项目3 选择结构程序设计

信息工程学院电子信息技术专业项目3选择结构程序设计条件结构就像一个岔路口，可以向左走，也可以向右走。比如上洗手间，我们知道我们的性别，这时候我们需要根据洗手间提供的条件，左边男洗手间，右边女洗手间，或者正好相反，其中性别就是这个条件结构的条件。再比如，现在的分数都流行使用A、B、C来分级，假设考试成绩是93分，可以将其设置为等级A，考试成绩是87，可以将其设置为等级B，这里分数区间即为条件结构中的条件。任务3.1用if语句实现的选择结构

任务说明与顺序结构一样，选择结构（或分支结构）也是程序设计的基本结构之一。所谓选择结构，就是根据不同的条件作出判断，进而选择执行不同的操作。用if语句可以构成选择结构。在本任务中，将学习if语句的使用方法。任务实施1.任务功能编写程序，求下面分段函数的值，要求x的值从键盘输入。图3-1求解函数流程图2.编程思路

首先，判断x的值是否小于等于0，当x的值小于等于0时，根据表达式y=0计算函数的值。否则，再判断x的值是否大于10，当x的值大于10时，根据表达式y=2x+3计算函数的值。否则，根据表达式计算函数的值。求分段函数值的流程如图3-1所示。3.编写程序Ex3-1.c#include<stdio.h>/*包含头文件*/#include<math.h>/*包含头文件*/voidmain(){floatx,y;/*定义两个实型变量*/printf("请输入x的值：\n");scanf("%f",&x);/*从键盘输入x的值*/if(x<=0)/*如果x≤0*/y=0;else{ if(x>10)/*如果x>10*/ y=2*x+3;/*计算y的值*/

else/*隐含0<x≤10*/

y=sqrt(x);/*计算y的值*/

}printf("y=%.2f\n",y);/*输出y的值*/

}

4.运行、调试在VC++6.0开发环境下，编辑、编译和调试源程序Ex3-1.c。程序运行的结果为：请输入x的值：5<回车>y=2.24任务拓展将源程序Ex3-1.c中用if嵌套语句求分段函数的值改为用if-else-if语句（即多分支选择结构）来实现，并比较二者有什么不同。相关知识一、关系运算符与关系表达式（1）关系运算符。关系运算符用于判断两边操作数的大小关系。C语言中提供了6种关系运算符，如表3-1所示。其中，前4种关系运算符的优先级相同，后2种关系运算符的优先级相同，且前4种关系运算符的优先级又高于后2种。关系运算符的优先级低于算术运算符，但又高于赋值运算符。关系运算符都是双目运算符，其结合性均为左结合。表3-1关系运算符注意，在C语言中“==”和“=”是两种完全不同的运算符，前者为关系运算符中的相等运算符，后者为赋值运算符。运算符说明运算符说明>大于<=小于或等于<小于==等于>=大于或等于!=不等于（2）关系表达式。用关系运算符把两个C语言表达式连接起来的式子称为关系表达式。a<b、a+b>c-d、(a=3)<=(b=5)、'a'>='b'、(a>b)==(b>c)都是合法的关系表达式。若关系表达式成立，则结果为“真”，用整数“1”表示；若关系表达式不成立，则结果为“假”用整数“0”表示。例如：a=5，b=4，c=1。则：①关系表达式“a>b”成立，其值为“真”，即表达式的值为1。②关系表达式“(a>b)==c”成立，其值为“真”，即表达式的值为1。因为“a>b”成立，其值为1，等于c的值。③关系表达式“b+c<a”不成立，其值为“假”，即表达式的值为0。二、逻辑运算符与逻辑表达式（1）逻辑运算符。C语言中提供了3种逻辑运算符，如表3-2所示。表3-2逻辑运算符运算符说明&&逻辑与||逻辑或!逻辑非逻辑运算符的运算规则如下：①逻辑与“&&”。当且仅当两个运算对象都为“真”时，运算结果为“真”，否则为“假”。②逻辑或“||”。当且仅当两个运算对象都为“假”时，运算结果为“假”，否则为“真”。③逻辑非“!”。当运算对象为“真”时，运算结果为“假”；当运算对象为“假”时，运算结果为“真”。注意，参与逻辑运算的对象，非0即认为“真”，0认为“假”。而运算结果为“真”时，用整数1表示，运算结果为“假”时，用整数0表示。

