C#程序设计基础教程第4章

（时间：15次课，30学时）第四章学习情境：商品采购管理系统发票金额计算第四章学习情境：商品采购管理系统发票金额计算4.1学习情境引入4.2基础知识1循环结构4.3基础知识2选择结构4.4基础知识3异常处理4.5决策与计划：分析发票金额计算4.6实施：实现发票金额计算4.7训练4.8小结

4.1学习情境引入4.1.1项目需求4.1.2展示4.1.3技术分解第四章学习情境：商品采购管理系统发票金额计算

前面章节所涉及的应用程序相对比较简单，是按照程序语句的编写顺序依次执行的，用以进行简单的运算。但是应用程序不仅仅限于简单的运算，往往需要根据条件执行不同的代码或者反复执行相同代码。4.1.1项目需求4.1.1项目需求 在商品采购管理系统中，计算发票金额是一个很重要的功能。系统根据每种商品的数量和单价，计算出每种商品的金额，然后将这若干商品的金额相加，计算出总金额（即发票金额）。4.1.1项目需求1．功能性需求 ●实现计算每种商品的金额。 ●实现计算发票的总金额。2．非功能性需求 ●界面设计是否合理。 ●是否有必要的提示信息对话框。4.1.2展示发票金额计算界面如下图所示4.1.2展示单击3个“计算”按钮后，显示计算结果，如下图所示。单击“计算总金额”按钮后，显示金额合计结果，如下图所示4.1.2展示 若有某种商品的金额未进行计算，就单击“计算总金额”按钮，系统会弹出提示对话框，如图下所示。4.1.2展示4.1.3技术分解

前面章节所涉及的程序都是按照程序语句的编写顺序依次执行的，但在统计发票金额的时候，有时需要根据特定条件的成立与否，来决定是否执行某一段代码，有时又需要反复执行某一段代码。要解决这两种情况，就需要用到本章将要介绍的选择结构和循环结构。4.1.3技术分解1．选择结构 当需要根据特定条件的成立与否来决定是否执行某一段程序代码的时候，需要用到选择结构。选择结构主要包含if语句及switch语句。4.1.3技术分解2．循环结构 当需要反复执行某段程序代码的时候，需要用到循环结构。循环结构包括for语句、foreach语句、while语句以及do-while语句。4.1.3技术分解

3．异常处理在C#中，异常处理机制是为处理错误情况提供的一种机制。它为每种错误情况提供了定制的处理方式，并且把标识错误的代码与处理错误的代码分离开来。4.2基础知识1：选择结构4.2.1if语句4.2.2switch语句4.2.3演练4.2.4自测4.2.1if语句1．简单的if语句2．if…else语句【例4-1】输入两个整数的值，输出其中较大的值。运行结果如图下所示1简单的if语句1简单的if语句（1）设计窗体界面。从工具箱中拖曳4个Label控件、2个TextBox控件和1个Button控件放到窗体上，设置这些控件和窗体的属性值，如下表所示。

控件类型Name属性值Text属性值注释Label"第一个整数："Label"第二个整数："Label"较大整数值："Label"labelDisplay"""（表示空）用于输出较大的整数值TextBox"textBoxNum1"用于输入第1个整数TextBox"textBoxNum2"用于输入第2个整数Button"buttonOutput""输出较大的整数值"Form"输出较大的整数值"1简单的if语句 （2）编写程序代码。双击“buttonOutput”按钮，在系统自动生成的“buttonOutput_Click”事件委托函数中输入以下代码，完成较大整数值的输出。1简单的if语句privatevoidbuttonOutput_Click(objectsender,EventArgse){intnum1,num2,largerNumber;num1=Convert.ToInt32

(textBoxNum1.Text);num2=Convert.ToInt32

(textBoxNum2.Text);largerNumber=num1;if(num2>num1)

