大于等于、等于、不等于运算符（＜=、＞=、==、!=）的表示方法与数学中的表示方法不同（≤、≥、=、≠）。1在以上6种关系运算符中，前4种（>、>=、<、<=）的优先级相同，后两种（==、!=）的优先级相同，前4种的优先级高于后两种。2关系运算符的优先级低于算术运算符，但高于赋值运算符。3

4.1

关系运算符和关系表达式4.1.1关系运算符关系运算符的结合性为从左到右。4例如：b<a+2 等效于b<(a+2)a<=b!=b>=2 等效于(a<=b)!=(b>=2)。a=b<c 等效于a=(b<c)

提示C语言中“==”是关系运算符，用来判断两个数是否相等，请读者注意“==”与等号“=”的区别，例如：x==3是要判断x的值是否为3，x=3是使x的值为3。

4.1

关系运算符和关系表达式4.1.1关系运算符在C语言中，关系表达式是用于比较两个操作数之间关系的表达式，关系表达式既然是表达式，那么就应该有一个值，关系表达式的值是一个逻辑值，即“真”或“假”，关系满足，结果为真，关系不满足，结果为假。例如，关系表达式3==4的值为“假”，7<=8的值为“真”。在C语言的逻辑运算中，以“1”代表“真”，以“0”代表“假”。若a=1，b=1，c=2，则：关系表达式a>b的值为“假”，表达式的值为0；关系表达式a==b的值为“真”，表达式的值为1；关系表达式a<=b+c的值为“真”，因为b+c的值为3，所以a<=3的值为“真”，表达式的值为1；关系表达式a==c>b的值为“真”，因为c>b的值为1，等于a的值，所以表达式的值为1；关系表达式a=b>c的值为“假”，因为b>c的值为0，所以赋值后a的值为0，整个表达式的值也为0。

4.1

关系运算符和关系表达式4.1.2关系表达式

提示要注意C语言中的关系运算与数学领域中的比较运算是有区别的，例如：若a=1，b=2，c=3，则关系表达式c<a<b的值为“真”，因为c<a的值为0，小于b的值，所以表达式的值为“真”。但是在数学表达式中c<a<b显然是不成立的。因此，如果要判断a的值是否在c和b之间，我们不能直接用条件表达式来进行描述，而是需要借助于逻辑运算符。C语言中有3种逻辑运算符：逻辑与（&&）、逻辑或（||）和逻辑非（!）。逻辑运算符及其对应的功能及说明如表所示。运算符含义举例说明&&逻辑与a&&b双目运算，如果a和b都为真，则结果为真，否则为假（一假则假，同真才真）||逻辑或a||b双目运算，如果a和b都为假，则结果为假，否则为真（一真则真，同假才假）!逻辑非!a单目运算，如果a为假，则结果为真；如果a为真，则结果为假（非真即假，非假即真）

4.2逻辑运算符和逻辑表达式

4.2逻辑运算符和逻辑表达式4.2.1逻辑运算符逻辑运算的“真值表”如表所示，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。ab!a!ba&&ba||b真真假假真真真假假真假真假真真假假真假假真真假假注意事项：三种运算符的优先级由高到低依次为：！、&&、||。1逻辑运算符中的“&&”和“||”的优先级低于关系运算符，“！”的优先级高于算术运算符，而关系运算符的优先级低于算术运算符，如图所示。2

4.2逻辑运算符和逻辑表达式4.2.1逻辑运算符逻辑运算符中的“&&”和“||”的结合性为从左到右，“！”的结合性为从右到左。例如：a>c&&a<b 等效于(a>c)&&(a<b)a==b||x>y 等效于(a==b)||(x>y)a<b||!a 等效于(a<b)||(!a)a>c&&a<b+c 等效于(a>c)&&(a<(b+c))2<3&&6>3-!0 等效于(2<3)&&(6>(3-!0))3

4.2逻辑运算符和逻辑表达式4.2.1逻辑运算符C语言中，由逻辑运算符（&&、||、!）连接条件（如关系表达式、整数常量/变量等）形成的表达式，叫作逻辑表达式，其运算结果是整数：1表示“真”（条件成立），0表示“假”（条件不成立）。逻辑表达式是实现复杂条件判断的核心，广泛用于if语句、while循环等流程控制中。逻辑运算符两侧的运算对象可以是任何类型的数据，但运算结果一定是整型，并且只有两个值：1和0，分别表示“真”和“假”。例如：若a＝0，则逻辑表达式!a的值为1。因为a的值为0，逻辑值为“假”，对它进行“非”运算，得“真”，“真”以1代表。相反，若a等于任何一个非0的数（所有非0被作为“真”），那么!a的值为0。1若a＝2，b＝4，则逻辑表达式a&&b的值为1，因为a和b均非0，逻辑值为“真”，所以进行“逻辑与”运算的值也为“真”，“真”以1代表。2

