第3章C语言的基本控制结构

第3章C语言的基本控制结构学习目的与要求：掌握C语言的格式输入与输出函数scanf和printf。熟练掌握选择结构的使用方法熟练掌握三种循环结构的使用方法根据给定的问题，给出相应的解决方法基本内容选择结构循环结构顺序结构本章小结顺序结构顺序结构是选择结构和循环结构的基础。C顺序结构是结构化程序设计中最简单和最常用的结构。顺序结构要求按照各语句的书写顺序一条一条地执行。C语句一个C函数包含声明部分和执行部分，执行部分是由语句组成的，语句的作用是向计算机系统发出操作指令，要求执行相应的操作。C语言中的语句主要有控制语句、表达式语句、空语句、复合语句、函数调用语句等C语句——控制语句

用于完成一定的控制功能。C语言有以下9种控制语句：①if()…else… （条件语句）②for()… （循环语句）③while()… （循环语句）④do…while() （循环语句）⑤break （中断switch或循环语句）⑥continue （结束当前循环语句）⑦switch （多分支选择语句）⑧return （返回语句）⑨goto （转向语句）C语句——表达式语句表达式是通过运算符号连接操作数得到的式子，表达式可以是算术运算表达式、关系运算表达式、逻辑运算表达式、赋值表达式等。一个表达式加上分号就构成表达式语句。例如：x=1;a=3*b-c/4;++i;c=a>b?a:b;都是合法的表达式语句。C语句——空语句空语句。空语句是只由一个分号“;”构成的语句。空语句不执行任何操作，通常与while和for语句一起使用，作为循环语句的循环体（循环体什么也不执行）例如：while((c=getchar())=='');

C语句——复合句用大括号“{}”将多条语句括起来得到的语句，又称为分程序。复合语句通常用于条件分支结构、循环结构中。例如：if(x>y){temp=x;x=y;y=temp;}C语句——函数调用句在函数调用之后加上分号形成的命令语句。例如：调用输出函数printf("a=%d\n",a);数据的输入输出C语言没有提供专门的输入输出语句，所有输入和输出的操作都是由函数调用来实现的。在C语言的函数库中提供了用来进行输入输出的函数，这些函数被称为“标准输入输出函数”。它是以标准的计算机输入输出设备（一般为终端设备）作为输入输出对象的。数据的输入输出C语言提供的所有函数都是存放在C语言的函数库中，要使用这些函数时，需要通过预编译命令#include将以“.h”为扩展名的相应库文件包含到源文件中。例如，如果要使用标准输入输出函数，需要在源文件的开头包含如下命令：

#include<stdio.h>

或

#include"stdio.h"

