C语言程序设计第4章.ppt

1、第四章 控制结构,2,本章要点,关系运算符和逻辑运算符 if语句和switch语句 while语句、do while语句和for语句 break语句和continue语句,3,本章学习目标,了解结构化程序设计的基本思想 掌握C语言的基本控制结构和基本控制语句的使用方法 熟练掌握使用基本控制语句进行结构化程序设计的方法 掌握break语句和continue语句的使用方法 掌握一些常用的算法,4,4.1 关系运算符和关系表达式,4.1.1 关系运算符 用于判断两个数据之间的某个关系是否成立。 C语言提供了六种关系运算符： 大于 = 大于等于 = 等于 != 不等于 关系运算的结果是逻辑值：成立（真

2、）或不成立（假）。 53 运算结果为真，35 运算结果为假,5,使用关系运算符需要注意,（1）注意书写格式 =判断两个数据是否相等，一定要和赋值运算符=区分开。 （2）关系运算符均是二元运算符，一个关系运算符的两个操作数类型要相同，如果类型不一致，系统将自动进行类型转换。 A=65 运算结果为真 0=0 运算结果为假,6,（3）注意运算符优先级和结合性 ，=,=的优先级相同（6级），=和!=的优先级相同（7级）。 关系运算符的结合方向均为自左向右结合。,7,4.1.2 关系表达式,利用关系运算符将表达式连接起来的式子。 关系运算的结果为逻辑值，由于C语言中没有逻辑类型，因此当运算结果为真时，用

3、整数1表示，当运算结果为假时，用整数0表示。 关系表达式的值也是一个逻辑值，即1或0。,8,假设变量已如下定义：,int a=3,b=2,c=1,d=5,f; ab 表达式值为1 ab=c 等价于(ab)=c，表达式的值为1 b+cb 等价于d=(ab)，d的值为1 f=abcd 等价于f=(ab)c)d)，f的值为0 注意：这里任意改变a、b、c的值，会影响整个表达式的值吗？为什么？,4.1.2 关系表达式,9,4.2 逻辑运算符和逻辑表达式,4.2.1 逻辑运算符 逻辑与运算 b=5; !a 表达式值为0 a printf(Please input the value of x:); sc

4、anf(%d, ,20,4.3.1 if语句,注意，小括号后面是单独一条语句，而不是多条语句。如果当表达式为真时，需要执行多条语句应该使用复合语句。 复合语句的格式为： 若干条语句 如：i+; sum+=i; 其中的每条语句均以分号结束，而复合语句本身没有分号。,21,4.3.2 else子句,if（表达式） 语句1 else 语句2 如果括号内的表达式为真，则执行括号后面的语句1。如果表达式值为假，则执行else后面的语句2；语句1和语句2只能有一个被执行。,22,4.3.2 else子句,【例4-2】输入两个整数，将较大者输出。 /*程序4-2*/ #include void main (

5、) int a, b, max; printf(Please input the data a and b:); scanf(%d, %d, ,23,4.3.3 if语句嵌套,如果需要根据多个不同的条件，分别去执行不同操作，就要用嵌套的if语句来实现。 在if语句内部和else子句内部可以包含任何类型的语句，通过在if语句和else子句内部嵌套其它if语句可以形成if语句的嵌套。,24,两级if语句嵌套的一般格式,执行过程 如果表达式1成立，并且表达式2成立，则执行语句1，然后执行语句5； 如果表达式1成立，并且表达式2不成立，则执行语句2，然后执行语句5； 如果表达式1不成立，并且表达式3成

6、立，则执行语句3 ，然后执行语句5； 如果表达式1不成立，并且表达式3不成立，则执行语句4 ，然后执行语句5；,if(表达式1) if(表达式2) 语句1; else 语句2; else if(表达式3) 语句3; else 语句4; 语句5；,25,4.3.3 if语句嵌套,【例4-3】编写程序，要求从键盘输入一个字符，判断其类型，将字符分为四种类型：小写字母、大写字母、数字或者其他字符。,/*程序4-3*/ #include void main() char ch; printf(Please input a letter:); scanf(%c, ,26,4.3.3 if语句嵌套,【例4

7、-4】从键盘输入一个小于10000的整数，判断其是几位数。,/*程序4-4*/ #include void main() int num,gw,sw,bw,qw; printf(Please input a number:); scanf(%d, ,27,在程序4-3和程序4-4中，我们都是在else子句内部嵌套if语句，这种嵌套形式通常称为级联式if语句。许多程序员在书写级联式if语句时，通常不采用缩进的格式，例如程序4-4可以修改为下面的程序。,/*程序4-5*/ #include void main() int num,gw,sw,bw,qw; printf(Please input a