{ largerNumber=num2; } labelDisplay.Text=largerNumber.ToString();}1简单的if语句

从上例中可以看出，在程序中可以使用if语句来有条件地执行某一语句序列，其语法形式为 if(条件表达式) { 语句1; …… 语句n; }简单的if语句其中，条件表达式必须用“()”括起来。If语句执行过程是：首先计算条件表达式的值，若为true，表示条件为真，则执行语句序列；否则，就不执行该语句序列。如果语句序列中只有一条可执行语句，可以省略“{}”。2．if…else语句 将例4-1中“buttonOutput_Click”事件委托函数中的if语句改用if…else语句编写，程序代码如下。2．if…else语句 privatevoidbuttonOutput_Click(objectsender,EventArgse) { intnum1,num2,largerNumber; num1=Convert.ToInt32(textBoxNum1.Text); num2=Convert.ToInt32(textBoxNum2.Text); if(num1>num2) { largerNumber=num1; } else { largerNumber=num2; } labelDisplay.Text=largerNumber.ToString(); }2．if…else语句 从上面的程序代码中可以看出，if…else语句表示根据不同的条件分别执行不同的语句序列，其语法形式为 if(条件表达式) { 语句1; …… } else { 语句2; …… }2．if…else语句 if…else语句的执行过程是：首先计算条件表达式的值，当条件表达式的值为true时，执行以语句1开始的语句序列，否则执行以语句2开始的语句序列。当if…else语句中的语句序列只有一条执行语句时，可以省略“{}”。 【例4-2】根据以下函数表达式，输入x的值，计算y的值。 运行结果如图4-6所示。2．if…else语句2．if…else语句

（1）设计窗体界面。从工具箱中拖曳3个Label控件、1个TextBox控件和1个Button控件放到窗体上，设置这些控件和窗体的属性值，如表4-2所示。2．if…else语句控件类型Name属性值Text属性值注释Label"输入x的值：Label"函数值y="Label"labelValueY"""（表示空）用于显示函数值TextBox"textBoxValueX"用于输入x的值Button"buttonCalculate""计算"Form"计算函数值"2．if…else语句

（2）编写程序代码。双击“buttonCalculate”按钮，在系统自动生成的“buttonCalculate_Click”事件委托函数中输入以下代码，完成函数值的计算。2．if…else语句 privatevoidbuttonCalculate_Click(objectsender,EventArgse) { intx,y; x=Convert.ToInt32(textBoxValueX.Text); if(x>=0) { y=4*x; } else { y=152*x; } labelValueY.Text=y.ToString(); }4.2.2switch语句 if语句每次最多只能判断两个分支，如果出现多重分支的情况，可以使用switch语句。 【例4-3】根据输入的数字，输出该数字对应的是星期几。 对应关系：0—星期天；1—星期一；2—星期二；……；6—星期六；其他数字—未知。 运行结果如图下所示。4.2.2switch语句4.2.2switch语句 （1）设计窗体界面。从工具箱中拖曳3个Label控件、1个TextBox控件和1个Button控件放到窗体上，设置这些控件和窗体的属性值，如表4-3所示。4.2.2switch语句控件类型Name属性值Text属性值注释Label"请输入数字："Label"对应星期几："Label"labelWeekday"""（表示空）用于显示星期几TextBox"textBoxNumber"用于输入数字Button"buttonCheck""查看星期几"Form"输出星期几"4.2.2switch语句 （2）编写程序代码。双击“buttonCheck”按钮，在系统自动生成的“buttonCheck_Click”事件委托函数中输入以下代码，完成输出星期几的功能。4.2.2switch语句privatevoidbuttonCheck_Click(objectsender,EventArgse){intnumber=Convert.ToInt32

(textBoxNumber.Text);switch(number){case0:labelWeekday.Text="星期天";break;case1:labelWeekday.Text="星期一";break;case2:labelWeekday.Text="星期二";break;case3:labelWeekday.Text="星期三";break;

4.2.2switch语句case4:labelWeekday.Text="星期四";break;case5:labelWeekday.Text="星期五";break;case6:labelWeekday.Text="星期六";break;default:labelWeekday.Text="未知";break;}}4.2.2switch语句 从上面的程序代码中可以看出，switch语句可以实现多分支结构，其语法形式为 switch(条件表达式) { case常量表达式1: 语句1; …… break; case常量表达式2: 语句2； …… break; ……4.2.2switch语句