字符输出函数putchar若从计算机向显示器输出一个字符，可以调用系统函数库中的putchar函数。函数的一般形式为：putchar(ch)功能：将参数ch的值以字符类型输出到系统的标准输出设备（通常是显示器），如果函数调用成功，则返回参数字符。putchar函数应用举例编写程序用putchar函数输出字符串“China”。#include<stdio.h>intmain(){charch1='C',ch2='h',ch3='i';putchar(ch1);putchar(ch2);putchar(ch3);putchar('n');putchar(97);putchar('\n');return0;}putchar(ch)函数中的ch可以是字符常量、字符变量、字符允许范围内的整数以及表达式。字符输入函数getchar向计算机输入一个字符，可以调用系统函数库中的getchar函数。函数的一般形式为：getchar()功能：获得用户从系统的标准输入设备（通常是键盘）输入的一个字符，并返回该字符的ASCII码。getchar函数应用举例接收用户输入的字符串，并将其打印出来。#include<stdio.h>intmain(){charch1,ch2,ch3,ch4,ch5;printf("输入一个字符串：\n");ch1=getchar();ch2=getchar();ch3=getchar();ch4=getchar();ch5=getchar();putchar(ch1);putchar(ch2);putchar(ch3);putchar(ch4);putchar(ch5);putchar('\n');return0;}getchar函数是一个无参函数，若要获得该函数的值，需赋给一个字符变量或整型变量。格式输出函数printfC语言提供的printf函数可以用参数设置格式化输出，并将结果显示到标准输出设备上。printf函数的一般形式为：printf(格式控制字符串,输出对象列表)例如：printf(“a=%d,b=%d\n",a,b);格式输出函数printfprintf(格式控制字符串,输出对象列表)格式控制字符串普通字符：原样输出格式说明：%+格式控制符转义字符其它符号：修饰符，改变输出形式“输出对象列表”指定需要输出的数据，可以是常量、变量、表达式或函数调用。对象列表中可以有多个表达式，多个表达式之间用逗号分隔。printf函数的一般形式可以表示为：printf(参数1,参数2,参数3,…,参数n)printf函数中的格式字符含义格式字符d,iox或Xucsfe或Eg或G按整型数据的实际长度输出带符号的十进制整数以八进制形式输出无符号整数（无前导0）以十六进制形式输出无符号整数（无前导0x）以十进制形式输出unsigned型数据将参数转换为一个字符输出输出一个字符串，直到遇到‘\0’为止以小数形式输出单、双精度的实数以指数形式输出实数用来输出实数，根据数值的大小，自动选f格式或e格式（选择输出占宽度较小的一种），不输出无意义的零printf函数中的修饰符含义附加字符lhm.n（m、n表示正整数）-输出long型数据输出短整型数据m表示数据最小宽度，对于实数，n表示小数位数，对于字符串，n表示截取的字符个数输出的数字或字符在域内左对齐printf函数应用举例#include<stdio.h>intmain(){shorta=2,c=-6,d=32768;unsignedshortm=65535;intb=32768;floatf=29.3683;doublex=1.583,y=0.992;charch='B';printf("a=%hd,a=%4hd\n",a,a);printf("b=%d,b=%-10d,b=%4d\n",b,b,b);printf("c=%hd,c=%ho,c=%hx,c=%hu\n",c,c,c,c);printf("d=%hd,d=%ho,d=%hx,d=%hu\n",d,d,d,d);printf("m=%hd,m=%ho,m=%hx,m=%hu\n",m,m,m,m);printf函数应用举例printf("f=%f,f=%6.2f,f=%6f,f=%d\n",f,f,f,f);printf("ch=%c,ch=%d\n",ch,ch);printf("\n%6.2f",x);printf("\n+%5.2f",y);printf("\n-------");printf("\n%6.2f\n",x+y);return0;}注意：printf函数中参数列表中的对象必须与格式控制命令的个数和类型一一对应，两者如果不匹配则无法输出正确结果。