最实用的C语言教程5.docx

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最实用的C语言教程5

第5章选择结构程序设计

选择结构又叫分支结构，用于在几个可选择的分支之间进行选择。

选择结构是结构化程序设计的基本结构之一，在C程序中，可以使用if和switch两种语句进行逻辑判断，实现选择结构。

本章将详细介绍如何在C程序中实现选择结构。

5．1关系运算和逻辑运算

5．1．1关系运算符与关系表达式

关系运算符比较两个表达式并决定两者的关系，关系运算的结果是假（0）或真（非0）。

表5-1中给出了C语言中的关系运算符。

使用关系运算符时要注意以下几点：

表5-1

操作符

用法

>

大于

>=

大于或等于

<

小于

<=

小于或等于

==

等于

!

=

不等于

⑴由两个字符组成的运算符之间不可加空格，如>=不能写成>=。

⑵关系运算符中，>、>=、<、<=四种运算符的优先级相同，==和!

=两种运算符的优先级相同，且前四种运算符的优先级高于后两种。

⑶关系运算符、算术运算符和赋值运算符之间的优先次序依次是：

算术运算符级别最高，关系运算符次之、赋值运算符最低。

关系运算符按照从左到右的顺序结合。

由关系运算符组成的表达式，称为关系表达式。

关系运算符两边的运算对象可以是C语言中任意合法的表达式，例如：

a>=b、（a=3）>（d=4）、a>b==c。

在C语言中，没有专门的“逻辑值”，而是用零来代表“假”，用非零来代表“真”，因此，关系运算的结果是1或0。

例如：

设a=4，b=2，则关系表达式a>=b的结果为“真”，表达式值=1。

关系表达式2*5>1+6的结果为“真”，表达式值=1。

关系表达式2+3==1+4*2的结果为“假”，表达式值=0。

关系表达式5+（8>1+6）的值=6。

关系运算符“==”和赋值运算符“=”很容易混淆，必须注意两者之间的区别。

⑴赋值运算符“=”

赋值运算的一般形式为：

<变量名>=<表达式>

赋值运算符的左面只能是一个变量名，用等号右面的表达式的值对其赋值。

运算结果的数据类型取决于赋值号左面变量的数据类型，可以是整型、实型、字符型等。

如表达式str=‘a’是一个赋值表达式，结果是字符型的。

⑵关系运算符“==”

关系运算“==”的一般形式为：

<表达式1>==<表达式2>

关系运算“==”是在两个表达式之间进行的，左面的表达式可以是一个变量，也可以是一个常数或表达式。

运算结果的数据类型只能为整型（0或1）。

如表达式str==‘a’是一个关系表达式，结果是0或1。

关系运算往往作为条件出现在if语句的条件或循环判断条件之中，一般不单独使用。

5．1．2逻辑运算符与逻辑表达式

C语言提供三种逻辑运算符，如表5-2所示：

表5-2

运算符

含义

优先级

||

逻辑或（OR）

低

&&

逻辑与（AND）

中

！

逻辑非（NOT）

高

在一个逻辑表达式中如果包含多个逻辑运算符，按优先级由高到低（!

（非）→&&（与）→||（或））进行运算。

如：

！

a&&！

b相当于（！

a）&&（！

b）

a||b&&c相当于a||（b&&c）

表5-3中给出了C语言中的逻辑运算规则。

表5-3

a

b

!

a

!

b

a&&b

a||b

非0

非0

0

0

1

1

非0

0

0

1

0

1

0

非0

1

0

0

1

0

0

1

1

0

0

用逻辑运算符将关系表达式或逻辑量连接起来构成逻辑表达式。

在C程序中，经常会使用逻辑运算符，将简单的条件组合起来，形成更复杂的条件。

例如，为了表示数学表达式0≤a≤5，我们可以使用这样一个逻辑表达式：

a>=0&&a<=5。

【例5-1】判断某年份（year）是否为闰年的条件是看此年份是否满足下述两个条件之一：

⑴能被4整除但不能被100整除；

⑵能被400整除；

由此得到作为判断某年份是闰年的逻辑表达式：

year%4==0&&year%100!

=0||year%400==0

假设year=1900，将year值代入此表达式，得到表达式的值=0，说明1900年不是闰年；假设year=2000，将year值代入此表达式，得到表达式的值=1，说明2000年是闰年。

反之，可得到判断某年份不是闰年的逻辑表达式：

！

（year%4==0&&year%100!

