C语言程序设计选择结构程序设计

第4章选择结构程序设计

C

语言程序设计北京航空航天大学

交通科学与工程学院徐国艳2024/7/112本章主要内容4.1关系运算符和关系表达式4.2逻辑运算符和逻辑表达式4.3if语句4.1.1if语句的一般形式4.1.2if语句的嵌套4.4switch语句4.2.1switch语句的一般形式4.2.2break语句4.5选择结构程序设计举例2024/7/1134.1关系运算符和关系表达式一、关系运算符及其优先顺序1.关系运算符：<、<=、>、>=、==、!=、

优先顺序相同(低)优先顺序相同(高)关系运算符的优先级高于赋值运算符，但低于算术运算符2.优先顺序例如：c>a+b等价于c>(a+b)a>b=c等价于(a>b)=c错误表达式2024/7/114二、关系表达式

用关系运算符将两个表达式连接起来的式子称为关系表达式

关系表达式的值是一个逻辑值，即“真”或“假”，用“1”或“0”表示例如：当a=1，b=2，c=3时，

a>b值为0，若有d=a>b，则d的值为0

b<c值为1，若有d=b<c，则d的值为12024/7/1154.2逻辑运算符和逻辑表达式一、逻辑运算符及其优先顺序1.逻辑运算符：逻辑非：“!”逻辑与：“&&”逻辑或：“||”2.优先顺序：参见P365附录C()！算术关系位逻辑条件赋值

高低高低2024/7/1163.逻辑运算的真值表2024/7/117二、逻辑表达式1.用逻辑运算符将关系表达式或逻辑量连接起来的式子，称为逻辑表达式。2.逻辑表达式的运算结果

用“1”代表“真”、“0”代表“假”2024/7/118简单分支语句语句一般格式if（表达式）

语句功能：计算表达式的值，如果是一个非0值（即逻辑真），就执行内嵌语句，否则（即逻辑假）跳过内嵌语句，顺序执行后续语句。内嵌语句，可为：赋值语句函数调用语句控制语句复合语句空语句可为算术、关系、逻辑、赋值等表达式4.3if语句2024/7/119简单分支语句的算法：例如：⑴if(x>0)m++;⑵if(a>b)｛c=a;a=b;b=c;｝

表达式非0

TF

语句N-S结构图语句流程图NY表达式非0？2024/7/1110双重分支语句语句一般格式if（表达式）

语句1

else

语句2功能：计算表达式的值，如果它的值是一个非0值（逻辑真），就执行内嵌语句1，之后跳过内嵌语句2，执行后续语句；否则跳过内嵌语句1，执行内嵌语句2，之后执行后续语句。

2024/7/1111双重分支语句的算法：例如：⑴if(x>0)m++;elsem--;⑵if(ch>='a'&&ch<='z')

｛ch=ch-32;

printf("%c\n",ch);｝elseprintf("%c\n",ch);

表达式非0

TF

语句1语句2N-S结构图语句1

语句2流程图NY表达式非0？2024/7/1112多重分支语句语句一般格式if（表达式1）

语句1

elseif（表达式2）

语句2

……

elseif（表达式m）

语句m

else语句

n语句n+1功能：依次计算并判断表达式i，为非0时执行它后面的语句，都为0时，执行语句n无论执行完那个语句分支，都转到后续语句n+12024/7/1113多重分支语句的算法流程图表达式2?表达式1?语句n语句1