格式输入函数scanfscanf函数的功能是在程序运行过程中接收用户输入的数据，并将其赋值给已经定义的变量。scanf函数的一般形式为：scanf(格式控制字符串,变量地址列表)例如：intvar;scanf("%d",&var);scanf函数中的格式字符f含义格式字符doxcs输入十进制整数输入八进制整数输入十六进制整数输入单个字符，接收空白字符输入字符串输入浮点数，转换字符e和f同义。输入的数值可以含有正负号、小数点和包含e或E的指数部分。scanf函数中的修饰符用于输入长整型数据（如%ld或%lo）或双精度浮点数据（如%lf或%le）用于输入短整型数据（如%hd、%ho或%hx）含义附加字符lhm*用于指定输入数据所占列数，m必须为一个正整数用于说明跳过该输入值scanf函数应用举例用scanf函数输入数据。#include<stdio.h>intmain(){inta,b,x,y;floatf;charch1,ch2,ch3;printf("输入数据：\n");scanf("a=%d,b=%d",&a,&b);scanf("%d%d",&x,&y);scanf("%f%c%c%c",&f,&ch1,&ch2,&ch3);printf("a=%d,b=%d\n",a,b);printf("x=%d,y=%d\n",x,y);printf("f=%.2f,ch1=%c,ch2=%c,ch3=%c\n",f,ch1,ch2,ch3);return0;}scanf函数使用说明“变量地址列表”中的各变量名前必须加上“&”符号。如果“格式控制字符串”中除了格式声明外还有其它字符，则在输入时在对应位置上应输入与这些字符相同的字符。例如：scanf(“%d%d”,&x,&y);√scanf("%d%d",x,y);×例如：scanf("a=%d,b=%d",&a,&b);输入时应按照下面的格式进行输入：a=5,b=9scanf函数使用说明若scanf函数中有不同类型的数据输入时，要注意数据的输入格式。若输入项是数值型数据，各输入项之间可以使用空格、制表符（Tab）和回车隔开。例如：scanf("%d%d",&x,&y);下面的输入格式都是正确的5□9↙（□表示空格，↙表示回车）5 9↙（中间使用制表符）5↙9↙例如：scanf("%f%c%c%c",&f,&ch1,&ch2,&ch3);若输入12.5□A□B□C，则ch1、ch2和ch3的值分别是“□”，“A”和“□”若输入项中包含字符型数据，空格和回车等都作为有效字符。输入时一定要注意，否则得不到正确的结果。顺序结构程序举例输入三角形的三条边，编写程序求三角形的面积（保留2位小数）。#include<stdio.h>#include<math.h>intmain(){floata,b,c,s,area;printf("请输入三角形的三条边：\n");scanf("%f%f%f",&a,&b,&c);s=(a+b+c)/2;area=sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c));printf("三角形的面积：area=%.2f\n",area);//保留两位小数return0; }基本内容选择结构循环结构顺序结构本章小结选择结构选择结构用于根据条件的成立与否选择下一步要执行的动作，可以从两种或多种候选动作中选择一种执行。C语言中的选择语句可以根据表达式的值选择要执行的分支语句，从而实现流程控制。C语言中，提供两种选择语句实现流程的控制：if语句——单分支选择，也可以通过一系列嵌套的if-else语句实现多分支选择。switch语句——多分支选择，其中表达式的值与一组常量比较。简单if语句简单if语句的一般形式为：if(表达式)