8、 number:); scanf(%d, ,28,4.3.4使用if语句应注意的问题,（1）在(表达式)后面或else关键字后面加分号通常会导致出现语义错误。 单独使用一个分号表示一个空语句,void main() int x; x=1; if(x=1) ; /*这里多加了个分号*/ printf(x等于1n); else printf(x不等于1n); ,当尝试对该程序进行编译时，C语言编译器会报告illegal else without matching if的语法错误。,29,4.3.4使用if语句应注意的问题,void main() int x; x=1; if(x=1) printf

9、(x等于1n); else ; /*这里多加了个分号*/ printf(x不等于1n); ,该程序运行后的输出结果为： x等于1 x不等于1,不是我们所期望得到的输出结果,30,4.3.4使用if语句应注意的问题,（2）如果if语句内部或else子句内部需要放置多条语句，必须将这多条语句构成一个复合语句，这样才能符合if语句的语法格式。 【例4-5】输入三个整数，将其降序排序后输出。,/*程序4-6*/ #include void main() int a,b,c,t; printf(input the data:); scanf(%d,%d,%d, ,31,4.3.4使用if语句应注意的问题

10、,（3）在嵌套的if语句中，确保else子句和对应的if语句正确匹配非常关键。else子句不能单独使用，每个else子句必须属于前面出现的某个if语句。 考虑下面的程序片段：,if (a=b) if(b=c) printf(a=b=c); else printf(a!=b);,上面的else子句应该属于哪一个if语句呢？,32,4.3.4使用if语句应注意的问题,匹配原则 从最内层开始，else子句总是和离它最近的，还未和其它else匹配的if语句进行匹配。 因此在上述程序片段中，else子句实际上是和第二个if语句匹配的，写成下面的形式可以更直观的表达出它们的匹配关系。,if (a=b) i

11、f(b=c) printf(a=b=c); else printf(a!=b);,33,4.3.4使用if语句应注意的问题,根据上述规则，上面的程序片段便出现了严重的逻辑矛盾。从语义上分析，希望else子句和第一个if语句匹配。为了实现这一点，可以用一对大括号将第二个if语句括起来。,if (a=b) if(b=c) printf(a=b=c); else printf(a!=b);,避免if与else配对错位的最佳办法是加大括号，同时，为了便于阅读，使用适当的缩进（只有大括号能保证if和else不错位配对，缩进仅便于阅读）。,34,4.3.5 条件运算符和条件表达式,根据条件在两个备选值中选

12、择一个 一般形式为： 表达式? 表达式:表达式 条件运算符是唯一的一个三元运算符。 使用条件表达式可以代替一些简单的if语句。,35,4.3.5 条件运算符和条件表达式,条件表达式的求值过程 首先计算表达式1的值。 如果表达式的值为真，则计算表达式的值，并将该值作为整个条件表达式的值；表达式3不计算。 如果表达式的值为假，则计算表达式的值，并将该值作为整个条件表达式的值；表达式2不计算。,36,4.3.5 条件运算符和条件表达式,条件运算符的优先级高于赋值运算符和逗号运算符，低于所有其它运算符。其结合方向为自右向左。,例：计算下列表达式 int a=1,b=2,c=3,d=4,m=5,n=6,

13、k; k=ab?(m=cb): (n=bd) k=ac?(m=cb): (n=bd) k=ab?d: bc?(m=cb): (n=bd) k=ab?d: bb): (n=bd),k=0 m=5 n=0,k=4 m=5 n=6,k=0 m=5 n=0,k=1 m=1 n=6,例 输入一个字符。判别它是否大写字母，如果是，将其转换为小写，否则不转换。然后输出最后得到的字符。,#include void main() char ch; scanf(%c, printf(%c,ch)； ,4.3.5 条件运算符和条件表达式,38,4.3.6 switch语句,基本形式的if语句可以根据一个判断条件形成

14、两个处理分支，为了描述更多的分支，我们可以使用嵌套形式的if语句。 C语言还提供了另外一个可以描述多个处理分支的语句switch语句，switch语句可以根据一个表达式的值决定选择哪一个分支。,39,4.3.6 switch语句,switch语句的语法格式 switch(表达式) case E1: 语句序列1; case E2: 语句序列2; case En: 语句序列n; default: 语句序列; ,40,4.3.6 switch语句,switch关键字后面是用括号括起来的表达式，称为控制表达式，该表达式必须为整型或字符型，不能是实型或字符串。 case关键字后面的表达式E1、E2、En