4.2逻辑运算符和逻辑表达式4.2.2逻辑表达式若a＝2，b＝4，则逻辑表达式a||b的值为1。3若a＝1，b＝2，则逻辑表达式!a||b的值为1，先计算!a的值为0，再计算0||b的值为1。4逻辑表达式2&&0||3.6的值为1。5

4.2逻辑运算符和逻辑表达式逻辑表达式'a'&&'b'的值为1。64.2.2逻辑表达式

名师点睛C语言的逻辑表达式通过&&、||、!连接条件，结果为1（真）或0（假），核心特性是短路求值。掌握其运算规则、优先级及实际场景应用，能帮助编写清晰、高效的条件判断逻辑，避免常见陷阱（如短路副作用、混淆==与=）。例如：（1）a&&b，只有a为真（非0）时，才需要判断b的值，如果a为假，就不必判断b的值。即：&&运算符，只有a≠0，才继续进行其右面的运算。（2）a||b，只要a为真（非0），就不必判断b的值，只有a为假时，才判断b的值。即：||运算符，只有a＝0，才继续进行其右面的运算。

4.2逻辑运算符和逻辑表达式4.2.2逻辑表达式【例4-1】条件运算符和逻辑运算符的应用。在本实例中，使用条件运算符和逻辑运算符构造表达式，通过输出函数显示表达式的结果，根据结果分析表达式的计算过程。#include<stdio.h>intmain(){ intm=2,n=3,a=1,b=2; /*定义变量m，n，a和b并赋值*/ intx,y,z; /*定义变量x和y*/ x=(m=a>b)&&(n=a<b); /*计算逻辑表达式的值并将值赋给变量x*/ printf("x=%d,m=%d,n=%d\n",x,m,n); /*输出变量x，m和n的值*/ y=(m=a>b)||(n=a<b); /*计算逻辑表达式的值并将值赋给变量y*/ printf("y=%d,m=%d,n=%d\n",y,m,n); /*输出变量y，m和n的值*/

z=!m&&n||b;/*计算逻辑表达式的值并将值赋给变量y*/

printf("z=%d\n",z);

/*输出变量z的值*/ return0; /*函数返回值0*/}

4.2逻辑运算符和逻辑表达式4.2.2逻辑表达式【运行结果】程序运行结果如图所示。

4.2逻辑运算符和逻辑表达式4.2.2逻辑表达式【程序说明】计算x=(m=a>b)&&(n=a<b)表达式时，先判断a>b，其结果为“假”，即将数值0赋给变量m。同时，由于运算符“&&”左边的值为0，整个表达式的值即为0。因此，系统将不再计算运算符“&&”右边的表达式，n的值还为3。计算y=(m=a>b)||(n=a<b)表达式时，由于“||”左边的值为0，因此，还需要计算右边表达式n=a<b的值，得到n=1，因此，整个表达式结果也为1。计算z=!m&&n||b表达式时，由于“||”右边的值为1，所以整个表达式结果是1。

4.2逻辑运算符和逻辑表达式4.2.2逻辑表达式

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关系运算符和关系表达式4.1

逻辑运算符和逻辑表达式4.2

if语句的基本形式4.3

嵌套的if语句4.4

条件运算符和条件表达式4.5

switch语句4.6在C语言中，if语句是最基本的分支控制结构，用于根据条件的“真”或“假”执行不同的代码块，实现程序流程的选择性执行。if语句有三种形式，分别是基本形式（单分支）、if-else形式（双分支）、if-elseif-else形式（多分支），下面我们先来学习基本形式：格式：if(表达式) 语句其中：表达式一般为逻辑表达式或关系表达式。语句可以是一条简单的语句或多条语句，当为多条语句时，需要用“{}”将这些语句括起来，构成复合语句。if语句的执行过程是：当表达式的值为真（非0）时，执行语句，否则直接执行if语句下面的语句。其执行流程图如图所示。4.3.1if语句基本形式

4.3if语句的形式【例4-2】编程实现，输入两个整数，输出这两个数中较大的数。【问题分析】可定义三个变量（a，b和max）用来存放输入的两个整数和较大数。从键盘输入两个整数，首先假设a是较大数，将a的值赋给max，然后使用if语句进行条件判断，如果a小于b，则b为较大数，即将b的值赋给max。4.3.1if语句基本形式