=0||year%400==0）

【例5-2】计算机等级考试分笔试和上机考试两部分，可以通过以下逻辑表达式来判定某考生是否通过考试：

笔试>=60&&机试>=60，该考生通过考试；

笔试<=60||机试<=60，该考生未通过考试但可以参加补考；

笔试<=60&&机试<=60，该考生未通过考试且不能参加补考。

逻辑运算符与其他运算符之间的优先级顺序由高到低按以下规定：

逻辑非（！

）算术运算符关系运算符逻辑与（&&）逻辑或（||）赋值运算符逗号运算符。

5．2if语句

5．2．1if语句的格式

简单if语句格式如下：

if（表达式）

语句；

有时我们会根据某个条件是否成立来决定做不做某件事。

比如出门时，根据天下不下雨，来决定要不要带伞。

即：

如果（下雨）

带伞；

这就可以用一个最简单的if语句来表示。

括号中的表达式可以是任何形式的，但它通常情况下包含一个关系表达式，如果它的结果为真，则执行语句，否则就跳过去不执行。

该语句的执行过程如图5-1所示。

图5-1

例如：

if（Number1>=Number2）

Number1=Number2；

该代码对变量Number1和Number2的值进行比较，如果Number1较大，则把Number2的值赋给Number1。

C语言中，用括号括起来的语句块与一个单语句等价，因此如果表达式的值为真时可以执行多个语句。

由此可以得到if语句的第二种形式：

if（表达式）

{语句1；

语句2；

语句3；

}

该语句的执行过程如图5-2所示。

下面是有关if用法的一个简单的例子。

【例5-3】

if（Number1

{Number1=Number2；

printf（“ThebigNumberis%d”,Number1）；

}

在这个例子中，如果Number1小于Number2，不仅要给Number1赋值，还要输出Number1。

有时，我们需要在某种条件下让程序执行一个分支，否则执行另一分支。

这时，可以采用If……else语句。

if（表达式）

语句1；

else

语句2；

【例5-4】在学生分数高于或等于60分时显示Passed，否则显示Failed。

如图5-3所示。

图5-3

程序如下：

if（grade>=60）

printf（“Passed\n”）；

else

printf（“Failed\n”）；

【例5-5】某商品的零售价为每公斤8.5元，批发价为每公斤6.5元，购买量在10公斤以上，便可按批发价计算，设某顾客购买此商品weight公斤，请编程计算该顾客需付费（pay）多少？

程序如下：

main（）

{

floatweight，pay；

printf（“Pleaseinputtheweight：

”）；

scanf（“%f”，&weight）；

if（weight>=10）

pay=weight*6.5；

else

pay=weight*8.5；

printf（“Youshouldpay%fyuans\n”，pay）；

}

5．2．2if语句的嵌套

if和else子句中，可以是任意合法的C语句或语句块，如果这子句是个if语句，则构成了if语句的嵌套。

内嵌的if语句可以嵌套在if子句中，也可以嵌套在else子句中。

嵌套的if语句有以下几种格式：

if（条件1）

if（条件2）

语句1；

else

语句2；

else

语句3；

if（条件1）

语句1；

else

if（条件2）

语句2；

else

语句3；

if（条件1）

if（条件2）

语句1；

else语句2；

else

if（条件3）

语句3；

else语句4；

一般说来，嵌套的if语句可以对多种情况进行测试。

【例5-6】根据输入的百分制成绩（score），要求输出成绩等级（grade）A、B、C、D、E。

90分以上为A，80~89分为B，70~79分为C，60~69分为D，60分以下为E。

用if语句实现，程序如下：

main（）

{

intscore；

chargrade；

printf（“\nPleaseinputascore（0~100）：

”）；

scanf（“%d”,&score）；

if（score>=90）

grade=’A’；

elseif（score>=80）

grade=’B’；

elseif（score>=70）

grade=’C’；

elseif（score>=60）

grade=’D’；

else

grade=’E’；

printf（“Thegradeis%c.\n”，grade）；

}

程序的运行情况如下：

Pleaseinputascore（0~100）：

86

ThegradeisB.

