《C語言程序設計基礎與實訓教程》第4章：選擇結構程序設計.ppt

第3章最簡單的C程序設計,（時間：4次課，8學時）,第四章 選擇結構程序設計,學習目的與要求： 通過前面章節(jié)的學習，已經看到了，語句的執(zhí)行是按照書寫的順序執(zhí)行的，這種結構稱為“順序結構”。但程序的執(zhí)行并不一定是按照語句序列的書寫順序執(zhí)行的。結構化程序設計方法規(guī)定程序的基本結構有三種，即順序結構、選擇結構和循環(huán)結構。在大多數的程序中都會遇到根據給定的條件來決定是否執(zhí)行、如何執(zhí)行等情況，這就涉及到使用選擇結構設計程序。 本章主要介紹關系運算符和關系表達式、邏輯運算符和邏輯表達式、if語句、switch語句。要求掌握關系運算符和關系表達式的定義和使用；掌握邏輯運算符和邏輯表達式的定義和使用；掌握if語句和switch語句的定義和使用。,第四章 選擇結構程序設計,4.1 關系運算符和關系表達式 4.2邏輯運算符和邏輯表達式 4.3 if語句 4.4 switch語句 4.5 程序舉例 4.6上機實訓,4.1 關系運算符和關系表達式,所謂“關系運算”實際上就是“比較運算”，即將兩個數據進行比較，判定兩個數據是否符合給定的關系。 例如，“a b”中的“”表示一個大于關系運算。如果a的值是5，b的值是3，則大于關系運算“”的結果為“真”，即條件成立；如果a的值是2，b的值是3，則大于關系運算“”的結果為“假”，即條件不成立。,4.1.1 關系運算符,在程序中經常需要比較兩個量的大小關系，以決定程序下一步的工作。比較兩個量的運算符稱為關系運算符。在C語言中有以下關系運算符： 大于 = 大于或等于 = = 等于 != 不等于 關系運算符都是雙目運算符，其結合性均為左結合。關系運算符的優(yōu)先級低于算術運算符，高于賦值運算符。在六個關系運算符中，=的優(yōu)先級相同，高于= =和!=，= =和!=的優(yōu)先級相同。 注意 在語言中，“等于”關系運算符是雙等號“= =”，而不是單等 號“=”（賦值運算符）。,4.1.2 關系表達式,關系表達式的一般形式為： 表達式 關系運算符 表達式 例如：a+bc-d，x3/2，a+1(bc)，a!=(c= =d)等。 由于語言沒有邏輯型數據，所以用整數“”表示“邏輯真”，用整數“”表示“邏輯假”。如：50的值為“真”，即為1。(a=3)(b=5)由于35不成立，故其值為假，即為0。 例如，假設num1=3，num2=4，num3=5，則： （1）num1num2的值=0。 （2）(num1num2)!=num3的值=1。 （3）num1num2num3的值=1。 （4）(num1num2)+num3的值=6，因為num1num2的值=1，1+5=6。,4.1.2 關系表達式,【例4.1】 main( ) char c=k; int i=1,j=2,k=3;float x=3e+5,y=0.85; printf(“%d,%dn“,a+5=k+1); printf(“%d,%dn“,1j5,x-5.25=x+y); printf(“%d,%dn“,i+j+k= =-2*j,k= =j= =i+5); 運行結果： 1，0 1，1 0，0 在本例中求出了各種關系運算符的值。字符變量是以它對應的ASCII碼參與運算的。對于含多個關系運算符的表達式，如k= =j= =i+5,根據運算符的左結合性，先計算k= =j,該式不成立，其值為0，再計算0= =i+5，也不成立，故表達式值為0。,4.2邏輯運算符和邏輯表達式,關系表達式只能描述單一條件，例如“x=0”。如果需要描述“x=0”、同時“x10”，就要借助于邏輯表達式了。,4.2.1 邏輯運算符,C語言提供三種邏輯運算符： & 邏輯與（相當于“同時”） | 邏輯或（相當于“或者”） ! 邏輯非（相當于“否定”） 例如，下面的表達式都是邏輯表達式： (x=0) & (x5)， ! (x= =0)，(year%4= =0)&(year%100!=0)|(year%400= =0) 與運算符&和或運算符|均為雙目運算符。具有左結合性。非運算符!為單目運算符，具有右結合性。邏輯運算符和其它運算符優(yōu)先級的關系可表示如下： ！（非） &（與） |（或） ！ 算術運算 關系運算 & | 賦值運算 按照運算符的優(yōu)先順序可以得出： ab & cd等價于(ab) & (cd) !b= =c|dc & x+yc) & (x+y)b) 邏輯運算的值也為“真”和“假”兩種，用“1”和“0”來表示。其求值規(guī)則如下：,4.2.1 邏輯運算符,（1）與運算& 參與運算的兩個量都為真時，結果才為真，否則為假。