第3章 控制結(jié)構(gòu) -1

第3章控制結(jié)構(gòu)

主要內(nèi)容3.1基本控制結(jié)構(gòu) 3.2程序中的控制運算符 3.3程序中的選擇結(jié)構(gòu) 3.4程序中的循環(huán)結(jié)構(gòu) 3.5蒙特卡羅法與隨機數(shù)函數(shù)3.6位運算符/173.1基本控制結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)名稱傳統(tǒng)流程圖N-S流程圖順序結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)3.1.1基本語句空語句（EmptyStatement）

;表達式語句(ExpressionStatement）

賦值語句(AssignmentStatement)函數(shù)調(diào)用語句(FunctionInvocationStatement)控制語句(ControlFlowStatement)復合語句（CompoundStatement）/173.1.2常用的輸入輸出函數(shù)格式輸出函數(shù)printf()格式輸入函數(shù)scanf()字符輸入函數(shù)getch()和getchar()同：都是從終端輸入一個字符作為函數(shù)的值。異：getch()

無回顯讀入，不需要回車確認。

getchar()

需要回車確認。字符輸出函數(shù)putch()和putchar()

#include<conio.h> main(){

charc='B'; //將c的值輸出至Screen putch(65); //輸出ASCII碼為65的字母A putch('\n'); //輸出轉(zhuǎn)義字符\n，實現(xiàn)換行顯示 putch(c); //輸出字符變量c的值字母B getch(); }/17字符輸入及輸出函數(shù)示例從鍵盤輸入大寫字母，輸出對應的小寫字母和ASCII碼分析：英文字母相應的大寫與小寫ASCII碼相差32(=‘a(chǎn)’-‘A’)，將大寫字母的ASCII碼加32(或‘a(chǎn)’-‘A’)，即可得出相應的小寫字母的ASCII碼。#include<stdio.h>#include<conio.h>main(){ charc1,c2; printf("char="); //prompt語句 c1=getchar(); //從終端輸入一字符并賦給c1 putch(c1); //將c1的值輸出至Screen printf("%4d\n",c1); //輸出c1的ASCII碼值 c2=c1+32; //大寫字母轉(zhuǎn)小寫字母 putch(c2); //將c2的值輸出至Screen printf("%4d\n",c2); //輸出c2的ASCII碼值 getch();}/173.1.3順序結(jié)構(gòu)程序設計示例[例]求圓的面積和周長。數(shù)據(jù)分析:輸入量:半徑r,float輸出量:面積s,周長l,float

算法分析:輸入半徑r。計算面積s。計算周長l。輸出面積s和周長l。

3.1.3順序結(jié)構(gòu)程序設計示例[例]求圓的面積和周長。#definePI3.141593//定義一個宏PI，將PI作為符號常量#include<stdio.h> #include<conio.h>main(){floatr,s,m; //定義所使用的變量

printf("Entertheradius:"); //提示信息

scanf("%f",&r); //輸入已知量

s=PI*r*r //計算待求量

m=2*PI*r;printf("s=%f\n",s); //輸出所求值

printf("m=%f\n",m); getch();}Entertheradius:1

s=3.141593m=6.2831863.1.3順序結(jié)構(gòu)程序設計示例[例]已知三角形的兩邊邊長及其夾角，求此三角形的第3邊的邊長。

分析:設三角形的三邊長分別為a、b、c，

已知兩邊長a,b及其夾角α(取變量名為alfa)。

則由

c2=a2+b2-2abcosα可得出c。算法分析:輸入兩邊邊長a,b及夾角alfa計算第三邊邊長c輸出第三邊邊長c3.1.3順序結(jié)構(gòu)程序設計示例[例]已知三角形的兩邊邊長及其夾角，求第三邊邊長。#include<stdio.h>#include<math.h>//程序中調(diào)用了數(shù)學函數(shù)sqrt及cos

#include<conio.h>main(){floata,b,c,p,alfa;//將角度α定義為變量alfa

printf("Entertwosidesofatriangleand

includedangle:\n");

//在程序運行輸入數(shù)據(jù)之前給出提示信息

scanf("%f%f%f",&a,&b,&alfa);//輸入兩邊及夾角

p=a*a+b*b-2*a*b*cos(alfa*3.14/180); c=sqrt(p); //求第三邊邊長cprintf(“c=%f\n”,c); //輸出第三邊邊長c的值getch();}Entertwosidesofatriangleandincludedangle:3490

c=4.9980883.2程序中的控制運算符

3.2.1關系運算符(relationaloperator)關系運算符： <小于

<=小于等于

>大于

>=大于等于

==等于

!=不等于

Relationaloperatorstakeexpressionsasoperandsandevaluatetotypeint.Theywillalwaysevaluatetoeither1(true),or0(false).結(jié)果是一個邏輯量，即“真”或“假”，分別用整數(shù)1和0表示。注意:區(qū)分"="號和"=="號。避免對實數(shù)作相等或不等的判斷。正確表示數(shù)學上的連續(xù)不等式。3>2>1與3>2&&2>13.2.2邏輯運算符（logicaloperator）邏輯運算符：