case常量表达式n: 语句n； …… break; default: 语句n+1； …… break; }4.2.2switch语句 switch语句的执行过程是：首先计算条件表达式的值，然后与每一个case后面的常量值进行比较，一旦发现某个能够匹配的值，就执行该case后面的语句序列，直到遇到break语句。如果表达式的值与所有case中的常量值都不匹配，则执行default后面的语句序列，default语句可有可无。4.2.2switch语句 说明： ①switch语句中，case后的常量表达式又称为开关常量，可以是一个整数或整型常量表达式，也可以是一个字符常量、字符串常量、枚举类型。 ②各常量表达式的类型必须与条件表达式的类型相同。 ③各常量表达式的值应该互不相同。 ④switch语句的各case子句的排放顺序是无关紧要的，甚至可以把default子句放在最前面。4.2.2switch语句

⑤在关键字case和常量表达式之间一定要有空格，如“case5:”，不能写成“case5:”。 ⑥每个case子句必须有break语句，它起着退出switch结构的作用。如果分支中没有break语句，那么编译时会出错。但有一种例外情况，如果一个case子句为空，就可以从这个case跳到下一个case上，这样就可以用相同的方式处理两个或多个case子句了。

4.2.3演练 1．实验题目：验证用户登录 2．实验目的 （1）理解选择结构在程序设计中的作用。 （2）掌握if语句的执行过程。 （3）熟练应用if语句编写简单的应用程序。 3．实验内容 设计一个用户登录窗体，如图下所示。4.2.3演练4.2.3演练

输入用户名和密码，然后单击“登录”按钮，当用户名为“Admin”，密码为“123456”时，弹出“登录成功”提示对话框，如图4-9所示；否则弹出“用户名或密码不正确！请核对后重新登录！”提示对话框，如图4-10所示。单击“取消”按钮时，程序结束。4.2.3演练4.2.4自测 1．选择题

（1）已知a、b、c的值分别是4、5、6，执行下面的程序段后，变量n的值为。 if(c<b) n=a+b+c; else n=a+b; A．3 B．–3 C．9 D．154.2.4自测

（2）执行下面的程序段后，变量a、b的值分别为。

intx=1,a=0,b=0; switch(x) { case0: b++; break; case1: a++; break;4.2.4自测 case2: a++; b++; break; } A．2，1 B．1，1 C．1，0 D．2，24.2.4自测 2．填空题 （1）执行以下程序段后，变量x的值为，变量y的值为。 intx=10,y=20; if(x<=10&&y>=10) { x++; y+=10; } else { x; y; }4.2.4自测 （2）执行以下程序段后，变量c的值为。 inta=2,b=1,c=3; if(a<b) if(b>0) c=0; else c+=1; else c=a+b;4.2.4自测 3．编程题 （1）编写一个应用程序，输入圆锥体的半径和高度，计算圆锥体的体积。 （2）编写一个应用程序，输入3个整数值，输出其中的最大值。

4.3基础知识2：循环结构4.3.1for语句4.3.2break语句4.3.3foreach语句4.3.4演练4.3.5自测4.3.1for语句 for语句是C#语言中使用最广泛、最灵活的一种循环控制语句。for语句的语法形式为 for(表达式1;表达式2;表达式3) { 循环体 } for后面括号内的3个表达式之间用“;”隔开。4.3.1for语句 ● 表达式1：一般为赋值表达式，为循环控制变量赋初值。 ● 表达式2：一般为关系表达式或逻辑表达式，作为控制循环体是否继续执行的条件。当表达式的值为“真”时，循环体继续执行；当表达式的值为“假”时，循环结束。 ● 表达式3：一般为赋值表达式，为循环控制变量增量或减量。4.3.1for语句 例如：inti,sum=0; for(i=1;i<=5;i++) { sum=sum+i; } ①表达式1：i=1设置循环变量i的初始值为1。 ②表达式2：i<=5是循环条件，当i<=5时执行语句“sum=sum+i;”。 ③表达式3：i++增加变量i的值，每循环一次，执行一次i++。4.3.1for语句 通过上面的程序代码可以看出，for语句最简单最容易的理解形式如下。 for(循环变量赋初值;循环条件;修改循环变量的值) { 循环体 } for语句的执行过程如下。4.3.1for语句 ①执行表达式1，为循环控制变量赋初值。 ②执行表达式2，检查循环控制条件。若表达式2的值为“真”，转向步骤3；若为“假”，转向步骤5。 ③执行循环体中的语句。 ④执行表达式3，对循环控制变量进行增量或减量操作，转向步骤2。 ⑤结束循环，执行for循环之后的语句。4.3.1for语句在循环结构中，一定要有使循环趋向结束的操作。以上程序代码中，语句“i++;”使i不断增1，当i>5时，循环结束。如果没有“i++;”这一语句，i的值始终不变，循环将无限进行，即为死循环。4.3.1for语句 例如： {for(j=0;j<10;i++) sum=sum+j; } 在这一程序代码中，没有任何一条语句可使循环趋向结束，循环将无限地进行下去。 【例4-4】计算累加和。 运行结果如下图所示。4.3.1for语句4.3.1for语句