逻辑运算符的优先级如下：①三者相比较。逻辑非的优先级最高，逻辑与次之，逻辑或最低。!（非）→&&（与）→||（或）。②与其它种类运算符的优先级比较。!→算术运算符→关系运算符→&&→||→赋值运算符→逗号运算符根据运算符的优先级可知，表达式“a>b&&c>d”等价于“(a>b)&&(c>d)”，“a+b>c&&x+y<b

”等价于“((a+b)>c)&&((x+y)<b)”。（2）逻辑表达式。用逻辑运算符将一个或多个表达式连接起来的式子称为逻辑表达式。例如，a=7，b=9，则逻辑表达式“a&&b”的值为1。因为运算对象a和b均为非0的数，即都为“真”，“a&&b”运算的结果为“真”，即为1。三、条件运算符与条件表达式“?:”为条件运算符，它要求有3个操作对象，故称为三目运算符。它是C语言中唯一的一个三目运算符。由条件运算符连接的表达式称为条件表达式。其一般形式为：表达式1?表达式2:表达式3条件运算符的执行顺序是，先求解表达式1的值，若为非0（即为“真”）则求解表达式2，表达式2的值就作为整个条件表达式的值。若表达式1的值为0（即为“假”），则求解表达式3，表达式3的值就是整个条件表达式的值。如a=2、b=3、max=(a>b)?a:b，则max的值为3。其执行过程是，先求解表达式“a>b”，由于“a>b”的值为0，故max的值等于b的值3。ABab条件pYN当p为“真”当p为“假”

四、if语句的三种形式

选择结构程序又称分支结构程序。程序一般是顺序执行的，即按书写顺序一条语句一条语句地执行，但是选择结构可以改变程序的执行顺序。选择结构还可能造成某些语句不被执行，选择结构也使计算机具备了逻辑判断能力。

选择结构是根据条

件有选择地执行程序

代码，如图3-2所示。图3-2选择结构程序执行示意图如果(用户输入的密码是:123)

输出：密码正确！否则

输出：密码错误！if(判断式){判断式成立时所执行的语句}else{判断式不成立时所执行的语句}程序代码：#include<stdio.h>main(){inta;printf(“请输入密码：”)；

scanf(“%d”,&a);/*用户输入密码*/

if(a==123)/*密码判断*/{printf(“密码正确!\n”)；

}else{printf(“密码错误!\n”)；

}}实例一：根据上网用户输入的年龄，决定弹出信息，如年龄小于18，则弹出“你太小了，还不能到网吧上网哦！”，否则弹出“祝你玩得愉快！”程序代码：#include<stdio.h>voidmain(){inta;printf("请输入你的年龄：");scanf(“%d”,&a);

if(a>=18){printf(“祝你玩得愉快！\n”)；

}

else{printf(“你太小了，还不能到网吧上网哦！\n”)；

}}实例二：

if语句有3种形式：if单分支选择结构，if…else…双分支选择结构，if…elseif多分支选择结构。

1.单分支选择结构。单分支选择结构的一般形式为：

if(表达式)语句;

表达式后面的语句可以是一条语句，也可以是复合语句。程序执行的流程是：先计算表达式的值，若值为非0（即为“真”），则执行语句，否则就跳过语句。执行流程如图3-3所示。例如，如果学生的成绩grade大于等于60，在屏幕上显示“恭喜你，通过了！”。该操作用if语句描述为：

if(grade>=60)printf("恭喜你，通过了！");图3-3单分支选择结构流程图2.双分支选择结构。双分支选择结构的一般形式为：

if(表达式)

语句1;else

语句2;

语句1和语句2可以是一条语句，也可以是复合语句。程序执行的流程是：先计算表达式的值，若值为非0（即为“真”），则执行语句1，否则执行语句2。执行流程如图3-4所示。图3-4双分支选择结构流程图【例3-1】输入两个整数，求其中较大的整数。#include<stdio.h>/*包含头文件*/voidmain(){inta,b,max;/*定义三个整型变量*/

printf("请输入两个整数：");scanf("%d,%d",&a,&b);/*从键盘输入变量的值*/if(a>b)