15、必须是常量表达式。常量表达式中只能包含常量不能使用变量，这些常量表达式类型应为整型或字符型，且它们的值必须互不相同。 case E1:、case E2:、case En:、default:被称为分支标号（分支标号以冒号结束）。各case及default子句的先后次序，不影响程序执行结果。 在每个分支标号后面可以包含一组语句，不需要使用大括号将每组语句括起来。每组语句中的最后一条语句通常是break语句。 语法格式中用中括号括起来的部分是可选的。,41,switch语句的执行过程,首先计算控制表达式的值。 然后将该值与常量表达式E1、E2、En的值依次进行比较： 如果控制表达式的值等于E1的值，

16、则执行语句序列1； 如果控制表达式的值等于E2的值，则执行语句序列2； 以此类推，如果控制表达式的值不等于E1至En中的任何一个值，则执行default分支后的语句序列（如果省略了default分支，则不执行任何语句）。,42,【例4-6】输入1至7中的一个数值，然后打印出该数值对应的日期。,switch语句的执行过程,/*程序4-7*/ #include void main() int day; printf(please input a digit ); scanf(%d, ,43,4.3.6 break语句,在switch语句中，每个分支标号后的一组语句中的最后一条语句通常是break语

17、句。 从程序4-7可以看出，break语句的作用是使程序跳出switch语句，继续执行switch语句后面的其它语句。 如果程序4-7中去掉了break语句，我们将得到不合理的执行结果。,/*程序4-7*/ #include void main() int day; printf(please input a digit ); scanf(%d, ,假设输入3，程序会输出： Wednesday Thursday Friday Saturday Sunday data error,44,4.3.6 switch语句,产生这种的结果的原因在于switch语句是一种基于比较的转移。当控制表达式的值与

18、某个常量表达式的值相等时，程序便转移到相应的分支标号处，开始执行分支标号后的语句（这里，分支标号仅起到标识目标语句位置的作用，不能实现对多个处理分支的分割）。当执行完一个处理分支内的语句后，如果没有break语句，程序将直接进入下一个处理分支，然后继续执行下一个分支内的语句。,45,4.3.6 switch语句,有时我们可以利用这个特点，使得多个处理分支可以共享一组语句。 【例4-7】输入1至7中的一个数值，然后打印出该数值对应工作日或休息日。,/*程序4-8*/ #include void main() int day; printf(please input a digit ); scan

19、f(%d, ,【例4-8】 输入学生的百分制成绩，输出该学生的成绩等级，大于等于90分为A ；80分至89分为B；70分至79分为C；60分至69分为D；60分以下为E。 第一种解决方法，用if语句实现。 第二种解决方法，使用switch语句实现。 需要改进 ？,46,4.3.7 应用实例,/*程序4-9*/ #include void main() int score; printf(input the score:); scanf(%d, ,/*程序4-10*/ #include void main() int score; int d; printf(input the score:);

20、 scanf(%d, ,若有定义: float w; int a, b;并且w,a,b已经被正确赋值，则下面哪个switch语句是合法的：,switch(w) case 1.0: printf(*n); case 2.0: printf(*n);,B. switch(a) case 1 printf(*n); case 2 printf(*n); ,C. switch(b) case 1: printf(*n); default: printf(“#n); case 1+2: printf(*n); case 2: printf(#n); ,D. switch(a+b) case 1: pri

21、ntf(*n); case 2: printf(*n); default: printf(#n); ,错：少冒号,错：常量表达式为1或2,对,对,4.3.7 应用实例,#include stdio.h main() int x=1,y=0,a=0,b=0; switch(x) case 1: switch(y) case 0:a+;break; case 1:b+; break; case 2: a+;b+;break; printf(a=%d, b=%dn,a, b); ,写出下列程序的执行结果：,break;,执行结果： a=2, b=1,执行结果： a=1, b=0,4.3.7 应用实例

22、,49,4.4 循环结构,循环结构是结构化程序设计中的三种基本结构之一，也是程序设计的基础。 循环结构的特点是， 在给定条件成立时，反复执行一组语句，直到条件不成立为止。 给定的条件称为循环条件，反复执行的一组语句称为循环体。 C语言提供了三种循环语句：while语句、do while语句和for语句。,语法格式： while (表达式) 语句 其中小括号中的表达式用于描述循环条件，小括号后面的语句为循环体。 表达式两边的小括号是必需的。 当循环体内需要包含一条以上的语句时，应用大括号括起来，构成复合语句。,50,4.4.1 while语句,51,while语句执行过程 （1）计算表达式的值，