语句2

语句m…YNYNNY表达式m?语句n+12024/7/1114多重分支语句的算法N-S结构图表达式1？

TF

表达式2？语句1TF

语句2…

表达式m？TF

语句m语句n例如：if(a<0)x=-1;elseif(a==0)x=0;elsex=1;2024/7/1115if语句的简单应用【例4.1】输入一个字符，如果是大写字母，则将其转换为小写字母输出，否则直接输出。输入：用getchar或scanf函数ch是否为大写字母：ch>='A'&&ch<='Z'（或ch>=65&&ch<=90）大写字母转换为小写字母：ch=ch+32输出：用putchar或printf函数思路：2024/7/1116程序：#include"stdio.h"voidmain(){charch;ch=getchar();if(ch>='A'&&ch<='Z')ch=ch+32;printf("%c\n",ch);}程序运行情况如下：G

g

可使用条件表达式代替putchar(ch>='A'&&ch<='Z'?ch+32:ch);putchar('\n')；条件运算符和条件表达式有一种if语句，当被判别的表达式的值为“真”或“假”时，都执行一个赋值语句且向同一个变量赋值如：if(a>b)max=a;elsemax=b;max=(a>b)?a

:b;条件运算符max=(a>b)?a

:b;条件表达式条件运算符和条件表达式有一种if语句，当被判别的表达式的值为“真”或“假”时，都执行一个赋值语句且向同一个变量赋值如：if(a>b)max=a;elsemax=b;条件表达式的一般形式为表达式１？表达式２:

表达式３条件运算符和条件表达式条件运算符的执行顺序：求解表达式1；若为非0（真）则求解表达式2，此时表达式2的值就作为整个条件表达式的值；若表达式1的值为0（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；条件运算符和条件表达式条件运算符优先于赋值运算符条件运算符的结合方向为“自右至左”以下为合法的使用方法：a>b?(max=a):(max=b);a>b?printf(“%d”,a):printf(“%d”,b);条件运算符和条件表达式

例4.1输入一个字符，判别它是否大写字母，如果是，将它转换成小写字母；如果不是，不转换。然后输出最后得到的字符。（用条件表达式）条件运算符和条件表达式#include<stdio.h>intmain(){charch;scanf("%c",&ch);ch=(ch>='A'&&ch<='Z‘)?(ch+32):ch;printf("%c\n",ch);return0;}条件运算符和条件表达式2024/7/11244.3.2if语句的嵌套如果if的内嵌语句中又使用了一个if语句，则构成if语句的嵌套。

【例4.2】比较两个整数的关系。#include<stdio.h>voidmain(){intx,y;printf("EnterintegerXandY:");scanf("%d%d",&x,&y);

if(x!=y)

if(x>y)printf("X>Y\n");

elseprintf("X<Y\n");

elseprintf("X=Y\n");}应该正确判断：if的内嵌语句if和else的配对提倡锯齿形缩格书写有利于阅读程序2024/7/1125

if语句嵌套的形式简单if语句的嵌套形式if(表达式)if语句双重（或多重）分支if语句的嵌套形式if(表达式)if语句else

if语句可以是各种形式的if语句可以是各种形式的if语句如果是简单if语句，必须用“｛｝”括起2024/7/1126例如：⑴if(c<=100)

if(c>=50)printf("50<=c<=100\n");⑵if(c<=100)if(c>=50)printf("50<=c<=100\n");elseprintf("c<50\n");else

if(c<=150)printf("100<c<=150\n");elseprintf("c>150\n");⑶if(c<=100)if(c>=50)printf("50<=c<=100\n");elseprintf("c<50\n")与哪个if配对？2024/7/1127再例如：if(a>b) if(a>c) if(a>d)m=1;elsem=2;elsem=3; 问题：哪一个else和哪一个if相匹配?规则：在嵌套的if～else语句中，else总是与上面的离它最近的尚未配对的if

配对。2024/7/1128举例【例4.3】输入一个数，判断它是奇数还是偶数，如果是奇数则进一步判断它是否为5的倍数。

定义变量x输入x的值

x是奇数

TF

输出“odd”x是5的倍数输出“even”TF是5的倍数2024/7/1129程序：#include<stdio.h>voidmain(){intx;scanf("%d",&x);

if(x%2!=0)

{printf("%disanodd\n",x);

if(x%5==0)printf("%disthetimesof5\n",x);