（1）设计窗体界面。从工具箱中拖曳6个Label控件、2个TextBox控件和1个Button控件放到窗体上，设置这些控件和窗体的属性值，如下表所示。4.3.1for语句控件类型Name属性值Text属性值注释Label"初始值："Label"结束值："Label"累加和："Label"最小值为1"Label"最大值为100000"Label"labelSum"""（表示空）用于显示累加和TextBox"textBoxInitialValue"用于输入初始值TextBox"textBoxEndValue"用于输入结束值Button"buttonCalculateSum""计算累加和"Form"计算累加和"4.3.1for语句 （2）编写程序代码。双击“buttonCalculateSum”按钮，在系统自动生成的“buttonCalculateSum_Click”事件委托函数中输入以下代码，完成计算累加和的功能。4.3.1for语句 privatevoidbuttonCalculateSum_Click(objectsender,EventArgse) { intinitialValue,endValue,sum; initialValue=Convert.ToInt32(textBoxInitialValue.Text); endValue=Convert.ToInt32(textBoxEndValue.Text); sum=0; for(inti=initialValue;i<=endValue;i++) { sum=sum+i; } labelSum.Text=sum.ToString(); } 【例4-5】计算数组所有元素的和。 运行结果如下图所示。4.3.1for语句4.3.1for语句

（1）设计窗体界面。从工具箱中拖曳1个GroupBox控件、7个Label控件、5个TextBox控件和1个Button控件放到窗体上，设置这些控件和窗体的属性值，如表4-5所示。控件类型Name属性值Text属性值注释GroupBox"整型数组"Label"第1个元素的值："Label"第2个元素的值："Label"第3个元素的值："Label"第4个元素的值：Label"第5个元素的值："Label"数组元素的和："Label"labelSum"""（表示空）用于显示数组元素的和TextBox"textBoxValue1"用于输入数组第1个元素的值TextBox"textBoxValue2"用于输入数组第2个元素的值TextBox"textBoxValue3"用于输入数组第3个元素的值TextBox"textBoxValue4"用于输入数组第4个元素的值TextBox"textBoxValue5"用于输入数组第5个元素的值Button"buttonCalculateSum""计算数组元素的和"Form"计算数组元素的和"4.3.1for语句

（2）编写程序代码。 ①定义整型数组array。 Int[]array=newint[5]; ②双击“buttonCalculateSum”按钮，在系统自动生成的“buttonCalculateSum_Click”事件委托函数中输入以下代码，完成计算数组元素的和的功能。4.3.1for语句 privatevoidbuttonCalculateSum_Click(objectsender,EventArgse) { intsum=0; array[0]=Convert.ToInt32(textBoxValue1.Text); array[1]=Convert.ToInt32(textBoxValue2.Text); array[2]=Convert.ToInt32(textBoxValue3.Text); array[3]=Convert.ToInt32(textBoxValue4.Text); array[4]=Convert.ToInt32(textBoxValue5.Text); for(inti=0;i<5;i++) { sum=sum+array[i]; } labelSum.Text=sum.ToString(); }4.3.2break语句 前面介绍的循环结构，只有当循环条件不成立时才结束。但有时希望在循环条件成立的情况下提前跳出循环，这就需要用到break语句了。