语句段例如：if(x>y) printf("x>y");if语句括号中的表达式一般是关系表达式或逻辑表达式，也可以是其它表达式。简单if语句举例通过键盘输入三个整数a、b、c，按从小到大的顺序输出这三个整数。#include<stdio.h>intmain(){inta,b,c,temp;printf("请输入三个整数：\n");scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);if(a>b){temp=a;a=b;b=temp;}if(a>c){temp=a;a=c;c=temp; }if(b>c){temp=b;b=c;c=temp;}printf("三个整数按从小到大的排序结果为：\n");printf("%5d%5d%5d\n",a,b,c);return0;}if-else语句if-else语句的一般形式为：if(表达式)

语句段1else

语句段2例如：if(x>y) printf("x>y");

else printf("x<=y");if-else语句举例求两个数值之间的最小值。#include<stdio.h>{inta,b;intmin1,min2;printf("请输入两个整数值：");scanf("%d%d",&a,&b);if(a>b)//用if语句得到最小值min1=b;elsemin1=a;min2=(a>b)?b:a;//用条件运算得到最小值printf("if语句求出的a、b中的最小值为：%d\n",min1);printf("条件表达式求出的a、b中的最小值为：%d\n",min2);return0;}

if语句的嵌套在if-else语句中可以执行一条语句，也可以包含任何有效的C语言语句块，当该语句块又是一个if-else语句时，则形成了if-else语句的嵌套。使用嵌套的if-else语句可以实现按照不同条件选择两个以上的分支流程。if语句的嵌套举例从键盘输入一个x的值，编写程序计算下列函数的值。#include<stdio.h>{intx,y;printf("请输入x的值：");scanf("%d",&x);if(x>=0)if(x>0)y=-1+3*x;elsey=-1;elsey=-1+2*x;printf("函数值y=%d\n",y);return0;}if语句的嵌套说明else总是与if成对出现。可以单独使用if语句，但是不能单独使用else语句。else总是与它上面最近的未配对的if匹配。例如：y=-1+2*x;if(x!=0)if(x>0)y=-1+3*x;elsey=-1;printf,scanf函数的使用；putchar,getchar函数；%的应用if-elseprintf函数应用举例#include<stdio.h>intmain(){shorta=2,c=-6,d=32768;unsignedshortm=65535;intb=32768;floatf=29.3683;doublex=1.583,y=0.992;charch='B';printf("a=%hd,a=%4hd\n",a,a);printf("b=%d,b=%-10d,b=%4d\n",b,b,b);printf("c=%hd,c=%ho,c=%hx,c=%hu\n",c,c,c,c);printf("d=%hd,d=%ho,d=%hx,d=%hu\n",d,d,d,d);printf("m=%hd,m=%ho,m=%hx,m=%hu\n",m,m,m,m);printf函数应用举例printf("f=%f,f=%6.2f,f=%6f,f=%d\n",f,f,f,f);printf("ch=%c,ch=%d\n",ch,ch);printf("\n%6.2f",x);printf("\n+%5.2f",y);printf("\n-------");printf("\n%6.2f\n",x+y);return0;}注意：printf函数中参数列表中的对象必须与格式控制命令的个数和类型一一对应，两者如果不匹配则无法输出正确结果。if语句的嵌套说明常用的if-else语句嵌套，其嵌套的一般形式是：if(表达式1)语句段1elseif(表达式2)语句段2elseif(表达式3)语句段3…elseif(表达式n)语句段nelse语句段n+1这种嵌套形式又称作else~if结构。else~if结构举例编写程序判定学生成绩，实现从键盘输入一个百分制的成绩，输出相应的等级：优（90≤score≤100）、良（80≤score<90）、中等（70≤score<80）、及格（60≤score<70）、差（score<60）。#include<stdio.h>{intscore;printf("请输入学生的成绩：");scanf("%d",&score);if(score<0||score>100)printf("输入的成绩非法\n");elseif(score<60)printf("该学生的成绩类别为：差\n");else~if结构举例elseif(score<70)printf("该学生的成绩类别为：及格\n");elseif(score<80)printf("该学生的成绩类别为：中等\n");elseif(score<90)printf("该学生的成绩类别为：良\n");elseprintf("该学生的成绩类别为：优\n");return0;}多分支选择结构——switch语句switch语句又称为开关语句，是C语言提供的专门用于处理多分支结构的条件选择语句。switch语句的一般形式：switch(表达式){ case常量表达式1：语句段1[break;] case常量表达式2：语句段2[break;] … case常量表达式n：语句段n[break;] [default:语句段n+1]}switch语句的执行过程计算表达式的值若表达式的值等于某个case后常量表达式的值，则程序控制转向该case后面的语句。若没有与表达式值相同的值，则执行default后面的语句。switch语句说明switch后面的表达式类型只能是整型、字符型或枚举型。case后面的常量表达式必须是与表达式相对应的整型、字符型或枚举型常量，不能是变量和表达式，并且case和常量表达式之间要有空格。每一个case后面的常量表达式的值必须互不相同，否则会出现互相矛盾的现象。语句段可以是简单语句也可以是复合语句，且大括号可以省略。switch语句说明如果表达式的值与所有常量表达式的值都不匹配，就执行default后面的语句。如果没有default，则流程转到switch语句的下一个语句。case和default可以出现在任何位置，其前后次序不影响执行结果。若语句段中break语句，执行完此语句段后，终止switch的执行。否则，流程控制转到下一个case（包括default）中的语句继续执行。case提供了执行某一语句段的入口，起着标号的作用；多个case可以执行同一语句段。switch语句应用举例编写程序判定学生成绩，实现从键盘输入一个百分制的成绩，输出相应的等级：优（90≤score≤100）、良（80≤score<90）、中等（70≤score<80）、及格（60≤score<70）、差（score<60）。#include<stdio.h>{intscore;printf("请输入学生的成绩：");scanf("%d",&score);if(score<0||score>100){printf("输入的不是一个合理百分成绩\n");return0;}switch(score/10){switch语句应用举例case0:case1:case2:case3:case4:case5:printf("学生成绩为：差\n");break;case6:printf("学生成绩为：及格\n");break;case7:printf("学生成绩为：中等\n");break;case8:printf("学生成绩为：良\n");break;case9:case10:printf("学生成绩为：优\n");break;}return0;}选择结构应用举例输入一个年份，判断该年是否为闰年。#include<stdio.h>{intyear,leap;printf("请输入年份：");scanf("%d",&year);if(year%4==0)//能被4整除{if(year%100==0){if(year%400==0)leap=1;//能被400整除elseleap=0;//能被100整除，不能被400整除}选择结构应用举例elseleap=1;//能被4整除，不能被100整除}elseleap=0;//不能被4整除if(leap)printf("%d年是闰年\n",year);elseprintf("%d年不是闰年\n",year);return0;}