}

else

printf("%disaneven\n",x);}思考：如果没有，算法和输出如何？（假定输入x=15或11）2024/7/1130学习if语句的难点if～else语句的配对正确用表达式描述条件例如：当x大于5小于10时令x自增if(5<x<10)x++;正确判断内嵌语句例如：if(x<y)x=x+3;y=y-2;elsex=x-3;y=y+2;if(x>5&&x<10)x++;{}{}2024/7/1131熟悉常用的if表达式形式例如有定义：inta=3,b=0;下面哪个表达式执行语句“b=2;”？1:if(a==0)b=2;2:if(a==1)b=2;3:if(a!=0)b=2;4:if(a=1)b=2;5:if(a=0)b=2;6:if(a)b=2;7:if(!a)b=2;等价于等价于2024/7/11324.4switch语句switch语句的一般形式

switch（表达式）{case常量表达式1:语句序列1case常量表达式2:语句序列2

……case常量表达式n:语句序列ndefault:语句序列n+1

}功能：计算表达式的值，与常量表达式的值比较，等于第i个值时，顺序执行语句序列i、i+1、…、n+1若与所有常量表达式值都不相等，执行语句序列n+1。

2024/7/1133switch语句的算法描述N-S结构图计算表达式常量表达式1语句序列1常量表达式2语句序列2

……

……常量表达式n语句序列ndefault语句序列n+1例如：switch(a){case5:printf("&");case2:printf("#");default:printf("$");}当a等于5，输出：&#$当a等于2，输出：#$当a是其他值，输出：$2024/7/1134说明：“case常量表达式i：”等价于语句标号，计算出的表达式值等于哪个语句标号，就从哪个位置开始顺序向下执行语句序列。∴语句位置影响运行结果例如：switch(a){case2:printf("#");default:printf("$");case5:printf("&");}switch与break语句结合才能实现程序的分支break;break;break;2024/7/1135switch语句的简单应用【例4.4】已知x=100，y=15，要求输入一个算术运算符（+、-、*或/），并对x和y进行指定的算术运算。

思路：设x和y为float型变量并赋初值；输入的运算符op为char型变量；根据op的值（为'+'、'-'、'*'、'/'）进行x和y的相加、相减、相乘、相除运算（选择分支）；还要考虑到输入字符不是+、-、*或/时的情况。2024/7/1136程序：#include"stdio.h"#include"math.h"voidmain(){floatx=100,y=15,z;charop;op=getchar();switch(op){case'+':z=x+y;break;case'-':z=x-y;break;case'*':z=x*y;break;case'/':z=x/y;break;default:z=0;}if((fabs(z))>1e-6)printf("%f%c%f=%f\n",x,op,y,z);elseprintf("%cisnotanoperator\n",op);}实型数通常不使用z==0或z!=0的比较可用fabs(z)>ε

代替2024/7/1137注意：switch语句的书写格式：语句体本身必须用花括号括起；case和default后面如果有多条语句，可以不必使用花括号；case和常量表达式之间必须有空格；default可以写在语句体的任何位置，也可以省略不写；break语句可以改变case的语句标号作用，终止后续case语句序列的执行。

switch语句和break语句结合，可以实现程序的选择控制（break语句还可以在循环语句中使用）；

允许switch嵌套使用，但同一个switch语句中，任意两个case的常量表达式值不能相同。

2024/7/11384.4选择结构程序设计举例【例4.5】求一元二次方程ax2+bx+c=0的根。

思路：一元二次方程的根取决于系数a,b,c求根公式：

判别式d=b2-4ac

当

d=0时，方程有两个相等的实根：x1=x2=-b/(2*a)当d>0时，方程有两个不相等的实根：x1=(-b+sqrt(d))/(2*a)x2=(-b-sqrt(d))/(2*a)

当d<0时，方程有两个虚根：x1=jp+ipix2=jp-ipi实部

jp=-b/(2*a)