5．2．3条件运算符

假设要编制一个程序，求两数中的较大数。

执行的过程是比较a是否大于b，如果是，则较大数（max）为a，否则令max等于b。

程序如下：

if（a>b）

max=a；

else

max=b；

C语言提供了一种特殊的条件运算符，可以简化上面的语句。

条件表达式的一般形式：

表达式1？

表达式2：

表达式3

条件表达式的执行过程：

先计算表达式1的值，如果表达式1的值不等于0，则求解表达式2，表达式2的值作为整个条件表达式的值，否则，求解表达式3，表达式3的值作为整个条件表达式的值。

若用条件运算符表示，则上面的语句可表示如下：

max=a>b？

a：

b

↓↓↓

表达式①②③

条件运算符的优先级高于赋值运算，低于其他运算。

其功能相当于一个if-else语句。

例如【例5-4】就可用条件表达式来实现：

printf（grade>=60？

“Passed\n”：

“Failed\n”）；。

由此可见，使用条件表达式可以简化程序。

5．3switch语句

5．3．1switch语句的一般格式

对于复杂的if语句，如果嵌套过多就会使程序结构复杂。

许多语言都有另一种可选语句，在C语言中，它称为switch语句。

if语句只对一个值进行检验，而switch语句根据不同值产生不同分支。

switch语句的一般形式为：

switch（表达式）

{case值1：

语句1；

[break；]

case值2：

语句2；

[break；]

……

case值N：

语句N；

[break；]

[default：

语句N+1；]

}

其中的表达式的数据类型只能为整型或字符型，语句可以是任何有效的语句或语句块。

5．3．2switch语句的执行过程

执行switch语句时，首先计算switch后表达式的值，然后在switch语句中寻找与该表达式的值相匹配的case值，如果找到，则执行该case后的各语句，直至遇到一个break语句为止；如果找不到匹配的case值，则执行switch的默认语句（default），直到switch语句体结束。

如果找不到匹配的case值且不存在默认语句（default），则跳过switch语句体，什么也不做。

若【例5-6】用switch语句来实现，则程序如下：

main（）

{

intscore，m；

printf（“\nPleaseinputascore（0~100）：

\n”）；

scanf（“%d”，&score）；

m=score/10；

switch（m）

{

case9：

case10：

printf（“\nThegradeisA.”）；break；

case8：

printf（“\nThegradeisB.”）；break；

case7：

printf（“\nThegradeisC.”）；break；

case6：

printf（“\nThegradeisD.”）；break；

default：

printf（“\nThegradeisE.”）；

}

}

假设运行时输入75，则m=7，执行case7：

后的语句printf（“\nThegradeisC.”）；遇break；结束switch语句的执行。

程序的运行情况如下：

Pleaseinputascore（0~100）：

75

ThegradeisC.

break语句用于改变程序流程。

当在switch语句中执行break语句时，break语句使程序从该结构中退出，程序接着执行该结构后的第一条语句。

如果去掉上例中的所有break语句，运行程序并输入75，则程序的运行情况如下：

Pleaseinputascore（0~100）：

75

ThegradeisC.

ThegradeisD.

ThegradeisE.

注意：

该算法中。

Switch语句后的表达式是m（=score/10）而不是score，这样处理可以大大减少分支数目，简化程序。

5．4程序设计举例

【例5-7】对分段函数：

x（x<1）

y=2x-1（1≤x<10）

3x-11（x≥10）

用scanf（）函数输入x的值，求y值。

#include“stdio.h”

main（）

{

floatx，y；

printf（“\n”）；

scanf（“%f”，&x）；

if（x<1）

y=x；

elseif（x>=10）

y=3*x-11；

elsey=2*x-1；

printf（“y=%f”，y）；

}

程序的运行情况如下：

⑴运行时输入一个小于1的数

Pleaseinputx：

-2

y=-2.000000

⑵运行时输入一个介于1和10之间的数

Pleaseinputx：

8

y=15.000000

【例5-8】编程求一元二次方程ax2+bx+c=0的实数根。

#include“stdio.h”

main（）

{

floata，b，c，delta，x1，x2；

printf（“\nPleaseinputa，b，c：

”）；

scanf（“%f，%f，%f”，&a，&b，&c）；

delta=b*b-4*a*c；

if（delta<0）

printf（“Thereisnorealfact!