判断闰年的条件是：year能被400整除或者year能被4整除，但不能被100整除，就是闰年，则可通过逻辑运算将条件组合判断，程序修改如下：选择结构应用举例#include<stdio.h>{intyear,leap;printf("请输入年份：");scanf("%d",&year);

if(year%4==0&&year%100!=0||year%400==0)printf("%d年是闰年\n",year);elseprintf("%d年不是闰年\n",year);return0;}选择结构应用举例编写程序，实现四则运算的简单计算器功能。#include<stdio.h>{floata,b;charoper;//定义操作符printf("输入a、运算符和b：\n");scanf("%f%c%f",&a,&oper,&b);printf("运行结果为：\n");printf("%.2f%c%.2f=",a,oper,b);switch(oper){case'+':printf("%.2f\n",a+b);break;case'-':printf("%.2f\n",a-b);break;case'*':printf("%.2f\n",a*b);break;case'/':printf("%.2f\n",a/b);break;}return0;}基本内容选择结构循环结构顺序结构本章小结循环结构在解决实际问题时，程序中除了使用前面介绍的输入、输出和分支选择语句外，还需要重复执行相同的某些操作，C语言提供了三种循环语句：while语句、do-while语句和for语句。构成循环的基本要素循环控制表达式及循环控制变量循环体语句初始条件设置语句循环变量修改语句while语句while循环也称为当型循环，当型循环的特点是“先判断再执行”，即首先判断循环控制表达式，当循环控制表达式为真时，程序控制流执行循环体语句，直到循环条件不成立为止。while语句的一般形式是：while(表达式)语句while语句应用举例输入两个整数，采用“辗转相除法”求这两个数的最大公约数。#include<stdio.h>{intm,m1,n,n1,r;printf("请输入两个正整数m和n：\n");scanf("%d%d",&m,&n);m1=m;n1=n;//保留m和n的值r=m%n;while(r!=0){m=n;n=r;r=m%n;}printf("正整数%d和%d的最大公约数是：%d\n",m1,n1,n);return0;}do~while语句do~while循环也称为直到型循环，直到型循环的特点是“先执行，后判断”。即先执行循环体，再判断循环条件是否成立，如果循环条件为真则继续执行循环体，直到循环条件变为假。do~while语句的一般形式是：do{语句}while(表达式);do~while语句应用举例用公式求π的近似值，直到最后一项的绝对值小于10-6为止。#include<stdio.h>#include<math.h>{intsign=1;floatn,term,pi;pi=0;term=1;n=1;//变量赋初值do{pi+=term;n=n+2;sign=-sign;term=sign/n;}while(fabs(term)>=1e-6);pi*=4;printf("pi=%f\n",pi);return0;}for语句C语言提供的for循环语句使用很灵活，既可以用于已知循环次数的情况，也可以用于循环次数不确定而只有循环结束条件的情况，可以代替while和do~while循环。for语句的一般形式是：for(表达式1;表达式2;表达式3) 语句for语句执行流程（1）计算<表达式1>的值。（2）计算<表达式2>的值，若为真（非0），则执行循环体，然后转向第（3）步。若为假（0）则转向第（5）步。（3）执行循环体（4）计算<表达式3>的值，然后转向第（2）步。（5）结束循环，执行for循环后的语句。for(表达式1;表达式2;表达式3) 语句for语句应用举例利用for语句求1~100之间的和。#include<stdio.h>{inti,sum=0;for(i=1;i<=100;i++)sum+=i;printf("sum=%d\n",sum);return0;}for语句最容易理解、最常用的形式是：