！邏輯非&&邏輯與||邏輯或Thelogicaloperator!iscalledthenegationoperator.Itisaunaryoperandbecauseithasoneoperand.Don’tconfusenegationwithunaryminus.!!5=?結(jié)果是一個邏輯量，即“真”或“假”，分別用整數(shù)1和0表示。短路特性(short-circuitevaluation)a&&b&&ca||b||c只有a為真時才判斷b，只有a&&b為真時才判斷c。(若a為假，表達式的值已經(jīng)肯定為假，不必再往下判斷了。)只要a為真，就不必再繼續(xù)判斷，結(jié)果一定為真。

在C語言中表示條件判斷某一字符（變量ch表示）是否英文字母

A

<=ch&&ch<=

Z

||

a

<=ch&&ch<=

z

判斷某一年份（變量year表示）是否閏年。從閏年歷法規(guī)則可知，滿足下列條件之一者為閏年：(1)year能被4整除，但不能被100整除；(2)year能被400整除。則有：

year%4==0&&year%100!=0||year%400==03.2.3條件運算符(ConditionalOperator)語法格式：表達式1?表達式2:表達式3如： max=(a>b)?a:b; 等價于 if(a>b) max=a;

else

max=b;

[例]判斷鍵盤輸入的一個字符是否為大寫字母，如果是則轉(zhuǎn)換為小寫字母，否則不轉(zhuǎn)換。輸出處理后的字符。#include<stdio.h>main(){

charch;scanf("%c",&ch);ch=(ch>='A'&&ch<='Z')?(ch+32):ch;//括號可不加printf("%c\n",ch);}3.3程序中的選擇結(jié)構(gòu)通常計算機按在程序中書寫的順序執(zhí)行語句。但許多情況下，語句的執(zhí)行順序依賴于輸入數(shù)據(jù)或中間運算結(jié)果。此時，必須根據(jù)某個變量或表達式的值作出判定，以決定執(zhí)行哪些語句和跳過哪些語句不執(zhí)行。這種程序結(jié)構(gòu)叫做選擇結(jié)構(gòu)（或稱分支結(jié)構(gòu)）。為實現(xiàn)選擇結(jié)構(gòu)程序設計，C語言引入了if語句結(jié)構(gòu)和switch語句結(jié)構(gòu)。if語句用來判定所給定的條件是否滿足，根據(jù)判定的結(jié)果(真或假)決定要執(zhí)行的語句。if語句的格式1(Singleselection)

if(表達式)

內(nèi)嵌語句如：

if(x>y) x++; y++;3.3.1if語句if語句格式1示例[例]從鍵盤上輸入一個數(shù)x，若x大于等于0，

則y=1；若x小于0，則y=-1。#include<stdio.h>#include<conio.h>main(){floatx;inty;printf(“x=”);scanf(“%f”,&x);if(x>=0) y=1;if(x<0) y=-1;printf(“%f,%d\n”,x,y);getch();}x=-3.45

-3.450000,-1if語句的格式2(Doubleselection)

if(表達式)

語句1

else

語句2如：

if(x>y) x++;

else y++;3.3.1if語句[例]已知三角形的三條邊a、b、c,求面積area。分析：若a、b、c滿足任意2數(shù)之和大于第3個數(shù)的條件，則三邊可以構(gòu)成三角形，此時計算并顯示結(jié)果；反之，三邊不構(gòu)成三角形，此時給出錯誤提示。，if語句格式2示例if語句格式2示例#include<stdio.h>#include<conio.h>#include<math.h>main(){floata,b,c,s,area;printf("Sidea=");scanf("%f",&a);printf("Sideb=");scanf("%f",&b);printf("Sidec=");scanf("%f",&c);if(a+b>c&&a+c>b&&b+c>a){ s=0.5*(a+b+c); area=sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c)); printf("area=%6.2f\n",area);}else

printf("Dataerror,reentry！");getch();}Sidea=4

Sideb=5Sidec=6area=9.92在if語句中的"語句"處又是if語句，則稱為if語句的嵌套。一般格式如下：

if(表達式1) if(表達式2) 語句1

else 語句2 else if(表達式3) 語句3 else 語句4

在嵌套的if語句中，習慣寫成鋸齒形，以增加程序的可讀性。

3.3.1if語句內(nèi)層的if語句如果是簡化的if，如：if(表達式1) if(表達式2) 語句1else

語句2從最內(nèi)層開始，else總是與它上面最近的、未曾配對的if配對。?嵌套的if語句{

}if語句的格式3(Multipleselection)

else-if格式 if(表達式1)