【例4-6】计算1到n（1≤n≤100）的和。 运行结果如图所示。4.3.2break语句4.3.2break语句 （1）设计窗体界面。从工具箱中拖曳5个Label控件、1个TextBox控件和1个Button控件放到窗体上，设置这些控件和窗体的属性值，如下表所示。控件类型Name属性值Text属性值注释Label"请输入n的值："Label"1≤n≤100"Label"1到n的值为："Label"labelPromptInfo"""（表示空）用于显示提示信息Label"labelSum"""（表示空）用于显示和TextBox"textBoxValueN"用于输入n的值Button"buttonCalculate""计算"Form"计算1到n的和"4.3.2break语句 （2）编写程序代码。双击“buttonCalculate”按钮，在系统自动生成的“buttonCalculate_Click”事件委托函数中输入以下代码，完成计算1到n的和的功能。

privatevoidbuttonCalculate_Click(objectsender,EventArgse) { intn,sum; n=Convert.ToInt32(textBoxValueN.Text); sum=0;4.3.2break语句 labelPromptInfo.Text=""; for(inti=1;i<=n;i++) { if(i>100) { labelPromptInfo.Text="n的值超出上限，加到100后不再继续累加！"; break; } sum=sum+i; } labelSum.Text=sum.ToString(); }4.3.3foreach语句

foreach循环语句可以遍历集合中的元素。foreach语句的语法格式如下。 foreach(类型变量in表达式) { 循环执行语句块 } ● 类型：变量的类型 ● 变量：能被集合元素赋值的循环变量，是一个只读的局部变量。 ● 表达式：对象集合或数组表达式。集合元素的类型必须可以显式转换为变量类型。4.3.3foreach语句

将例4-5“buttonCalculateSum_Click”事件委托函数中的for语句改用foreach语句编写，程序代码如下。

4.3.3foreach语句privatevoidbuttonCalculateSum_Click(objectsender,EventArgse) { intsum=0; array[0]=Convert.ToInt32(textBoxValue1.Text); array[1]=Convert.ToInt32(textBoxValue2.Text); array[2]=Convert.ToInt32(textBoxValue3.Text); array[3]=Convert.ToInt32(textBoxValue4.Text); array[4]=Convert.ToInt32(textBoxValue5.Text); foreach(intnuminarray) { sum=sum+num; } labelSum.Text=sum.ToString(); }4.3.4演练 1．实验题目：判断素数

2．实验目的 （1）理解循环结构在程序设计中的作用。 （2）掌握for语句的执行过程。 （3）理解break语句在循环结构中的作用。 （4）综合应用if语句与for语句，编写较为复杂的应用程序。 3．实验内容 设计一个判断素数的窗体，如下图所示。4.3.4演练素数又称为质数，是指一个在大于1的自然数中，除了1和此数自身外，不能被其他自然数整除的数。

运行程序时，用户在文本框中输入要判断的数字，然后单击“确定”按钮，下面的Label中即可显示出该数字是否是一个素数，运行结果下4-15所示。4.3.4演练4.3.5自测 1．选择题

（1）有如下程序段： inti,sum; sum=0; for(i=1;i<=3;sum++) sum+=i; 该程序段的执行结果是。 A．sum=6 B．sum=3 C．死循环 D．sum=04.3.5自测 （2）执行以下程序段后，变量x的值为。 intx,y; for(x=2,y=1;y<=50;y++) { if(x>=10) break; x+=5; } A．2 B．7 C．12 D．154.3.5自测 2．编程题

（1）编写程序，使用for循环实现如下功能：用户输入一个整数n，若n为奇数，程序计算出数列1+3+5+…+n的和；若为偶数，程序计算出数列2+4+6+…+n的和。4.3.5自测

（2）编写程序，打印出所有的“水仙花数”。所谓“水仙花数”是指一个三位数，其各位数字的立方和等于该数本身。例如，153是一个“水仙花数”，因为153=13+53+33。4.4基础知识3：异常处理 编写的程序再好，在运行时也会出现这样或那样的错误，如一个数被0除，无效的数据类型转换等。程序在执行期间遇到的任何错误和意外行为称为异常。C#为用户提供了一种良好的处理异常的机制，即使用异常类System.Exception为每种错误情况提供了定制的处理方式，并且把标识错误的代码与处理错误的代码分离开来。 【例4-7】执行2个整数的整除运算，如有异常，则显示异常信息。 运行结果如图下所示。4.4基础知识3：异常处理4.4基础知识3：异常处理 （1）设计窗体界面。从工具箱中拖曳3个Label控件、2个TextBox控件和1个Button控件放到窗体上，设置这些控件和窗体的属性值，如下表所示。控件类型Name属性值Text属性值注释Label"/"Label"="Label"labelResult"""（表示空）用于显示整除结果TextBox"textBoxDividend"用于输入被除数TextBox"textBoxDivisor"用于输入除数Button"buttonCalculate""计算"Form"整除运算"4.4基础知识3：异常处理