”）；

elseif（delta==0）

{x1=-b/（2*a）；

printf（“x1=%f”，x1）；

}

else{x1=（-b+sqrt（delta））/（2*a）；

x2=（-b-sqrt（delta））/（2*a）；

printf（“x1=%f，x2=%f”，x1，x2）；}

}

程序的运行情况如下：

⑴运行时输入使△>0的情况

Pleaseinputa，b，c：

8，9，1

x1=-0.125000，x2=-1.000000

⑵运行时输入使△=0的情况

Pleaseinputa，b，c：

4，8，4

x1=-1.000000

【例5-9】输入1~7之间的任意数字，程序将按照用户的输入数据输出对应的星期值。

如用户输入3，则程序输出Wednesday。

如果输入1~7以外的数字，则提示输入错误。

main（）

{

intweek；

printf（“\nPleaseinputainteger（1~7）：

\n”）；

scanf（“%d”，&score）；

switch（week）

{

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（“Saterday\n”）；break；

case7：

printf（“Sunday\n”）；break；

default：

printf（“Theinputiswrong！

\n”）；

}

}

程序的运行情况：

⑴Pleaseinputainteger（1~7）：

5

Friday

⑵Pleaseinputainteger（1~7）：

9

Theinputiswrong！

本章小结

关系运算符包括>、<、>=、<=、==、！

=，关系运算符用来比较两个表达式并决定两者的关系，运算的结果是假（0）或真（非0）。

逻辑运算符包括&&、||、！

，用逻辑运算符将关系表达式或逻辑量连接起来构成逻辑表达式。

逻辑运算的结果也是假（0）或真（非0）。

关系表达式和逻辑表达式往往作为条件出现在if语句的条件或循环判断条件之中，一般不单独使用。

各类运算符之间按照规定的优先级顺序由高到低进行运算。

选择结构又叫分支结构，用于在几个可选择的分支之间进行选择。

C语言中用if和switch两种语句实现选择结构。

if语句的嵌套是指if语句中的子句本身又是一个if语句。

内嵌的if语句可以嵌套在if子句中，也可以嵌套在else子句中。

嵌套的if语句中又可再嵌套，构成多重嵌套。

switch语句又叫多分支语句，根据switch后表达式的不同值执行不同分支。

习题

1．语言中用______表示“真”，用______表示“假”。

2．a的初值为2，b的初值为3，c的初值为4，求下列表达式的值：

⑴a==3

⑵a=3

⑶a&&b

⑷a||b+c&&b-c

⑸！

（（a

c||1）

⑹a

a：

c

c：

a

3．下列程序的输出结果为：

（5分）

main（）

{

inta、b、c;

a=b=c=1；

b=b+c；

a=a+b；

printf（“%d\n”，（c

b:

a）;

}

结果________________。

4．能正确表示a和b同时为正或同时为负的逻辑表达式是（）

A）（a>0||b>0）&&（a<0||b<0）B）a>0&&b>0C）a+b>0D）a*b>0

5．设intx=1，y=1；表达式（!

x||y--）的值是（）

A）0B）1C）2D）-1

6．设有如下程序

main（）

{floatx=2.0，y；

if（x<0.0）y=0.0；

elseif（x<10.0）y=1.0/x；

elsey=1.0；

printf（“%f\n”，y）；

}

该程序的输出结果是（）

A）0.000000B）0.250000C）0.500000D）1.000000

7．设有如下程序

main（）

{inta=2，b=-1，c=2；

if（b<0）；c=0；

elsec++；

printf（“%d\n”，c）；

}

该程序的输出结果是（）

A）0B）1C）2D）有语法错

8．设有如下程序

main（）

{inta=100；

if（a>0）printf（“%d\n”，a>100）；

elseprintf（“%d\n”，a<=100）；；

}

该程序的输出结果是（）

A）0B）1C）100D）-1

9．设有如下程序

main（）

{intx=1，a=0，b=0；

switch（x）

{case0：

b++；

case1：

a++；

case2：

a++；b++；

}

printf（“a=%d，b=%d\n”，a，b）；

}

该程序的输出结果是（）

A）a=2,b=1B）a=1,b=1C）a=1,b=0D）a=2,b=2

10．若有定义：

floatw；inta，b；则合法的switch语句是（）

A）switch（w）B）switch（a）；

{case1.0：

printf（"*\n"）；{case1printf（"*\n"）；

case2.0：

printf（"**\n"）；case2printf（"**\n"）；

}}

C）switch（b）D）switch（a+b）

{case1：

printf（"*\n"）；{case1：

printf（"*\n"）；

default：

printf（"**\n"）；case2:

：

printf（"**\n"）；

case1+2：

printf（"\n"）；default：

printf（"\n"）；

}}

11．输入一个年份，判断它是否为闰年。

12．从键盘输入三个整数a、b、c，编程求最大数并输出结果。

13．为了鼓励节约用水，作如下规定：

每人月用水量在10m3或10m3以下，收费为1.8元/m3，用水量在10到20m3之间的，超出部分收费为2.5元/m3，用水量超过20m3的，超出20m3的部分收费为3.5元/m3。

设某人某月份用水xm3，编程求其应付水费y。

14．某百货商场进行打折促销活动，消费金额（p）越高，折扣（d）越大，标准如下：

消费金额折扣

p<1000%

100≤p<2005%

200≤p<50010%

500≤p<100015%

p≥100020%

编程，从键盘输入消费金额，输出折扣率和实付金额（f）。

要求：

（1）用if语句实现；

（2）用switch语句实现。