語句1 elseif(表達式2)

語句2 elseif(表達式3)

語句3 . . . elseif(表達式n)

語句n else

語句n+13.3.1if語句例： if(x<0) y=-1; elseif(x==0) y=0; else y=1;例：輸入考試成績的等級，打印出百分制分數(shù)段（A等85分以上，B等70~84，C等60~69，D等60以下）。main(){

chargrade; scanf("%c",&grade);

if(grade=='A')printf("85~100\n");

elseif(grade=='B')printf("70~84\n");

elseif(grade=='C')printf("60~69\n");

elseif(grade=='D')printf("<60\n");

elseprintf("Error\n");}3.3.1if語句語法格式：

switch(表達式){

case

常量表達式1:語句1

case

常量表達式2:語句2...

case常量表達式n:語句n

default:語句n+1}3.3.2switch語句上例中的if部分可以考慮寫成下面的switch語句：

switch(grade){ case'A':printf("85~100\n"); case'B':printf("70~84\n"); case'C':printf("60~69\n"); case'D':printf("<60\n"); default:printf("Error\n"); } if(grade=='A')printf("85~100\n"); elseif(grade=='B')printf("70~84\n"); elseif(grade=='C')printf("60~69\n"); elseif(grade=='D')printf("<60\n"); elseprintf("Error\n");

若grade='C'，則輸出：

60~69 <60 Error3.3.2switch語句?改進的switch語句語法格式:switch(表達式){

case

常量1：語句1;break;

case

常量2：語句2;break;...

case

常量n：語句n;break;

default：語句n+1';}

改進后的switch語句：

switch(grade){

case'A':printf("85~100\n");break;

case'B':printf("70~84\n");break;

case'C':printf("60~69\n");break;

case'D':printf("<60\n");break;

default:printf("Error\n"); }

若grade='C'，則輸出：60~69多個case可以共用一組執(zhí)行語句。如：

switch(grade){

case'A':

case'B':

case'C':printf("60~100\n");break;

case'D':printf("<60\n");break;

default:printf("Error\n"); }改進的switch語句就一個表達式的判斷（條件滿足/條件不滿足）而言，一次只能產(chǎn)生兩條分支。實際應用中，選擇時常常有可能面臨多條分支，這時就會使用嵌套的if語句或者switch語句或者兩種語句嵌套組合。 x (x<2)[例]y=2x-1 (2≤x<10)3x+10 (x≥10)

任意輸入x,輸出y,編寫程序?qū)崿F(xiàn)該函數(shù)。 方法一：用if語句形式編寫 方法二：用if-elseif語句形式編寫 方法三：用switch語句編寫程序3.3.3多重選擇結(jié)構(gòu)(Multipleselectionstructure)x=3.56

3.560000,6.120000選擇結(jié)構(gòu)程序設計綜合舉例方法一：用if語句形式編寫#include<stdio.h>#include<conio.h>main(){ floatx,y; printf("x="); scanf("%f",&x);

if(x<2) y=x;

if(2<=x&&x<10) y=2*x-1; if(x>=10) y=3*x+10; printf("%f,%f\n",x,y); getch();}選擇結(jié)構(gòu)程序設計綜合舉例方法二：用if-elseif語句#include<stdio.h>#include<conio.h>main(){ floatx,y; printf("x="); scanf("%f",&x);

if(x<2) y=x;

else

if(2<=x&&x<10) y=2*x-1;

else

if(x>=10) y=3*x+10; printf("%f,%f\n",x,y); getch();}選擇結(jié)構(gòu)程序設計綜合舉例#include<stdio.h>#include<conio.h>main(){

floatx,y;

intz; printf("x="); scanf("%f",&x);

z=1*(x<2)+2*(2<=x&&x<10)+3*(x>=10);

switch(z){

case1:y=x;break;

case2:y=2*x-1;break;

case3:y=3*x+10; } printf("%f,%f\n",x,y); getch();}方法三：用switch語句[例]輸入年、月，輸出該月有多少天。分析：每年的1、3、5、7、8、10、12月有31天；

4、6、9、11月有30天；2月閏年有29天，平年有28天。年號能被4整除，但不能被100整除，或者年號能被400整除的年均是閏年。設年份為year，判斷year是否閏年：if(year%4==0&&year%100!=0