23、如果其值不为0（即为真值），转向（2）；否则转向（3）。 （2）执行循环体后转向（1）。 （3）循环过程停止，程序转移到while语句后面的语句。,4.4.1 while语句,循环体中应有使循环趋向于结束的语句。,52,【例4-9】求整数1100的累加和,/*程序4-11*/ #include void main() int i,sum=0; i=1; while(i=100) sum += i; i+; printf(sum=%dn,sum); ,4.4.1 while语句,53,【例4-10】输入一行字符，分别统计出其中英文字母、空格、数字和其它字符的个数。 while语句的循环体可能一次

24、也不执行，因为while语句是先判断循环条件，再决定是否执行循环体。当读取的第一个字符是换行符时，将不会执行循环体。,4.4.1 while语句,/*程序4-12*/ #include void main() char c; int letter=0,space=0,digit=0,other=0; printf(Input a string:n); while(c=getchar()!=n) if(c=a ,do while语句是先执行循环体，之后再判断循环条件是否成立。 语法格式 do 语句 while (表达式); 括号后面的分号是必需的。 do while语句执行过程 （1）执行循环体

25、 （2）计算表达式的值，如果表达式的值为真，则转向（1）；否则转向（3）。 （3）循环过程终止，程序转移到do while语句后面的语句。,54,4.4.2 do while语句,55,【例4-11】求整数1100的累加和，使用do while语句实现。,/*程序4-13*/ #include void main() int i=1, sum=0; /*定义并初始化变量*/ do sum += i; /*累加*/ i+; while(i=100); /*循环条件：i=100*/ printf(sum=%dn,sum); ,4.4.2 do while语句,【例4-12】输入一个整数，判断其是几

26、位数。 从程序4-14可以看出，do while语句的循环体至少执行一次，因为do while语句是先执行循环体，再判断循环条件。,56,/*程序4-14*/ #include void main() int m, a ; int n=0 ; printf (请输入一个正整数:); scanf (%d , ,4.4.2 do while语句,57,我们将程序4-14中的do while语句直接改为while语句，看一下会产生什么结果。,4.4.2 do while语句,#include void main() int m, a ; int n=0 ; printf (请输入一个正整数:); s

27、canf (%d , ,输入整数0，程序输出： 0是0位数,产生这种结果的原因在于，while语句先判断循环条件，当a=0时，循环条件不成立，循环体一次也不执行。为了避免这个问题，需要对特殊情况做一下处理。,/*程序4-15*/ #include void main() int m,a; int n=0 ; printf (请输入一个正整数:); scanf(%d , ,58,4.4.2 do while语句,执行过程： （1）计算表达式1的值。 （2）计算表达式2的值，如果值为真，则转向（3）；否则终止循环，转移到for语句后面的语句。 （3）执行循环体，然后计算表达式3的值，然后转向（2）

28、。,59,4.4.3 for语句,语法格式： for(表达式1; 表达式2; 表达式3)语句 表达式1和2后面的分号是必需的，表达式3后面没有分号。,下面是一个for语句的例子： for(i=1;i10;i+) printf(now i is %dn,i); 可以从中看出3个表达式的作用： 表达式1用于初始化，而且仅执行一次。通常使用赋值表达式指定循环变量的初始值。 表达式2描述循环条件，用于控制循环的结束。通常使用关系表达式或逻辑表达式，也可以是数值表达式或字符表达式。每次执行循环体前都要对表达式2进行判断。 表达式3在每次循环体执行后被执行，用于修改循环变量的值，使循环趋向结束。通常使用赋

29、值表达式或自增/自减表达式。,60,4.4.3 for语句,61,【例4-13】求整数1100的累加和，使用for语句实现。,/*程序4-16*/ #include void main() int i,sum=0; for(i=1;i=100;i+) sum=sum+i; printf(sum=%dn,sum); ,4.4.3 for语句,62,对比程序4-11和程序4-16，可以发现for循环可以用等价的while循环来代替。实际上，除了一些特殊情况外，两种循环总是可以互相替换的。将for循环转换为while循环的一般方法是：,表达式1; while(表达式2) 语句; 表达式3; ,4.4