/*如果a大于b*/

max=a;

/*变量a的值赋给max*/else

/*否则*/

max=b;

/*变量b的值赋给max*/printf("max=%d\n",max);/*输出max的值*/

}程序运行的结果为：请输入两个整数：5,9<回车>max=93.多分支选择结构。多分支选择结构的一般形式为：if(表达式1)

语句1;elseif(表达式2)

语句2;elseif(表达式3)

语句3;

……elseif(表达式n-1)

语句n-1;else

语句n;

语句1、语句2、……、语句n可以是一条语句，也可以是复合语句。

程序执行的流程是，若表达式1的值为非0（即为“真”），则执行语句1。否则，去判定elseif后面的表达式2，如果其值为非0，则执行语句2。否则，去判定下一个elseif后面的条件3，如果值为非0，则执行语句3。以此类推。如果条件1、条件2、条件3、……、条件n−1都为0，那么执行else后面的语句n。执行流程如图3-5所示。

图3-5多分支选择结构流程图23【例3-2】根据输入的学生的成绩打印出对应的等级。#include<stdio.h>/*包含头文件*/voidmain(){floatscore;/*定义一个实型变量*/

printf("请输入考试分数：");scanf("%f",&score);/*从键盘输入score的值*/if(score>=90)/*如果score≥90*/

printf("优秀\n");elseif(score>=80)/*否则如果90>score≥80*/printf("良好\n");elseif(score>=60)/*否则如果80>score≥60*/printf("及格\n");else/*否则score<60*/printf("不及格\n");}程序运行的结果为：请输入考试分数：85.5<回车>良好课堂练习：设计一个程序计算以下函数的结果。

0(x<0)y=x2(0≤x<10)2x+3(x≥10)2.编程思路分析

分段函数的求解，当输入一个x的值后，先判断它落在什么区间，然后再决定采用哪一个函数进行计算。设计流程如图3-6所示。可用以下两种方法实现。图3-6函数计算流程图方法一：#include<stdio.h>voidmain(){floatx,y;printf("inputx:\n");scanf("%f",&x);

if

(x>=10)

y=2*x+3;

else

if(x>=0)y=x*x;

else

y=0;printf("y=%f\n",y);}作业Ｐ53３.编程题（１）思考与练习Ｐ52１.填空题２.选择题方法二：#include<stdio.h>voidmain(){floatx,y,k;printf("inputx:\n");scanf("%f",&x);

k=1*(x<0)+2*(x>=0&&x<=10)+3*(x>10);switch(k){case1:y=0;break;case2:y=x*x;break;case3:y=2*x+3;break;}}

5.if语句的嵌套在一个if语句中可以包含另外一个或多个if语句的形式称为if语句的嵌套。

if语句嵌套的一般形式为：

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;

其执行过程是：如果表达式1的值为非0（即为“真”），则执行第一个if-else语句，如果表达式1的值为假，则执行第二个if-else语句。然后跳到整个if语句之外继续执行程序。if语句嵌套的执行流程如图3-7表示。关于if语句嵌套的几点说明：（1）在嵌套内的if语句可以是单分支选择if语句也可以是双分支if-else语句，else总是与位于它之前、离它最近的一个未配对的if配对。（2）为避免错误，可用大括号“{}”将内嵌的if-else语句括起来，以此来确定if与else的配对关系属于内嵌范围。

图3-7if语句的嵌套任务3.2用switch语句实现的多分支结构任务说明用if语句可以实现多分支的选择结构，但程序冗长，可读性差。switch语句专门用于处理多分支选择，使程序结构简洁、清晰。在本任务中，将学习switch语句的基本结构及使用方法。

任务实施1.任务功能编写简易计算器程序，完成任意两个数的“+”、“-”、“*”、“/”运算。2.编程思路可根据输入的运算符由switch语句来完成相应的算术运算。用户先输入两个运算量x和y，再输入算术运算符。当用户输入的运算符不是“+”、“-”、“*”或“/”时，给出提示后退出程序。程序的执行流程如图3-8所示。