虚部

ip=sqrt(-d)/(2*a)2024/7/1139算法：定义变量a、b、c、d、x1、x2、jp、ip输入系数a、b、ca==0TF

计算d=b*b-4*a*c

不是二d==0

次方程TFd>0

计算重根TF

输出重根计算实根计算虚根输出实根输出虚根2024/7/1140程序：#include“stdio.h"#include"math.h"voidmain(){floata,b,c,d,x1,x2,lp,ip;

scanf("%f%f%f",&a,&b,&c);

printf("theequation");

if(fabs(a)<1e-6)printf("isnotquadratic");

else

{d=b*b-4*a*c;

if(fabs(d)<=1e-6)

/*相等的实根*/

{printf("hastwoequalroots:\n");

printf("x1=x2=%8.4f\n",-b/(2*a));

}2024/7/1141程序（续）：

elseif(d>1e-6)

/*不相等的实根*/

{x1=(-b+sqrt(d))/(2*a);

x2=(-b-sqrt(d))/(2*a);

printf("hastworealroots:\n");

printf("x1=%8.4f,x2=%8.4f\n",x1,x2);

}

else

/*虚根*/

{

lp=-b/(2*a);ip=sqrt(-d)/(2*a);

printf("hastwocomplexroots:\n");

printf("x1=%8.4f+%8.4fi\n",lp,ip);

printf("x2=%8.4f-%8.4fi\n",lp,ip);

}

}

}2024/7/1142举例（续）：【例4.6】输入年份，判别该年是否为闰年。思路：年份year为闰年的条件为：①

能够被4整除，但不能被100整除的年份；②

能够被400整除的年份。只要满足任意一个就可以确定它是闰年。例如：1996年、2000年是闰年1998年、1900年不是闰年设定标志变量leap，只要符合其中一个条件的就是闰年，令leap=1；否则令leap=0

2024/7/1143算法：定义变量year、leap

输入年份year

能被4整除且不能被100整除？

TF

能被400整除？

leap=1

TFleap=1leap=0leap=1？TF

是闰年不是闰年year%400==0year%4==0&&year%100!=02024/7/1144程序：#include"stdio.h"voidmain(){intyear,leap;scanf("%d",&year);if(year%4==0&&year%100!=0)leap=1;elseif(year%400==0)leap=1;elseleap=0;if(leap==1)printf("%disaleapyear\n",year);elseprintf("%disnotaleapyear\n",year);}

例4.7要求按照考试成绩的等级输出百分制分数段，A等为85分以上，B等为70～84分，C等为60～69分，D等为60分以下。成绩的等级由键盘输入。解题思路：判断出这是一个多分支选择问题根据百分制分数将学生成绩分为4个等级如果用if语句，至少要用3层嵌套的if，进行3次检查判断用switch语句进行一次检查即可得到结果#include<stdio.h>intmain(){chargrade;scanf("%c",&grade);printf("Yourscore:");switch(grade){case'A':printf("85～100\n");break;case'B':printf("70～84\n");break;case'C':printf("60～69\n");break;case'D':printf("<60\n");break; default:printf("enterdataerror!\n");}return0;}值为A#include<stdio.h>intmain(){chargrade;scanf("%c",&grade);printf("Yourscore:");switch(grade){case'A':printf("85～100\n");break;case'B':printf("70～84\n");break;case'C':printf("60～69\n");break;case'D':printf("<60\n");break; default:printf("enterdataerror!\n");}return0;}不能少#include<stdio.h>intmain(){chargrade;scanf("%c",&grade);printf("Yourscore:");switch(grade){case'A':printf("85～100\n");break;case'B':printf("70～84\n");break;case'C':printf("60～69\n");break;case'D':printf("<60\n");break; default:printf("enterdataerror!\n");}return0;}值为C#include<stdio.h>intmain(){chargrade;scanf("%c",&grade);printf("Yourscore:");switch(grade){case'A':printf("85～100\n");break;case'B':printf("70～84\n");break;case'C':printf("60～69\n");break;case'D':print