C语言程序设计项目化教程课件第4章

第4章项目主菜单的选择执行设计

用顺序结构只能解决一些简单的问题，进行一些简单的计算。在实际生活中，往往要根据不同的情况做出不同的选择，即给出一个条件，让计算机判断是否满足条件，并按照不同的情况进行处理。这种程序结构称为选择结构。C语言中有两种选择结构语句：if语句和switch语句。本章将结合简易计算器项目主菜单的选择执行设计，详细介绍如何在C程序中实现选择结构。学习目标：理解选择结构程序设计的基本思想和设计方法；理解各种选择语句的定义格式和执行过程；掌握用if语句实现分支结构的方法；掌握用switch语句实现多分支结构的方法。4.1任务三项目主菜单的选择执行设计

一、任务描述分别用if语句和switch语句实现项目主菜单的选择执行。要求能根据用户输入的主菜单选项进行相应的运算，并输出运算结果。二、任务涉及知识要点该任务涉及到的新知识点主要有：if语句和switch语句三、任务分析简易计算器项目主菜单含有加、减、乘、除和退出五个菜单项，属于多分支选择结构。C语言有两种方法实现多分支结构，一种是用if-else语句实现，另一种是用switch语句实现。该任务分别用两种语句实现主菜单的选择执行。四、任务实现

需要说明的是，为了突出两种语句的区别，压缩源程序的篇幅，将主菜单的显示部分用程序段A表示，两个运算数的输入部分用程序段B表示。程序段A：system("cls");//调用清屏函数。若在TC下运行，改用clrscr()printf("\n\n");printf("\t\t|---------------------------------|\n");printf("\t\t|简易计算器|\n");printf("\t\t|---------------------------------|\n");printf("\t\t|1---加法|\n");printf("\t\t|2---减法|\n");printf("\t\t|3---乘法|\n");printf("\t\t|4---除法|\n");printf("\t\t|0---退出|\n");printf("\t\t|---------------------------------|\n");printf("\t\t请选择运算类型(0～4):");scanf("%d",&choose);程序段B：if(choose>=1&&choose<=4){ printf("\n\t\t请输入第一个运算数："); scanf("%f",&data1); printf("\n\t\t请输入第二个运算数："); scanf("%f",&data2); printf("\n\t\t运算结果为：\n");}1.用if语句实现项目主菜单的选择执行#include<stdio.h>#include<stdlib.h>//使用system("cls")函数时需加此行main(){floatdata1,data2;//存放参与运算的两个操作数intchoose;//存放用户输入的菜单选项程序段A程序段Bif(choose==1)printf("\n\t\t%f+%f=%f\n",data1,data2,data1+data2);elseif(choose==2) printf("\n\t\t%f-%f=%f\n",data1,data2,data1-data2);elseif(choose==3)printf("\n\t\t%f*%f=%f\n",data1,data2,data1*data2);elseif(choose==4){ if(data2==0) printf("\n\t\t除数不能为零!");else printf("\n\t\t%f÷%f=%f\n",data1,data2,data1/data2);}elseif(choose==0)exit(0);else printf("\n\t\t输入选项错误!\n");}2.用switch语句实现项目主菜单的选择执行#include<stdio.h>#include<stdlib.h>//使用system("cls")函数时需加此行main(){floatdata1,data2;//存放参与运算的两个操作数intchoose;//存放用户输入的菜单选项程序段A程序段Bswitch(choose){case1:printf("\n\t\t%f+%f=%f\n",data1,data2,data1+data2);break;case2:printf("\n\t\t%f-%f=%f\n",data1,data2,data1-data2);break;case3:printf("\n\t\t%f*%f=%f\n",data1,data2,data1*data2);break;case4: if(data2==0) printf("\n\t\t除数不能为零!");else printf("\n\t\t%f÷%f=%f\n",data1,data2,data1/data2);break;case0:exit(0);default:printf("\n\t\t输入选项错误!\n");}}程序说明：（1）程序中exit(0)的功能是结束程序的执行。exit()函数包含在“stdlib.h”头文件中。（2）因为加、减、乘、除每一种运算都要输入两个运算数，为了减少程序代码的重复，在if-else和switch语句之前，增加一个单分支if语句，即程序段B，对这四种运算的运算数输入进行统一处理。（3）当运算类型为除法时，应当判断输入的除数（即data2）是否为0。如果除数为0，则给出错误信息，并结束本次运算。（4）程序中用来存放用户输入菜单选项的变量choose也可以定义为char型。请读者思考：如果将choose定义为char型，应如何修改程序？（5）该任务只能实现一次主菜单的选择执行，主菜单的重复执行将在第5章任务四中详细介绍。（6）程序中的程序段A和程序段B在输入源程序时要用相应的代码替换。程序段A和程序B也可以写成函数的形式。有关函数的具体内容将在第6章详细介绍。五、要点总结