4.3if语句的形式【参考代码】#include<stdio.h>intmain(){ inta,b,max; /*定义整型变量a，b和max*/ printf("请输入两个整数:"); /*输出屏幕提示*/ scanf("%d

%d",&a,&b); /*从键盘输入a，b的值*/ max=a; /*假设a是较大的数先赋给max*/ if(a<b) /*若a比b小，将b赋给max*/ max=b; printf("两数中较大的数为:%d\n",max); /*输出结果*/ return0; /*函数返回值0*/}4.3.1if语句基本形式

4.3if语句的形式【运行结果】程序运行结果如图所示。4.3.1if语句基本形式

4.3if语句的形式

提示（1）if后面的表达式必须用圆括号括起来；（2）if语句结尾不要加分号；（3）若代码块只有一条语句，可省略{}，但建议始终保留以增强可读性；（4）if后面的表达式可以为关系表达式、逻辑表达式、算术表达式等，例如：if(a==0&&a<=10)printf("x=%d,y=%d",x,x-1);if(5)printf("OK!"); /*条件永远为真*/if(a=6)printf(“right”);/*条件永远为真*/if(!a)printf("inputerror!");（5）表达式中一定要区分赋值运算符“=”和关系运算符“==”。例如，if(x==3)判断x的值是否等于3，而if(x=3)则是把3赋值给x，所以表达式的值为3（非0），即为真。

4.3if语句的形式4.3.1if语句基本形式if语句只允许在条件为真时指定要执行代码块，而if-else语句还可在条件为假时指定另一代码块。if-else语句的一般形式如下：if(表达式) 语句1else 语句2if-else语句的执行过程是：当表达式为真（非0）时，执行语句1，否则执行语句2，其执行流程图如图所示。

4.3if语句的基本形式4.3.2if-else形式（双分支）语句形式整个if-else语句可以写在多行上，也可以写在一行上，例如：在一行上，例如：if(x>0) y=1;else y=-1;但是为了程序清晰，提倡写成锯齿形式的，如：if(x>0) y=1;else y=-1;1“语句1”和“语句2”是“内嵌语句”，它们是if-else语句中的一部分。每个内嵌语句的末尾都应有分号。2

4.3if语句的基本形式提示：if-else语句无论写在几行上，都是一个整体，属于同一个语句。需要注意的是，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。34.3.2if-else形式（双分支）语句形式【例4-3】编程实现，输入两个整数，输出这两个数中较大的数（用if-else语句实现）。【问题分析】本实例的功能与例4-2相同，都是求两数中较大数。但是使用if-else语句进行条件判断，条理更加清晰，我们可以这样思考，如果a大于b，则a为较大数，输出a的值，否则b为较大数，输出b的值。

4.3if语句的基本形式4.3.2if-else形式（双分支）语句形式【参考代码】#include<stdio.h>intmain(){ inta,b; /*定义整型变量a和b*/ printf("请输入两个整数:"); /*输出屏幕提示*/ scanf("%d%d",&a,&b); /*从键盘输入a和b的值*/ if(a>b) /*若a大于b，输出a*/ printf("max=%d\n",a); else /*反之输出b*/ printf("max=%d\n",b); return0; /*函数返回值0*/}

4.3if语句的基本形式4.3.2if-else形式（双分支）语句形式【运行结果】程序运行结果如图所示。

4.3if语句的基本形式4.3.2if-else形式（双分支）语句形式编程时常常需要判定一系列的条件，一旦其中某一个条件为真就立刻停止。这种情况可以采用if-else-if语句，其一般形式如下：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n) 语句n；else

语句n+1；执行过程是：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。如果所有的表达式都为假，则执行最后一个else后的语句，然后继续执行后续程序。其执行流程图如图所示。

4.3if语句的基本形式4.3.3if-elseif-else形式（多分支）语句形式【例4-5】学生成绩可分为百分制和五级制，根据输入的百分制成绩score，转换成相应的五级制成绩后输出，百分制与五级制的对应关系如表所示。百分制五级制百分制五级制90≤score≤100优60≤score＜70及格80≤score＜90良0≤score＜60不及格70≤score＜80中score>100或score<0无意义【问题分析】这是一道典型的能够使用if-else-if语句形式的题目，根据对一系列互斥条件的判断来选择执行哪条语句。