例如，50 & 42,由于50為真，42也為真，相與的結果也為真。 （2）或運算| 參與運算的兩個量只要有一個為真，結果就為真。兩個量都為假時，結果為假。例如：50|58,由于50為真，相或的結果也就為真。 （3）非運算! 參與運算量為真時，結果為假；參與運算量為假時，結果為真。例如：!(50)的結果為假。 雖然C編譯在給出邏輯運算值時，以“1”代表“真”，“0 ”代表“假”。但反過來在判斷一個量是為“真”還是為“假”時，以“0”代表“假”，以非“0”的數值作為“真”。例如：由于5和3均為非“0”，因此5&3的值為“真”，即為1。又如：5|0的值為“真”，即為1。,4.2.2 邏輯表達式,邏輯表達式的一般形式為：表達式 邏輯運算符 表達式 其中的表達式可以又是邏輯表達式，從而組成了嵌套的情形。例如：(a&b)&c根據邏輯運算符的左結合性，上式也可寫為：a&b&c 邏輯表達式的值是式中各種邏輯運算的最后值，以“1”和“0”分別代表“真”和“假”。 例如，(year%4=0)&(year%100!=0)|(year%400=0)就是一個判斷一個年份是否是閏年的邏輯表達式。 在計算邏輯表達式時，只有在必須執(zhí)行下一個表達式才能求解時，才求解該表達式（即并不是所有的表達式都被求解）。換句話說： （1）對于邏輯”與”運算，如果第一個操作數被判定為“假”，系統(tǒng)不再判定或求解第二操作數。 （2）對于邏輯”或”運算，如果第一個操作數被判定為“真”，系統(tǒng)不再判定或求解第二操作數。 例如，假設n1、n2、n3、n4、x、y的值分別為1、2、3、4、1、1，則求解表達式“(x=n1n2)&(y=n3n4)”后，x的值變?yōu)?，而y的值不變，仍等于1。,4.2.2 邏輯表達式,【例4.2】 main( ) char c=k; int i=1,j=2,k=3; float x=3e+5,y=0.85; printf(“%d,%dn“,!x*!y,!x); printf(“%d,%dn“,x|i 運行結果： 0，0 1，0 0，1,4.2.2 邏輯表達式,本例中!x和!y分別為0，!x*!y也為0，故其輸出值為0。由于x為非0，故!x的邏輯值為0。對x| i & j-3式，先計算j-3的值為非0，再求i & j-3的邏輯值為1，故x|i&j-3的邏輯值為 1。對ij&xy式，由于ij的值為1，而xy為0故表達式的值為1，0相與，最后為0，對i= =5&c&(j=8)式，由于i= =5為假，即值為0，該表達式由兩個與運算組成，所以整個表達式的值為0。對于式x+y|i+j+k，由于x+y的值為非0，故整個或表達式的值為1。,4.3 if語句,4.3.1 if語句的三種形式 用if語句可以構成分支結構。它根據給定的條件進行判斷，以決定執(zhí)行某個分支程序段。語言的if語句有三種基本形式。 1if語句 格式：if （條件表達式） 語句 功能：先計算條件表達式的值，如果條件表達式的值為真（非0），執(zhí)行語句（選擇體），否則執(zhí)行if語句的下一條語句。 例如： （1）if（x0） printf（x=%f, x）； 如果x0，輸出x。 （2）if（a=b） printf（%s，a=b）；如果a等于b, 輸出a=b。 說明： （1）條件表達式必須用小括號括起，同時注意區(qū)分作為條件的表達式與作為數值的表達式。 （2）if語句中要選擇執(zhí)行的語句稱為選擇體，選擇體從語法上只能是一條語句，如果選擇體需多條語句描述，必須采用復合語句。,4.3 if語句,【例4.3】輸入兩個整數，輸出其中的大數。 main( ) int a,b,max; printf(“n input two numbers: “); scanf(“%d%d“, ,4.3 if語句,2if-else語句 格式：if （條件表達式） 語句1 else 語句2 功能：先計算條件表達式的值，如果條件表達式的值為真 （非0），執(zhí)行語句1（選擇體1），否則執(zhí)行語句2（選 擇體2），if語句執(zhí)行完后執(zhí)行if語句的下條語句。 例如： （1）如果x0，輸出x大于0，否則輸出x小于等于0。 if（x0) printf（x大于0）； else printf（x小于等于0）；,4.3 if語句,（2）如果a等于b, 輸出a等于b, 否則輸出a不等于b。 if（a= =b） printf（a等于b）； else printf（“a不等于b）； （3）求兩個數x、y的最大值max。 if（xy） max=x； else max=y； （4）判斷整數i的奇偶性。 