（2）编写程序代码。双击“buttonCalculate”按钮，在系统自动生成的“buttonCalculate_Click”事件委托函数中输入以下代码，完成整除运算的功能。4.4基础知识3：异常处理 privatevoidbuttonCalculate_Click(objectsender,EventArgse) { intdividend,divisor,result; try { dividend=Convert.ToInt32(textBoxDividend.Text); divisor=Convert.ToInt32(textBoxDivisor.Text); result=dividend/divisor; labelResult.Text=result.ToString(); } catch(Exceptionex) { MessageBox.Show(ex.Message,"异常信息"); } }4.4基础知识3：异常处理 从上例中可以看出，正常情况下，程序流进入try控制块，如果没有错误发生，就会正常操作；如果执行try时发生错误，程序流就会跳转到catch语句块。4.5决策与计划：分析发票金额计算 在商品采购管理系统中，需要计算出每种商品的金额以及所有商品的总金额（即发票金额）。由于还没有学习DataGridView的相关知识，所以目前只能在窗体上模拟一张发票，将每种商品的数量、单价、金额等信息分别存放在数组quantity、unitPrice、price中，并按照窗体上事先设置的内容为quantity数组、unitPrice数组进行初始化，price数组的值由quantity数组及unitPrice数组的值计算得到。

由下图可知，本例假定有3种商品，每种商品的数量和单价都已确定，需要计算出每种商品的金额，以及所有商品的总金额。计算的过程是：先计算出这3种商品各自的金额，再计算所有商品的总金额。如果在计算所有商品的总金额之前，没有计算完这3种商品各自的金额，就会弹出如图4-4所示的提示信息对话框。4.5决策与计划：分析发票金额计算4.5决策与计划：分析发票金额计算 计算公式：商品金额=商品数量商品单价 发票金额=商品1金额+商品2金额+商品3金额 由于商品1的数量存放在quantity[0]中，商品1的单价存放在unitPrice[0]中，商品1的金额计算后要存放在price[0]中，所以price[0]=quantity[0]unitPrice[0]，依此类推。发票金额的值就为price[0]+price[1]+price[2]。4.6实施：实现发票金额计算（1）设计窗体界面。从工具箱中拖曳若干控件放到窗体上，设置这些控件和窗体的属性值，如下表所示。控件类型Name属性值Text属性值注释GroupBox"发票信息"用于分组Label"labelSum1"""（表示空）用于显示第1种商品的金额Label"labelSum2"""（表示空）用于显示第2种商品的金额Label"labelSum3"""（表示空）用于显示第3种商品的金额Label"labelSum""0.00"用于显示总金额Button"buttonCalculate1""计算"Button"buttonCalculate2""计算"Button"buttonCalculate3""计算"Button"buttonCalculate""计算总金额"Form"发票金额统计"4.6实施：实现发票金额计算 窗体中其他Label控件的Text属性值设置参考图4-1。 （2）编写程序代码。 ①定义3个数组quantity、unitPrice、price，分别表示每种商品的数量、单价、金额的信息，对quantity数组、unitPrice数组进行初始化。4.6实施：实现发票金额计算 //定义表示每种商品数量的数组，初始化后，3种商品的数量分别为：30、20、50 int[]quantity=newint[3]{30,20,50};

//定义表示每种商品单价的数组，初始化后，3种商品的单价分别为：15.00、25.00、2.50 double[]unitPrice=newdouble[3]{15.00,25.00,2.50};

//定义表示每种商品金额的数组 double[]price=newdouble[3];4.6实施：实现发票金额计算 ②分别双击“buttonCalculate1”、“but