4.3if语句的基本形式4.3.3if-elseif-else形式（多分支）语句形式【参考代码】#include<stdio.h>intmain(){

floatscore; printf("请输入成绩:"); /*屏幕提示语*/ scanf("%f",&score); /*输入百分制的分数*/ if(score>100||score<0) /*分值不合理时显示出错信息*/ printf("输入数据无意义\n"); elseif(score>=90) /*这里的else表示0=<score&&score<=100*/ printf("优\n"); elseif(score>=80) /*这里的else表示0=<score&&score<90*/

4.3if语句的基本形式4.3.3if-elseif-else形式（多分支）语句形式printf("良\n"); elseif(score>=70) /*这里的else表示0=<score&&score<80*/ printf("中\n"); elseif(score>=60) /*这里的else表示0=<score&&score<70*/ printf("及格\n"); else /*这里的else表示0=<score&&score<60*/ printf("不及格\n"); return0;}

4.3if语句的基本形式4.3.3if-elseif-else形式（多分支）语句形式【运行结果】程序运行结果如图所示，输入百分制成绩，输出五级制成绩。【程序说明】每个else本身都隐含了一个条件，如第1个else实质上表示条件score>=0&&score<=100成立，此隐含条件与对应的if所给出的条件完全相反。在编程时要善于利用隐含条件，使程序代码清晰简洁。

4.3if语句的基本形式4.3.3if-elseif-else形式（多分支）语句形式在C语言中，if嵌套语句指的是在一个if（或else）语句的代码块内部，再包含另一个（或多个）if语句，用于处理更复杂的多层条件判断。当需要对一个条件先进行整体判断，再在满足该条件的前提下进一步细分判断时，就需要用到嵌套结构。if嵌套的核心是“先外后内”：先判断外层if的条件，只有外层条件成立时，才会执行内层if的判断。基本形式如下：if(外层条件){//外层条件为真时执行if(内层条件1){//内层条件1为真时执行}elseif(内层条件2){//内层条件1为假、内层条件2为真时执行}else{//所有内层条件都为假时执行}}else{//外层条件为假时执行（可选）}

4.4嵌套的if语句在上述格式中，if与else既可成对出现，也可不成对出现，且else总是与最近的且还没配对的if相配对。在书写这种语句时，每个else应与对应的if对齐，形成锯齿形状，这样能够清晰地表示if语句的逻辑关系。例如：if(x>=0) if(x>0) y=1; else y=0;else y=-1;

4.4嵌套的if语句【例4-6】编写程序，实现输入三个整数，输出最大值。【问题分析】本题可以采用if嵌套进行实现，先比较a和b的大小，如果a大于b，就将a与c进行比较，如果a也大于c，那么最大值就为a；否则，最大值为c。如果a小于b，就将b与c进行比较，如果b大于c，那么最大值就为b；否则，最大值为c。程序流程图如图所示。

4.4嵌套的if语句【参考代码】#include<stdio.h>intmain(){inta,b,c,max; /*定义整型变量*/

printf("请输入三个整数，用空格隔开\n"); /*输出提示信息*/

scanf("%d

%d

%d",&a,&b,&c); /*输入a，b，c变量的值*/

if(a>b) /*先判断a是否大于等于b*/ if(a>c) max=a; /*a同时大于等于b和c，a是最大值*/ elsemax=c; /*a>=b但a<c，c是最大值*/

else /*当a<b时，进入此分支*/ if(b>c) max=b; /*b>a且b>=c，b是最大值*/ else max=c; /*b>a但b<c，c是最大值*/

printf("max=%d\n",max); /*输出最大值max*/

return0; /*函数返回值0*/}

4.4嵌套的if语句【运行结果】程序运行结果如图所示。

4.4嵌套的if语句

提示（1）if和else的配对关系，else总是与其前方最靠近的，并且没有其他else与其配对的if相配对。（2）每个else本身都隐含了一个条件，如例4-6中的第1个else实质上表示条件c>a成立，此隐含条件与对应的if所给出的条件（a>c）完全相反，在编程时要善于利用隐含条件，使程序代码清晰简洁。

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关系运算符和关系表达式4.1

逻辑运算符和逻辑表达式4.2

if语句的基本形式4.3

嵌套的if语句4.4

条件运算符和条件表达式4.5

switch语句4.6在C语言中，条件运算符（?:）是唯一的三目运算符（需要三个操作数），它可以简化某些if-else语句的逻辑，形成条件表达式。其核心作用是根据一个条件的真/假，从两个表达式中选择一个执行：条件表达式?表达式1:表达式2;条件表达式的执行过程是：若条件表达式为真，则条件表达式的值等于表达式1的值，否则等于表达式2的值。例如：c=a>b?a:b;若a大于b，则条件表达式的值为a，赋值给c；否则，条件表达式的值为b，赋值给c，即求a和b两个数中较大的数。等价于：if(a>b) c=a;else c=b;

