《C语言程序设计》课件2第4章

第4章选择结构4.1语句与复合语句4.2二分支选择结构4.3多分支选择结构4.4程序举例习题4

本章学习要求：

1.了解关系运算、逻辑运算与表达式的关系，掌握语句、复合语句的概念。

2.掌握if语句(if；if…else…；if…elseif…else…)的使用、if-else语句的嵌套使用，掌握switch和break语句的使用。

为了控制计算机各操作的执行次序，程序设计语言中引入了控制语句。选择结构是结构化程序设计的三种结构之一。C语言提供了二分支和多分支选择结构，本章将进行详细介绍。

1.语句

C语言规定，在表达式的后面加上一个分号(；)即成为语句。例如：

x=1; 赋值语句

scanf("%d",&y); 输入语句

y++; 自增运算语句4.1语句与复合语句在C语言中除了结构控制行之外，其他的内容均由语句组成，即所有的语句均由一个分号(；)结束。有时为了程序的需要，我们会遇到只有一个分号而没有表达式的情形，这在C语言中也是合法的，称为空语句，例如：

main()

{

; /*空语句*/

}

在第1章的C语言特点中提到，C语言书写灵活，允许一行写多条语句，一条语句也可以写在多行。但是建议初学者不要采用此种形式，因为这样做不利于检查和调试程序。

2.复合语句

在C语言中，用一对花括号“{}”将若干条语句括起来成为一个语句组，称为复合语句，其一般形式如下：

{语句1；语句2；语句3；…；语句n；}

花括号内语句的数量、类型不限，可以是声明语句、赋值语句等；一个复合语句在语法上被视为一条语句。例如：

#include<stdio.h>

main()

{…

{inta,b,c;/*变量a、b、c只能在此复合语句内使用*/

a=10;b=20;

c=a+b；

printf("%d，%d，%d\n",a,b,c);

}

}

注意，复合语句内的定义变量语句要出现在执行语句之前，且复合语句内定义的变量只能在该复合语句内部有效。

4.2.1简单的二分支选择结构

C语言的if语句有两种基本形式，即独立的if结构和if-else结构。

1.独立的if结构

1)语法形式

if(表达式)

语句4.2二分支选择结构其中：

(1)

if是C语言的关键字；

(2)表达式可以是任意的表达式，且一对圆括号不可缺省；

(3)语句可以是一条简单语句或复合语句。

2)执行过程

首先计算表达式的值，然后根据其真假来决定程序的走向。若表达式为真(值为非零)则执行语句，若为假(值为零)则不执行语句。退出分支结构后，程序继续执行if结构后面的语句，如图4.1所示。

图4.1if结构流程图

3)举例

执行如下程序：

if(a>b)

b++;

若a的初值为20，b的初值为10，则表达式(a>b)为真，执行语句“b++;”，则a的结果为20，b的结果为11。

若a的初值为10，b的初值为20，则表达式(a>b)为假，不执行语句“b++;”，则a和b均保留初值即10和20。

如果语句为复合语句，将以上程序段改为

if(a>b)

{b++;

a++;}若a的初值为20，b的初值为10，则表达式(a＞b)为真，执行语句“b++;”和“a++;”，a的结果为21，b的结果为11。若a的初值为10，b的初值为20，则表达式(a＞b)为假，语句“b++;”和“a++;”均不被执行，a的结果仍为10，b的结果仍为20。如果将复合语句的一对花括号去掉，则程序段成为

if(a>b)

b++;

a++;

此时，语句“a++;”已不再属于if结构，不管条件为真或为假，对于整个程序来说它都将被执行。

2. if-else结构

1)语法形式

if(表达式)

语句1

else

语句2其中：

(1)

if和else是C语言的关键字，表达式及语句1、语句2的解释同独立的if结构；

(2)

else不能独立存在，它必须与if语句配对组合方可使用，否则会产生语法错误;

(3)

else后面绝对不能跟条件表达式，它执行的条件是隐含的，即与之配对的if的反面。

2)执行过程

首先计算表达式的值，然后根据其真假来决定程序的走向。若表达式为真(值为非零)则执行语句1，若为假(值为零)则执行语句2。退出分支结构后程序继续执行if-else结构后面的语句，如图4.2所示。

图4.2if-else结构流程图

3)举例

if(a>b)

b++;

else

a++;

若a的初值为20，b的初值为10，则表达式(a>b)为真，执行语句“b++;”，然后退出if-else结构，a的结果为20，b的结果为11。

若a的初值为10，b的初值为20，则表达式(a>b)为假，执行语句“a++;”，然后退出if-else结构，a的结果为11，b的结果为20。前文曾提到过语句1和语句2都可以是复合语句，但如果不慎将语句1的花括号丢了，则编译时会出现语法错误，如下例：

main()

{inta=1,b=2;

if(a>b)a++;b--;

elsea--;}

该程序执行时会出现错误提示信息：“Error:Misplacedelseinfunctionmain”，因为此时else不能与if合法匹配，而else又不能独立存在，所以出现了上述错误。4.2.2嵌套的二分支选择结构

1.在if语句中嵌套分支结构

1)语法形式

if(表达式1)

if(表达式2)语句1

else语句2

else语句3其中：

(1)表达式1、2均可以是任意的表达式；

(2)语句1、2、3均可以是一条简单语句或复合语句；

(3)内层if-else语句书写时注意格式缩进，以培养良好的程序设计风格；

(4)内层if-else结构仍然可以继续嵌套，依此类推。

2)执行过程

首先计算表达式1的值，若表达式1为真则执行内层if-else语句，若表达式1为假则执行语句3。若执行内层if-else语句，则计算表达式2的值，若表达式2为真则执行语句1，若表达式2为假则执行语句2，如图4.3所示。总之，程序必须在语句1、2、3中选择其一来执行。

图4.3if嵌套的分支结构流程图

3)举例

如果一个奇数x能被3整除，则输出“是”，否则输出“否”。程序段如下：

if(x%2!=0) /*条件1，判断x是否为奇数*/

if(x%3==0) /*条件2，判断x能否被3整除*/

printf("yes\n"); /*语句1*/

elseprintf("no\n"); /*语句2*/

elseprintf("no\n"); /*语句3*/

若x为6则条件1不满足，执行语句3，输出“no”；若x为5则条件1满足，条件2不满足，执行语句2，输出“no”；若x为9则条件1、条件2均满足，执行语句1，输出“yes”。

2.在else语句中嵌套分支结构

1)语法形式

if(表达式1)

语句1

else

if(表达式2)语句2

else语句3

其中，解释同上。

2)执行过程

首先计算表达式1的值，若表达式1为真则执行语句1，若表达式1为假则执行内层if-else语句。若执行内层if-else语句，则计算表达式2的值，若表达式2为真则执行语句2，若表达式2为假则执行语句3，如图4.4所示。总之，程序必须在语句1、2、3中选择其一来执行。

图4.4else嵌套的分支结构流程图

3)举例

题目同上，如果一个奇数x能被3整除，则输出“是”，否则输出“否”。改用另外一种思路来解决，程序段如下：

if(x%2==0) /*条件1，判断x是否为奇数*/

printf("no\n"); /*语句1*/

else

if(x%3==0) /*条件2，判断x能否被3整除*/

printf("yes\n"); /*语句2*/

elseprintf("no\n"); /*语句3*/观察发现将嵌套if-else结构移至外层else语句之后，此例与上例的主要变化之处在于表达式1及语句1、语句2的变化，只有改变才能解决问题。可见，同一个问题可以有很多种解决办法，我们要善于开拓思路，推陈出新。如此一来，若x为6则条件1满足，执行语句1，输出“no”；若x为5则条件1不满足，条件2也不满足，执行语句3，输出“no”；若x为9则条件1不满足，条件2满足，执行语句2，输出“yes”。特别说明：

(1)在一个分支结构中，if和else语句均可以同时进行若干层嵌套；

(2)内嵌结构可以是if语句或if-else语句；

(3)当嵌套较多的时候，则程序结构不清晰，if与else的配对容易混淆，这里给大家一个解决办法，从上至下将每个else与距其最近的尚未配对的if进行匹配。

在C语言中还提供了一种多路判定语句switch，在这种结构里可以实现，一个条件符合时程序执行若干条语句。

1.语法形式

switch(表达式)

{case常量表达式1：语句序列1

case常量表达式2：语句序列2

case常量表达式n：语句序列n

default：语句序列n+1

}4.3多分支选择结构…其中：

(1)

switch、case和default是C语言关键字，default是可以缺省的项；

(2)

switch后的表达式必须为整型或字符型表达式；

(3)

case后的常量表达式称为标号，且标号必须互不相同，case与标号之间必须留有空格；

(4)

必要时，某些case标号后的语句序列可以不写，但冒号不可省掉；

(5)语句序列可以是一条也可以是多条，且多条不需组合成复合语句。

2.执行过程

首先计算switch后表达式的值，然后寻找与其相等的case标号，如果找到了则从该case后的语句序列开始执行下去，不再进行判断，直至遇break或switch结构结束；如果没有找到与switch表达式的值相等的case标号，则执行default后的语句序列或退出switch结构(default缺省的情况下)。

这里提到了break，它是一个使程序立即从switch结构或循环中退出的语句，在下一章会详细介绍。具体程序中到底要不要使用break，需要针对实际问题而定。

3.举例

设变量grade是字符型，代表成绩的等级，以下程序段则实现根据学生成绩的等级来输出相应的分数范围：

switch(grade)

{case'A':printf("90~100\n");break;

case'B':printf("80~89\n");break;

case'C':printf("70~79\n");break;

case'D':printf("60~69\n");break;

case'E':printf("0~59\n");break;

default:printf("error!\n");

}执行以上程序段时，若grade的值为A则输出结果是：90～100<换行符>；若grade的值为D则输出结果是：60～69<换行符>；若grade的值超出A～E这五个等级，例如G则输出结果是：error!<回车>。

如果将所有的break语句去掉，程序变成：

switch(grade)

{case'A':printf("90~100\n");

case'B':printf("80~89\n");

case'C':printf("70~79\n");

case'D':printf("60~69\n");

case'E':printf("0~59\n");

default:printf("error!\n");

}则程序找到一个入口之后会一直执行到switch结束，例如，若grade的值为C，则输出结果是：

70～79

60～69

0～59

error!

显然，后面三行的信息是不需要的，所以实际应用中要善于使用break语句。

要注意的是，A～E是字符常量，其两边一定要加上单引号，否则系统认为是五个变量从而会导致若干错误。

例4.1

从键盘输入三个整数，然后将其中最大的一个输出。

求解最大值是很常见的问题，解决办法也有很多种，下面给出的三种解法与前文讲过的几种二分支选择结构对应，大家可进一步掌握分支结构。4.4程序举例

方法一采用独立的if语句实现。

#include<stdio.h>

main()

{intx,y,z,m;

printf("pleaseenterthreenumbers:\n");

/*提示信息*/

scanf("%d,%d,%d",&x,&y,&z); /*输入语句*/

m=x;

if(y>m)m=y;

if(z>m)m=z;

printf("themaximum:%4d\n",m);

}程序的运行结果如下：

pleaseenterthreenumbers:

25，49，3

themaximum:49<回车>

方法二采用if-else语句实现。这里只将以上程序的主体部分(即6、7、8行)进行如下修改：

if(x>y)m=x;

elsem=y; /*隐含条件是(x<=y)*/

if(z>m)m=z;

方法三采用嵌套的if-else语句实现。将第一个程序的主体部分(即6、7、8行)进行如下修改：

if(x>y)

if(x>z)m=x; /*内嵌if-else执行条件是(x>y)，本行成立条件是(x>y)&&(x>z)*/

elsem=z; /*隐含条件是(x>y)&&(x<=z)*/

else /*隐含条件是(x<=y)*/

if(z<y)m=y; /*内嵌if-else执行条件是(x<=y)，本行成立条件是(x<=y)&&(z<y)*/

elsem=z; /*隐含条件是(x<=y)&&(z>=y)*/

通过以上三种解题方法可以看出，第三个程序显然比前两个要复杂，可读性较差。所以在实际应用中我们要善于思考比较，编写出较为简洁、易读的程序。

例4.2

有一函数：

写一程序，输入x值，输出y值。

本例题既可以用独立的if语句解决，也可以用if-else语句实现。这里仅给出用if-else语句编写的程序(流程图如图4.5所示)。

图4.5例4.2程序流程图

#include<stdio.h>

main()

{

intx,y;

printf("pleaseenteranumber:\n");

scanf("%d",&x)；

if(x<0)y=x;

elseif(x<10)y=2*x-1;

elsey=3*x-11;

printf("y=%d\n",y);

}编写这段程序的主体部分时，初学者容易写成如下形式：

if(x<0)y=x;

elseif(0<=x<10)y=2x－1;

elseif(x>=10)y=3x－11;

此种写法首先存在以下两处严重的语法错误：

(1)表达式(0<=x<10)写法错误，必须改成(0<=x&&x<10);

(2)表达式“2x－1”、“3x－11”中的2x和3x系统无法识别，必须改成“2*x－1”、“3*x－11”，因为表达式必须由运算符和操作数组成。

另外，还有两处多余的地方，即：

(1)“if(0<=x<10)”中的大于等于零条件已经隐含了，无需再列出，“if(x<10)”即可；

(2)第三个if语句“if(x>=10)”不必写出，它的条件也已由第二个else隐含实现了。

例4.3

给出一个百分制成绩，要求输出其相应的等级。规定：90分以上为“A”，

80～89分为“B”，70～79分为“C”，60～69分为“D”，60分以下为“E”。

本例题要求使用switch语句解决。大家知道实际生活中成绩是允许带小数的，比如70.5。假设带一位小数，则可能出现的分数将有近千种，因而用case列出所有的分数情况显然是不可能的，如果是两位小数则情况更要成倍增加。对待较复杂问题，重在寻找规律。我们发现，除了100分，“A”等级分数的十位数字均是9，“B”等级分数的十位数字均是8，依此类推。所以如果能取到成绩的十位数字，问题则只剩下0～10这11种情况，相对要简单得多，实际上因为60分以下均为“E”，所以编程时只要列出5种情况即可。

问题重点就成为了如何取到分数的十位数字，其中一个解决办法就是将分数除以10，取结果的整数部分即可。程序如下：

#include<stdio.h>

main()

{

floatscore;

intg;

printf("pleaseenteranumberbetween0and100\n");

scanf("%f",&score);

g=(int)score;

switch(g/10)

{case10:

case9:printf("thegradeisA\n");break;

case8:printf("thegradeisB\n");break;

case7:printf("thegradeisC\n");break;

case6:printf("thegradeisD\n");break;

default

:printf("thegradeisE\n");

}

}

以上程序的运行结果是：

pleaseenteranumberbetween0and100

86.5

thegradeisB仔细考虑后发现，以上程序存在以下两个不足：

(1)如果用户不小心输入了一个不符合常规的分数，比如-6、112等，程序仍会给出一个等级“E”；

(2)本程序的switch中共有5条几近相同的printf()函数组成的语句，显得非常累赘；

针对以上问题，我们将程序改进如下：

#include<stdio.h>

main()

{

floatscore;

intg;charch;

printf("pleaseenteranumberbetween0and100\n");

scanf("%f",&score);

if((score>=0)&&(score<=100))

{g=(int)score;

switch(g/10)

{case10:

case9:ch='A';break;

case8:ch='B';break;

case7:ch='C';break;

case6:ch='D';break;

default:ch='E';

}

printf("thegradeis%c\n",ch);

}

elseprintf("error!\n");

}

运行时如果不小心输入了一个超过范围的数据，则程序会输出出错的信息。

本问题也完全可以用if-else结构来实现，大家可以自己编写练习。

一、选择题

1.为了避免在嵌套的if-else中产生歧义，C语言规定，一般else子句总是与()配对。

A.缩排位置相同的ifB.其之前最近的if

C.其之后最近的ifD.同一行上的if习题4

2.以下不正确的语句为()。

A.

if(x>y);

B.

if(x<y){x++;y++;}

C.

if(x!=y)scanf("%d",&x);elsescanf("%d",&y);

D.

if(x=y)&&(x!=0)x+=y;

3.以下if语句语法正确的是()。

A.

if(x>0)printf("%f",x)

elseprintf("%f",-x);

B.

if(x>0){x++;printf("%f",x);}

elseprintf("%f",-x);

C.

if(x>0){x++;printf("%f",x);};

elseprintf("%f",-x);

D.

if(x>0){x++;printf("%f",x)}

elseprintf("%f",-x);

4.阅读以下程序，则()。

main()

{inta=5,b=0,c=0;

if(a=b+c)printf(“***\n”);

else

printf(“$$$\n”);

}

A.有语法错误不能通过编译

B.可以通过编译但不能通过连接

C.输出***

D.输出$$$

5.执行下面程序时，若从键盘输入5，则输出为()。

main()

{inta;

scanf("%d",&a);

if(a++>5)printf("%d\n",a);

else