30、.3 for语句,63,【例4-14】求Fibonacci数列的前40项。每行输出4项。 Fibonacci数列的定义为：,4.4.3 for语句,/*程序4-17*/ #include void main() long t1, t2, t3; int i; t1=t2=1; printf(%10ld%10ld, t1,t2); for(i=3; i=40; i+) t3=t1+t2; printf(%10ld, t3); if(i%4=0) printf(n); t1=t2; t2=t3; ,关于for语句的说明： C语言允许省略任意或全部表达式。 （1）关于表达式1： 通常是给循环变量赋初

31、值，也可以是与循环变量无关的其它表达式， 甚至表达式1可以省略。如果省略表达式1，那么需要在for语句之前完成变量的初始化。注意，此时表达式1后面的分号必须保留。,例：sum=0; for(i=1;i=100;i+) sum+=i; 或：i=1; for(sum=0;i=100;i+) sum+=i; 或：for(i=1,sum=0;i=100;i+) sum+=i; 或：i=1; sum=0; for( ; i=100;i+) sum+=i;,64,4.4.3 for语句,（2）关于表达式3： 通常用来改变循环变量的值，也可以是与循环变量的无关的其它表达式，甚至可将循环体中的语句放在表达式3

32、的位置上。表达式3也可以省略，如果省略，那么需要在循环体中包含使循环条件变为假的操作。,65,4.4.3 for语句,例：i=0; for(sum=0;i=100; sum+=i) i+; 或： for(sum=0 ,i=1;i=100; sum+=i,i+); 或：sum=0; for(i=1; i=100;) sum+=i; i+;,66,（3）如果同时省略表达式1和表达式3，只有表达式2，即只给出循环条件。此时的for语句和while语句完全相同。 i=1; for(;i=100;) sum=sum+i; i+; ,4.4.3 for语句,67,（4）关于表达式2 作为循环的判断条件。如

33、果省略表达式2，那么表达式2默认为真值，此时循环条件始终成立，循环将出现死循环，应该通过其它方式使for语句终止，如使用break语句（参考4.4.4节）。 出现死循环时，用Ctrl + C结束程序。,4.4.3 for语句,i=1; sum=0;for( ; ; ) sum+=i; i+; if (i100) break; ,例、sum=0; for(i=1; ;i+) sum+=i; 或：sum=0; i=1; for( ; ; ) sum+=i; 此为死循环。,68,通过在for语句的表达式1或表达式3中使用逗号表达式，可以同时对多个变量进行初始化或同时使多个变量自增/自减。,/*程序4

34、-18*/ #include void main() int i,sum; for(sum=0,i=1;i=100;i+) sum=sum+i; printf(sum=%dn,sum); ,4.4.3 for语句,break语句可以使程序控制从switch语句中转移出来。 break语句还可以用在while、do while、for语句中，使程序控制从循环中转移出来，从而使循环立即终止。 【例4-15】判断正整数m是否为素数。,69,4.4.4 使用break语句,/*程序4-19*/ #include void main() int m,i; printf(Input m:); scanf(

35、%d, ,70,4.4.5 使用continue语句,continue语句可以出现在while、do while、for语句的循环体中，用于控制循环的执行过程。 continue语句跳过循环体内的若干语句，提前结束一次循环体的执行，但不会终止循环。 continue语句只能用于循环。 【例4-16】找出所有小于100，能被3整除且个位数是6的整数。,/*程序4-20*/ #include void main() int i,j; for(i=0;i=9;i+) j=i*10+6; if(j%3!=0) continue; printf(%dn,j); ,break语句和continue语句,7

36、1,break语句和continue语句的区别 while (表达式1) while (表达式1) if (表达式2) break; if (表达式2) continue; break语句跳出循环， continue语句结束本次循环体， 终止整个循环的执行 进入下一次循环,72,4.4.6 循环语句嵌套,在while、do while、for语句的循环体内可以包含任何类型的语句，当一个循环语句的循环体内又包含了另一个循环语句时，便形成了循环语句的嵌套。 【例4-17】按照下图样式，打印乘法表。,/*程序4-21*/ #include void main() int i, j; for(i=1; i=9; i+) for(j=1; j=i; j+) printf(%d*%d=%-3d, i, j, i*j ); printf(n); ,73,【例4-18】将1元钱兑换成1分、2分、5分的硬币，若每种面值的硬币都不得少于一枚，问有几种不同的兑换方法？,/*程序4-22*/ #include void mai