4.5条件运算符和条件表达式条件运算符的结合性为从右到左，当有条件运算符嵌套时，按照从右到左的顺序依次运算。例如，当a等于1，b等于2时，条件表达式：a<b?(c=3):a>b?(c=4):(c=5)该表达式的值为3，变量c的值也为3。首先计算表达式a>b?(c=4):(c=5)，因为a>b为假，所以这一条件表达式的结果为5，此时c=5；接着计算a<b?(c=3):5，因为a<b为真，所以这一条件表达式的结果为3，此时c=3。2条件表达式中表达式1一般是关系表达式，表达式2和表达式3不仅可以是数值表达式，还可以是赋值表达式或函数表达式。例如：a>b?printf("%d",a):printf("%d",b)3条件运算符的优先级低于算术运算符、关系运算符及逻辑运算符，仅高于赋值运算符和逗号运算符。1

4.5条件运算符和条件表达式在C语言中，switch语句是一种多分支控制结构，用于根据一个整型表达式（或字符型、枚举型）的值，从多个预设分支中选择一个执行。它比多层if-elseif更适合“判断一个值是否匹配多个固定选项”的场景，代码结构更清晰。switch语句的一般形式如下：switch(表达式){case常量表达式1:[语句1];break;case常量表达式2:[语句2];break;…case常量表达式n:[语句n];break;[default:语句n+1];break;}其中，方括号括起来的内容是可选项。

4.6switch语句switch语句的执行过程如图所示，首先计算switch后表达式的值，然后将其结果与case后常量表达式的值依次进行比较，若此值与某case后常量表达式的值一致，即转去执行该case后的语句；若没有找到与之匹配的常量表达式，则执行default后的语句。

4.6switch语句

提示（1）整型表达式：switch后的表达式必须是整型相关类型（如int、char、enum，float、double等非整型不允许）；（2）case常量：case后的“常量”必须是字面常量（如1、'A'）或#define定义的宏，不能是变量；（3）break语句：用于跳出switch语句，避免“穿透”到下一个case（若不写break，会继续执行后续所有case的语句，直到遇到break或switch结束）；（4）default分支：可选分支，当表达式值不匹配任何case时执行，通常放在最后（位置不固定，但习惯放末尾）。【例4-7】根据月份判断季节（12/1/2为冬季，3/4/5为春季，6/7/8为夏季，9/10/11为秋季）。【问题分析】这是一道典型的可以利用多分支选择语句的题目，可以定义整型变量month，使用switch语句判断整型变量month的值，利用case语句检验month值的不同情况；如果month的值不是case中所检验列出的情况，那么利用default语句输出“输入的月份无效！”。

4.6switch语句【参考代码】#include<stdio.h>intmain(){intmonth;printf("请输入月份（1-12）：");scanf("%d",&month);switch(month){case12://12月case1://1月（无break，穿透到2月的逻辑）case2://2月（三个月份共用同一逻辑）printf("冬季\n");break;case3://3月case4://4月（穿透）case5://5月printf("春季\n");break;

4.6switch语句

case6://6月case7://7月（穿透）case8://8月printf("夏季\n");break;case9://9月case10://10月（穿透）case11://11月printf("秋季\n");break;default:printf("输入的月份无效！\n");break;}return0;}

4.6switch语句【运行结果】程序运行结果如图所示，当输入1～12之间的月份时，输出相应的季节，否则输出错误提示语。【程序说明】在每个case或default语句后都有一个break关键字，用于跳出switch结构。

4.6switch语句

名师点睛（1）case常量不能重复：同一个switch中，多个case的常量值必须唯一，否则编译报错。错误示例：switch(x){case1:...;break;case1:...;break;//错误：case常量重复}（2）表达式必须是整型：若用非整型（如float），编译会报错。错误示例：floatscore=85.5;switch(score){...}//错误：表达式为float类型（3）default的位置不固定：default可放在任意case之间，但建议放在最后，且必须加break（否则会穿透到后续case）；（4）避免过度依赖穿透：除“多值共用逻辑”外，尽量为每个case加break，否则易导致逻辑混乱（尤其是代码维护时）。

4.6switch语句【例4-8】使用switch语句实现两个数简单的加减乘除计算。【问题分析】接收用户输入的整数表达式（如10+5），解析出两个操作数和运算符，执行对应的加减乘除运算并输出结果，我们开始定义三个变量，两个整型变量a、b用来储存将要进行计算的整数，一个字符型变量op用来储存运算符。

4.6switch语句【参考代码】#i