图3-8两个数进行算术运算的流程图

3.源程序Ex3-2.c#include<stdio.h>/*包含头文件*/#include<stdlib.h>/*函数exit()包含于头文件stdlib.h*/voidmain(){floatx,y,z;/*定义三个实型变量*/charopt;/*定义一个字符型变量*/printf("请输入两个运算量：");scanf("%f,%f",&x,&y);/*从键盘上输入x、y的值*/getchar();//用来抵消回车符，以便opt能正确取值printf("请输入运算符+、-、*或/：");opt=getchar();/*从键盘上输入一个运算符*/switch(opt){case'+':z=x+y;break;case'-':z=x-y;break;case'*':z=x*y;break;

case'/':z=x/y;break;default:printf("%c不是运算符。\n",opt);exit(0);

//函数exit(0)用于退出程序

}printf("%.2f%c%.2f=%.2f\n",x,opt,y,z);}4.运行、调试在VC++6.0开发环境下，编辑、编译和调试源程序Ex3-2.c。程序运行的结果为：请输入两个运算量：15.3,6<回车>请输入运算符“+”、“-”、“*”或“/”：<回车>15.30*6.00=91.80任务拓展将源程序Ex3-1.c中用if语句求分段函数的值改为用switch语句实现。提示：定义一个整型变量k，用表达式k=1*(x<=0)+2*(x>0&&x<=10)+3*(x>10)将x的三个值域对应的转换为三个整数，即1、2、3。相关知识实例一：模拟自动饮料机。按屏幕所示功能，输入所选择的合法数字，输出可获得的相应饮料名称。程序如下：#include"stdio.h"voidmain(){

intbutton;printf("=======自动饮料机========\n");printf("1.可口可乐\n");printf("2.雪碧\n");printf("3.芬达\n");printf("4.百事可乐\n");printf("5.非常可乐\n");

printf("请按1--5键选择饮料:\n");scanf("%d",&button);

switch(button){

case1:printf("你获得一听可口可乐\n");break;case2:printf("你获得一听雪碧\n");break;case3:printf("你获得一芬达\n");break;case4:printf("你获得一听百事可乐\n");break;case5:printf("你获得一听非常可乐\n");break;default:printf("非法操作!\n");break;}}运行结果：=============自动饮料机==============1.可口可乐2.雪碧3.芬达4.百事可乐5.非常可乐请按1-5按钮选择饮料：3<CR>你获得一听芬达程序执行流程如图3-9所示。图3-9程序执行流程图课堂练习：输入某学生的成绩，输出相应的信息。成绩在90-100之间，输出“Verygood!”,成绩在70-89之间，输出“Good!”,成绩在60-69之间，输出“Pass!”，60分以下输出“Nopass!”。（switch语句实现）解题思路：流程图如图3-10所示。图3-10程序执行流程图

程序代码：#include<stdio.h>voidmain(){intscore,mark;printf("请输入考试分数:\n");scanf("%d",&score);mark=score/10;switch(mark){ case10:printf("Verygood!\n");break; case9:printf("Verygood!\n");break;case8:printf("Good!\n");break; case7:printf("Good!\n");break;case6:printf("Pass!\n");break;default:printf("Nopass!\n");}}

switch语句的一般形式为：

switch(表达式){

case常量表达式1:语句1;break;case常量表达式2:语句2;break;……

case常量表达式n:语句n;break;default:语句n+1;}break语句的功能是终止switch语句的执行。

switch语句的执行过程：首先计算switch后面表达式的值，然后逐个与case后常量表达式的值相比较，当找到值相等的某个常量表达式时，则执行其后的语句。如果没有break语句，程序将继续执行后面case后的语句。如果有break语句，则程序不再执行后面case后的语句，而是立即跳出switch语句，去执行switch后面的语句。如表达式的值与所有case后常量表达式的值均不相等，则执行default后的语句。switch语句的执行过程如图3-11表示。图3-11switch语句的执行流程（包含break语句）关于switch语句的几点说明：（1）switch后面表达式的值的类型只能是整型或字符型。（2）常量表达式通常是整型常量或字符型常量。（3）case与常量表达式之间必须用空格分开。（4）当某个case后面包含多条语句时，可以不用大括号“{}”括起来，系统会自动识别并顺序执行该case后的所有语句。

【例3-3】对学生的考试成绩score（百分制）进行等级评定：score≥90分为优秀，70≤score<90分为良好，60≤score<70分为及格，score<60分为不及格。（用switch语句实现）#include<stdio.h>