if（i%2= =0） printf（偶數n）； else printf（奇數n）；,4.3 if語句,說明： （1）if-else語句形式上相當于if語句擴展else分支而來，else分支稱為else子句，else子句不能單獨存在。 （2）在其它高級語言中特別強調else子句前不能有分號，C語言中else子句前必有分號。 （3）選擇體如為多條語句同樣必須采用復合語句。 （4）if語句可認為是if-else語句缺省else子句的特殊情況，一條if-else語句可用兩條單分支if語句實現(xiàn)。 例如，前例中三條if-else語句改用if語句實現(xiàn)： if （x0） printf（x大于0）； if （xy） max=x； if（x=y） max=y；,4.3 if語句,3if-else-if語句 格式：if(表達式1) 語句1； else if(表達式2) 語句2； else if(表達式3) 語句3； else if(表達式m) 語句m； else 語句n； 功能：依次判斷表達式的值，當出現(xiàn)某個值為真時，則執(zhí)行其對應的語句。然后跳到整個if語句之外繼續(xù)執(zhí)行程序。如果所有的表達式均為假，則執(zhí)行語句n。然后繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)程序。,【例4.5】判斷輸入字符ASCII碼所在的范圍，分別給出不同的輸出。例如輸入為“g”，輸出顯示它為小寫字符。 可以根據輸入字符的ASCII碼來判別類型。由ASCII碼表可知ASCII值小于32的為控制字符。在“0”和“9”之間的為數字，在“A”和“Z”之間為大寫字母，在“a”和“z”之間為小寫字母，其余則為其它字符。 #include“stdio.h“ main( ) char c; printf(“input a character: “); c=getchar(); if(c=0 ,3在使用if語句中還應注意以下問題： （1）在三種形式的if語句中，在if關鍵字之后均為表達式。該表達式通常是邏輯表達式或關系表達式，但也可以是其它表達式，如賦值表達式等，甚至也可以是一個變量。例如： if(a=5) 語句；if(b) 語句；都是允許的。只要表達式的值為非0，即為“真”。如在if(a=5)；中表達式的值永遠為非0，所以其后的語句總是要執(zhí)行的，當然這種情況在程序中不一定會出現(xiàn)，但在語法上是合法的。 又如，有程序段： if(a=b) printf(“%d“,a); else printf(“a=0“); 本語句的語義是，把b值賦予a，如為非0則輸出該值，否則輸出“a=0”字符串。這種用法在程序中是經常出現(xiàn)的。 （2）在if語句中，條件判斷表達式必須用括號括起來，在語句之后必須加分號。,（3）在if語句的三種形式中，所有的語句應為單個語句，如果要想在滿足條件時執(zhí)行一組(多個)語句，則必須把這一組語句用括起來組成一個復合語句。但要注意的是在之后不能再加分號。4.3.2 if語句的嵌套 當if語句中的執(zhí)行語句又是if語句時，則構成了if 語句嵌套的情形。其一般形式可表示如下： if(表達式) if語句； 或者為 if(表達式) if語句； else if語句；,4.3.2 if語句的嵌套,例如：將百分制成績轉成五級記分（A、 B、 C、 D、E）。 if （cj=90） ch=A; else if （cj=80） ch=B; else if (cj=70) ch=C; else if (cj=60) ch=D; else ch=E; 說明： （1）在嵌套內的if語句可能又是if-else型的，這將會出現(xiàn)多個if和多個else重疊的情況，這時要特別注意if和else的配對問題,4.3.2 if語句的嵌套,（2）通過加花括號、加注釋來明確 else與if的配套關系。 （3）if語句的嵌套可用多條if、if-else語句等價實現(xiàn)。 如上例： if (cj=90) ch=A; if (cj=80,4.3.2 if語句的嵌套,【例4.6】 求 main( ) float x; float y; printf（Input x: ）; scanf（%f, ,4.3.2 if語句的嵌套,上述if語句的嵌套也可以用以下if語句代替： if（x0） y=1; 因此，在一般情況下較少使用if語句的嵌套結構。以使程序更便于閱讀理解。,4.3.3 條件運算符和條件表達式,如果在條件語句中，只執(zhí)行單個的賦值語句時，?？墒褂脳l件表達式來實現(xiàn)。不但使程序簡潔，也提高了運行效率。 條件運算符為?和：，它是一個三目運算符，即有三個參與運算的量。由條件運算符組成條件表達式的一般形式為： 表達式1? 