一个程序虽然经过多次修改、编译、连接和运行，但还不能断定该程序就是正确的，因为程序中可能存在逻辑错误，这些错误往往很难用眼睛检查出来，因此需要进行测试与调试。在进行程序的测试与调试时，应注意精选数据，既具有代表性，又能涵盖可能出现的各种情况。如该程序运行时，菜单的选项可分别输入1，2，3，4，0和0~4以外的数据来测试程序是否能达到预期效果，以保证程序的正确性，提高调试效率4.2理论知识4.2.1if语句

if语句根据给定的条件进行判断，以决定执行某个分支程序段。if语句有三种使用形式。一、单分支if语句单分支if语句的一般形式如下：

if（表达式）语句;

功能：先计算表达式的值，如果表达式的值为真，则执行其后的语句，否则不执行该语句。其执行过程见图4-1。图4-1单分支if语句的执行过程说明：（1）表达式通常是逻辑表达式或关系表达式，但也可以是其他表达式或任意的数值类型（包括整型、实型、字符型等）。因为在执行if语句时先对表达式求解，若表达式的值为0，则按“假”处理，若表达式的值为非0，则按“真”处理。如下面的if语句均为合法的语句：

if(3)printf("O.K.");if('a')printf("%d",'a');（2）表达式后面的语句可以是一个单语句，也可以是用花括号“{}”括起来的复合语句。花括号“｝”外面不需要再加分号，但括号内最后一个语句后面的分号不能省略。例如，任务三中判断用户输入的运算类型是否合法的程序段：…if(choose>=1&&choose<=4){ printf("\n\t\t请输入第一个运算数："); scanf("%f",&data1); printf("\n\t\t请输入第二个运算数："); scanf("%f",&data2); printf("\n\t\t运算结果为：\n");}…【例4.1】输入三个整数x，y，z，按从小到大的顺序排序输出。#include<stdio.h>main(){ intx,y,z,temp; printf("请输入三个整数:"); scanf("%d,%d,%d",&x,&y,&z); if(x>y) {temp=x;x=y,y=temp;}//交换x,y的值

if(x>z) {temp=x;x=z;z=temp;}//交换x,z的值

if(y>z) {temp=y;y=z;z=temp;}//交换y,z的值

printf("三个整数从小到大排序结果为:%d,%d,%d\n",x,y,z);}程序运行结果：请输入三个整数:3,2,5↙三个整数从小到大排序结果为:2,3,5二、双分支if语句双分支if语句的一般形式如下：if（表达式）语句1;else语句2;

功能：先执行表达式的值，如果表达式的值为真，则执行语句1，否则执行语句2。其执行过程见图4-2。图4-2双分支if语句的执行过程例如，任务三中判断除数是否为0的程序段：…if(data2==0) printf("\n\t\t除数不能为零!");else printf("\n\t\t%f÷%f=%f\n",data1,data2,data1/data2);…说明：（1）双分支if语句中的else子句不能作为语句单独使用，必须与if配对使用。（2）if语句允许嵌套。所谓if语句嵌套，是指在“语句1”和“语句2”中，又包含有if语句的情况。C语言规定，在嵌套的if语句中，else总是与其上面最近的且尚未匹配的if配对。为明确匹配关系，避免匹配错误，建议最好将内嵌的if语句一律用花括号“{}”括起来。如：if(…){if(…)语句1;}else