for(循环变量赋初值;循环条件;循环变量增值)循环体顺序结构选择结构循环结构main(){ intnum=0; while(num<=2) { num++;printf(“%d\n”,num); }}main(){ inti,m=1; for(i=5;i>=1;i--) { m=(m+1)*2; printf(“m=%d\n”,m); }}for语句使用说明可以将for语句的形式改写成while语句的形式。for语句中的表达式1、表达式2、表达式3每一个都可以省略，甚至三个表达式都可以同时省略，但是起分隔作用的“;”不能省略。for(;;)printf("%d\n",i);等价于：while(1)printf("%d\n",i);for(表达式1;表达式2;表达式3)语句改成while语句：表达式1;while(表达式2){语句表达式3；}for(i=1;i<=100;i++)sum+=i;改成while语句：i=1;while(i<=100){sum+=i;i++3；}如果省略表达式1，表示不在for语句中给循环变量赋初值，为了能正常执行循环，应在for语句前给循环变量赋初值。例如：fac=1.0;i=1;for(;i<=n;i++) fac=fac*i;例如：for(i=1,fac=1.0;;i++)//省略表达式2{ fac=fac*i; if(i==n) break;//终止循环}for语句使用说明如果省略表达式2，即不存在判断循环终止的条件，也就是认为表达式2恒为“真”，此时的循环是“死循环”。若要终止循环，应在循环体中设置终止循环的机制。如果省略表达式3，即不在此位置进行循环变量的修改，则应在其它位置（如循环体中）设置使循环趋于结束的操作。如果省略了表达式1和表达式3，只给出表达式2，则表达式1和表达式3的值应在相应的位置进行赋值。例如：for(i=1,fac=1.0;i<=n;){fac=fac*i;i++;//此处改变循环变量的值}表达式2一般是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，只要其值非0，就执行循环体。例如：for(sum=0;i<=100;i++)sum+=i;再例：for(i=1,fac=1.0;i<=n;fac*=i,i++);例如：

for(i=0;(ch=getchar())!='\n';i+=c);for语句使用说明表达式1可以是与循环变量无关的其它表达式；表达式3也可以是与修改循环变量无关的表达式。并且表达式1和表达式3可以是简单表达式，也可以是逗号表达式。循环嵌套一个循环语句的循环体内如果包含另一个完整的循环，这种循环之间的层次关系就构成了循环的嵌套。内嵌循环的循环体中还可以再嵌套循环，由此可以构成多层循环。C语言提供的三种循环语句之间可以实现相互嵌套。编写程序，以三角的形式打印九九乘法表。#include<stdio.h>intmain(){inti,j;for(i=1;i<10;i++){for(j=1;j<=i;j++)printf("%d*%d=%d\t",j,i,i*j);printf("\n");}return0;}循环嵌套举例循环嵌套循环嵌套说明理论上循环嵌套的深度不受限制，但在实际应用中不提倡使用嵌套层次太多的循环结构。使用嵌套结构时，要注意嵌套不能交叉。嵌套的内外层循环不能使用同名的循环变量，而并列结构的循环允许使用同名的循环变量。break和continue语句C语言提供break和continue语句用于中断正常的控制流。break语句强制从switch语句和循环语句中退出。而continue语句是强制结束本次循环，开始下一次循环。在循环中break语句通常和if条件语句搭配使用，用于检测当某个条件成立时跳出循环。而continue语句和if条件语句配合使用，判断是否退出循环的当前迭代。break和continue语句说明break语句只能用于switch语句和循环语句。而continue语句只能用于循环语句break语句只能用于循环体内，不能用于循环表达式内。break语句只能跳出一层循环，即当前的循环。continue和break语句的区别：break语句是中断所在的整个循环，把控制转移到紧随循环之后的语句，而continue语句并没有使整个循环终止，只是终止了循环的当前迭代。break语句应用举例随机产生两个两位数，进行加法测试，由用户回答，直到回答正确为止。#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<time.h>intmain(){inta,b,result,answer;srand(time(0));//利用系统时间产生一个随机数种子a=rand()%89+10;//产生10到99之间的随机整数b=rand()%89+10;result=a+b;break语句应用举例while(1){scanf("%d",&answer);if(answer==result){printf("回答正确\n");printf("%d+%d=",a,b);break;}elseprintf("回答错误，请重新计算。