表達式2： 表達式3 其求值規(guī)則為：如果表達式1的值為真，則以表達式2 的值作為條件表達式的值，否則以表達式2的值作為整個條件表達式的值。條件表達式通常用于賦值語句之中。,4.3.3 條件運算符和條件表達式,例如條件語句： if(ab) max=a; else max=b; 可用條件表達式寫為 max=(ab)?a:b; 執(zhí)行該語句的語義是：如ab為真，則把a賦予max，否則把b 賦予max。 使用條件表達式時，還應注意以下幾點： （1）條件運算符的運算優(yōu)先級低于關系運算符和算術運算符，但高于賦值符。因此max=(ab)?a:b可以去掉括號而寫為 max=ab?a:b （2）條件運算符?和：是一對運算符，不能分開單獨使用。 （3）條件運算符的結合方向是自右至左。,4.3.3 條件運算符和條件表達式,例如： ab?a:cd?c:d應理解為ab?a:(cd?c:d)，這也就是條件表達式嵌套的情形，即其中的表達式3又是一個條件表達式。 【例4.7】用條件表達式輸出兩個數中的大數。 main( ) int a,b,max; printf(“n input two numbers: “); scanf(“%d%d“, ,4.4 switch語句,switch語句稱為開關語句，用于多分支選擇的一種特殊情況的處理，即每個分支、每種情況通過一個表達式取不同的值（選擇常量、情況常量）來描述，相當于PASCAL語言中的CASE語句。 格式： switch （選擇表達式） case 常量1: 語句1； case 常量2: 語句2； case 常量n: 語句n； default: 語句n+1； ,4.4 switch語句,功能：計算選擇表達式的值，當表達式的值與某一 個case后面的常量相等、相匹配時，就執(zhí)行此 case后面的處理語句。執(zhí)行完一個case后面的 語句后，流程控制轉移到下一個case處繼續(xù)執(zhí) 行。若所有case中的常量都不與選擇表達式的 值相匹配，就執(zhí)行default后面的語句。,4.4 switch語句,【例4.8】輸入一個數字，輸出相應星期的英文單詞。 main( ) int a; printf(“input integer number: “); scanf(“%d“, ,4.4 switch語句,但是當輸入3之后，卻執(zhí)行了case3以及以后的所有語句，輸出了Wednesday及以后的所有單詞。這當然是不希望的。為什么會出現(xiàn)這種情況呢?這恰恰反應了switch語句的一個特點。在switch語句中，“case 常量表達式”只相當于一個語句標號，表達式的值和某標號相等則轉向該標號執(zhí)行，但不能在執(zhí)行完該標號的語句后自動跳出整個switch 語句，所以出現(xiàn)了繼續(xù)執(zhí)行所有后面case語句的情況。這是與前面介紹的if語句完全不同的，應特別注意。為了避免上述情況，語言還提供了一種break語句，專用于跳出switch語句，break語句只有關鍵字break，沒有參數。修改例題的程序，在每一case語句之后增加break 語句，使每一次執(zhí)行之后均可跳出switch語句，從而避免輸出不應有的結果。,4.4 switch語句,說明： （1）選擇表達式可以是任何表達式，一般為整型、字符型、枚舉型表達式. （2）選擇表達式必須用小括號括起。 （3）case后可以是常量表達式，每一個case后的值必須互不相同，否則會出現(xiàn)二義性。 （4）一種情況處理完后，一般應使程序的執(zhí)行流程跳出switch結構，終止switch語句的執(zhí)行，這可借助break語句完成。 一般使用的switch語句形式為： switch（選擇表達式） case 常量1: 語句1break; case 常量2: 語句2break; case 常量n: 語句nbreak; default: 語句n+1 ,4.4 switch語句,(5）在上述switch語句的一般使用形式下，case出現(xiàn)的次序不影 響執(zhí)行結果。 （6）當多個常量代表一種情況時，出現(xiàn)在前面case中的情況處 理無語句，這實際上也是多個case共用一組執(zhí)行語句。 （7）可以沒有default子句。 （8）switch語句描述的是多分支選擇的一種特殊情況，可用if 語句等價實現(xiàn),4.5 程序舉例,【例4.9】求三個數的最大值。 程序一： main( ) float x, y, z; float max; clrscr( ); printf（Please Input x, y, z: ）; scanf（%f, %f, %f, ,4.5 程序舉例,程序二： m