语句2;【例4.2】输入三个整数，输出其中的最大数。#include<stdio.h>main(){ inta,b,c,max; printf("请输入三个整数:"); scanf("%d,%d,%d",&a,&b,&c); if(a>b) max=a; else max=b; if(max<c) max=c; printf("最大数是%d\n",max);}程序运行结果：请输入三个整数:5,8,2↙最大数是8例4.2也可用两个单分支的if语句实现，程序如下:#include<stdio.h>main(){ inta,b,c,max; printf("请输入三个整数:"); scanf("%d,%d,%d",&a,&b,&c); max=a; if(max<b) max=b; if(max<c)max=c; printf("最大数是%d\n",max);}程序运行结果与例4.2相同。

这种方法的基本思想是：首先取一个数假定为max(最大值)，然后将max依次与其余的数逐个比较，如果发现有比max大的数，就用它给max重新赋值，比较完所有的数后，max中的数就是最大值。这种方法，常常用来求多个数中的最大值（或最小值）。三、多分支if语句多分支if语句的一般形式如下：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)语句n;else语句n+1;

功能：依次判断表达式的值，当出现某个值为真时，则执行其对应的语句，其余语句不被执行。如果所有的表达式均为假，则执行语句n+1。其执行过程如图4-3所示。【例4.3】编写程序，根据输入的学生成绩，给出相应的等级。90分以上的等级为优秀，60分以下的等级为不及格，其余每10分一个等级。#include<stdio.h>main(){ intscore; printf("请输入学生成绩(0-100):"); scanf("%d",&score); if(score>=90) printf("优秀!\n");elseif(score>=80) printf("良好!\n"); elseif(score>=70) printf("中等!\n"); elseif(score>=60) printf("及格!\n"); else printf("不及格!\n");}程序运行结果：请输入学生成绩(0-100):86↙良好!4.2.2switch语句使用if语句实现复杂问题的多分支选择时，程序的结构显得不够清晰，因此，C语言提供了一种专门用来实现多分支选择结构的switch语句，又称开关语句。switch语句的一般形式如下：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；]}

功能：首先计算switch后表达式的值，然后将该值与各常量表达式的值相比较。当表达式的值与某个常量表达式的值相等时，即执行其后的语句，当执行到break语句时，则跳出switch语句，转向执行switch语句下面的语句（即右花括号下面的第一条语句）。如果表达式的值与所有case后的常量表达式的值均不相同，则执行default后面的语句。若没有default语句，则退出此开关语句。说明：（1）switch后面的表达式可以是int，char和枚举型中的一种。（2）常量表达式后的语句可以是一个语句，也可以是复合语句或是另一个switch语句。（3）各case及default子句的先后次序不影响程序执行结果，但default通常作为开关语句的最后一个分支。（4）每个case后面常量表达式的值必须各不相同，否则会出现相互矛盾的现象。（5）switch语句中允许出现空的case语句，即多个case共用一组执行语句。（6）break语句在switch语句中是可选的，它是用来跳过后面的case语句，结束switch语句，从而起到真正的分支作用。如果省略break语句，则程序在执行完相应的case语句后不能退出，而是继续执行下一个case语句，直到遇到break语句或switch结束。使用switch语句还需要注意以下几点：（1）常量表达式与case之间至少应有一个空格，否则可能被编译系统认为是语句标号，如case1，并不出现语法错误，这类错误较难查找。（2）每个case只能列举一个整型或字符型常量，否则会出现语法错误，如下列程序段所示。 floatx=1.5; inta=3,b=4,c; switch(x)//错：x为实型数据。可改为：switch((int)x) { case4.5://错：4.5非整型常量。可改为：case(int)4.5: c=1;break; casea+b://错：a+b不是常量表达式。可改为：case3+4: c=2;break;case1,2,3://错：不允许。可改为：case1:case2:case3: c=3; }

（3）switch语句结构清晰，便于理解，用switch语句实现的多分支结构程序，完全可以用if语句来实现，但反之不然。原因是switch语句中的表达式只能取整型、字符型和枚举型值，而if语句中的表达式可取任意类型的值。

【例4.4】用switch语句实现例4.3#include<stdio.h>main(){ intscore; printf("请输入学生成绩(0-100):");scanf("%d",&score); switch(score/10) { case10: