分支结构程序.docx
《分支结构程序.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《分支结构程序.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
分支结构程序
5 分支结构程序
5.1 关系运算符和表达式
在程序中经常需要比较两个量的大小关系，以决定程序下一步的工作。
比较两个量的运算符称为关系运算符。
5.1.1 关系运算符及其优先次序
在Ｃ语言中有以下关系运算符：
1） < 小于
2） <= 小于或等于
3） > 大于
4） >= 大于或等于
5） == 等于
6） !
= 不等于
关系运算符都是双目运算符，其结合性均为左结合。
关系运算符的优先级低于算术运算符，高于赋值运算符。
在六个关系运算符中，<,<=,>,>=的优先级相同，高于==和!
=，==和!
=的优先级相同。
5.1.2 关系表达式
关系表达式的一般形式为：
表达式关系运算符 表达式
例如：
a+b>c-d
x>3/2
‘a’+1-i-5*j==k+1
都是合法的关系表达式。
由于表达式也可以又是关系表达式。
因此也允许出现嵌套的情况。
例如：
a>（b>c）
a!
=（c==d）
等。
关系表达式的值是真”和“假”，用“1”和“0”表示。
如：
5>0的值为“真”，即为1。
（a=3）>（b=5）由于3>5不成立，故其值为假，即为0。
【例5.1】
main（）{
charc='k';
inti=1,j=2,k=3;
floatx=3e+5,y=0.85;
printf（"%d,%d\n",’a’+5=k+1）;
printf（"%d,%d\n",1 printf（"%d,%d\n",i+j+k==-2*j,k==j==i+5）;
}
在本例中求出了各种关系运算符的值。
字符变量是以它对应的ASCII码参与运算的。
对于含多个关系运算符的表达式，如k==j==i+5,根据运算符的左结合性，先计算k==j,该式不成立，其值为0，再计算0==i+5，也不成立，故表达式值为0。
5.2 逻辑运算符和表达式
5.2.1 逻辑运算符极其优先次序
Ｃ语言中提供了三种逻辑运算符：
1） && 与运算
2） || 或运算
3） !
非运算
与运算符&&和或运算符||均为双目运算符。
具有左结合性。
非运算符!
为单目运算符，具有右结合性。
逻辑运算符和其它运算符优先级的关系可表示如下：
!
（非）→&&（与）→||（或）
“&&”和“||”低于关系运算符，“！
”高于算术运算符。
按照运算符的优先顺序可以得出：
a>b&&c>d 等价于 （a>b）&&（c>d）
!
b==c||db）==c）||（d a+b>c&&x+yc）&&（（x+y）5.2.2 逻辑运算的值
逻辑运算的值也为“真”和“假”两种，用“1”和“0”来表示。
其求值规则如下：
1. 与运算&&：
参与运算的两个量都为真时，结果才为真，否则为假。
例如：
5>0&&4>2
由于5>0为真，4>2也为真，相与的结果也为真。
2. 或运算||：
参与运算的两个量只要有一个为真，结果就为真。
两个量都为假时，结果为假。
例如：
5>0||5>8
由于5>0为真，相或的结果也就为真。
3. 非运算!
：
参与运算量为真时，结果为假；参与运算量为假时，结果为真。
例如：
!
（5>0）
的结果为假。
虽然Ｃ编译在给出逻辑运算值时，以“1”代表“真”，“0”代表“假”。
但反过来在判断一个量是为“真”还是为“假”时，以“0”代表“假”，以非“0”的数值作为“真”。
例如：
由于5和3均为非“0”因此5&&3的值为“真”，即为1。
又如：
5||0的值为“真”，即为1。
5.2.3 逻辑表达式
逻辑表达式的一般形式为：
表达式 逻辑运算符 表达式
其中的表达式可以又是逻辑表达式，从而组成了嵌套的情形。
例如：
（a&&b）&&c
根据逻辑运算符的左结合性，上式也可写为：
a&&b&&c
逻辑表达式的值是式中各种逻辑运算的最后值，以“1”和“0”分别代表“真”和“假”。
【例5.2】
main（）{
charc='k';
inti=1,j=2,k=3;
floatx=3e+5,y=0.85;
printf（"%d,%d\n",!
x*!
y,!
!
!
x）;
printf（"%d,%d\n",x||i&&j-3,i printf（"%d,%d\n",i==5&&c&&（j=8）,x+y||i+j+k）;
}
本例中!
x和!
y分别为0，!
x*!
y也为0，故其输出值为0。
由于x为非0，故!
!
!
x的逻辑值为0。
对x||i&&j-3式，先计算j-3的值为非0，再求i&&j-3的逻辑值为1，故x||i&&j-3的逻辑值为1。
对i对于式x+y||i+j+k由于x+y的值为非0，故整个或表达式的值为1。
5.3 if语句
用if语句可以构成分支结构。
它根据给定的条件进行判断，以决定执行某个分支程序段。
Ｃ语言的if语句有三种基本形式。
5.3.1 if语句的三种形式
1. 第一种形式为基本形式：
if
if（表达式）语句
其语义是：
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。
其过程可表示为下图。
【例5.3】
main（）{
inta,b,max;
printf（"\ninputtwonumbers:
"）;
scanf（"%d%d",&a,&b）;
max=a;
if（max printf（"max=%d",max）;
}
本例程序中，输入两个数a,b。
把a先赋予变量max，再用if语句判别max和b的大小，如max小于b，则把b赋予max。
因此max中总是大数，最后输出max的值。
2. 第二种形式为:
if-else
if（表达式）
语句1；
else
语句2；
其语义是：
如果表达式的值为真，则执行语句1，否则执行语句2。
其执行过程可表示为下图。
【例5.4】
main（）{
inta,b;
printf（"inputtwonumbers:
"）;
scanf（"%d%d",&a,&b）;
if（a>b）
printf（"max=%d\n",a）;
else
printf（"max=%d\n",b）;
}
输入两个整数，输出其中的大数。
改用if-else语句判别a,b的大小，若a大，则输出a，否则输出b。
3. 第三种形式为if-else-if形式
前二种形式的if语句一般都用于两个分支的情况。
当有多个分支选择时，可采用if-else-if语句，其一般形式为：
if（表达式1）
语句1；
else if（表达式2）
语句2；
else if（表达式3）
语句3；
…
else if（表达式m）
语句m；
else
语句n；
其语义是：
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。
然后跳到整个if语句之外继续执行程序。
如果所有的表达式均为假，则执行语句n。
然后继续执行后续程序。
if-else-if语句的执行过程如图3—3所示。
【例5.5】
#include"stdio.h"
main（）{
charc;
printf（"inputacharacter:
"）;
c=getchar（）;
if（c<32）
printf（"Thisisacontrolcharacter\n"）;
elseif（c>='0'&&c<='9'）
printf（"Thisisadigit\n"）;
elseif（c>='A'&&c<='Z'）
printf（"Thisisacapitalletter\n"）;
elseif（c>='a'&&c<='z'）
printf（"Thisisasmallletter\n"）;
else
printf（"Thisisanothercharacter\n"）;
}
本例要求判别键盘输入字符的类别。
可以根据输入字符的ASCII码来判别类型。
由ASCII码表可知ASCII值小于32的为控制字符。
在“0”和“9”之间的为数字，在“A”和“Z”之间为大写字母，在“a”和“z”之间为小写字母，其余则为其它字符。
这是一个多分
支选择的问题，用if-else-if语句编程，判断输入字符ASCII码所在的范围，分别给出不同的输出。
例如输入为“g”，输出显示它为小写字符。
4. 在使用if语句中还应注意以下问题:
1） 在三种形式的if语句中，在if关键字之后均为表达式。
该表达式通常是逻辑表达式或关系表达式，但也可以是其它表达式，如赋值表达式等，甚至也可以是一个变量。
例如：
if（a=5）语句；
if（b）语句；
都是允许的。
只要表达式的值为非0，即为“真”。
如在:
if（a=5）…；
中表达式的值永远为非0，所以其后的语句总是要执行的，当然这种情况在程序中不一定会出现，但在语法上是合法的。
又如，有程序段：
if（a=b）
printf（"%d",a）;
else
printf（"a=0"）;
本语句的语义是，把b值赋予a，如为非0则输出该值，否则输出“a=0”字符串。
这种用法在程序中是经常出现的。
2） 在if语句中，条件判断表达式必须用括号括起来，在语句之后必须加分号。
3） 在if语句的三种形式中，所有的语句应为单个语句，如果要想在满足条件时执行一组（多个）语句，则必须把这一组语句用{}括起来组成一个复合语句。
但要注意的是在}之后不能再加分号。
例如：
if（a>b）
{a++;
b++;}
else
{a=0;
b=10;}
5.3.2 if语句的嵌套
当if语句中的执行语句又是if语句时，则构成了if语句嵌套的情形。
其一般形式可表示如下：
if（表达式）
if语句；
或者为
if（表达式）
if语句；
else
if语句；
在嵌套内的if语句可能又是if-else型的，这将会出现多个if和多个else重叠的情况，这时要特别注意if和else的配对问题。
例如：
if（表达式1）
if（表达式2）
语句1；
else
语句2；
其中的else究竟是与哪一个if配对呢?
应该理解为：
if（表达式1）
if（表达式2）
语句1；
else
语句2；
还是应理解为：
if（表达式1）
if（表达式2）
语句1；
else
语句2；
为了避免这种二义性，Ｃ语言规定，else总是与它前面最近的if配对，因此对上述例子应按前一种情况理解。
【例5.6】
main（）{
inta,b;
printf（"pleaseinputA,B:
"）;
scanf（"%d%d",&a,&b）;
if（a!
=b）
if（a>b） printf（"A>B\n"）;
else printf（"A else printf（"A=B\n"）;
}
比较两个数的大小关系。
本例中用了if语句的嵌套结构。
采用嵌套结构实质上是为了进行多分支选择，实际上有三种选择即A>B、A这种问题用if-else-if语句也可以完成。
而且程序更加清晰。
因此，在一般情况下较少使用if语句的嵌套结构。
以使程序更便于阅读理解。
【例5.7】
main（）{
inta,b;
printf（"pleaseinputA,B:
"）;
scanf（"%d%d",&a,&b）;
if（a==b）printf（"A=B\n"）;
elseif（a>b） printf（"A>B\n"）;
else printf（"A}
5.3.3 条件运算符和条件表达式
如果在条件语句中，只执行单个的赋值语句时，常可使用条件表达式来实现。
不但使程序简洁，也提高了运行效率。
条件运算符为?
和：
，它是一个三目运算符，即有三个参与运算的量。
由条件运算符组成条件表达式的一般形式为：
表达式1?
表达式2：
表达式3
其求值规则为：
如果表达式1的值为真，则以表达式2的值作为条件表达式的值，否则以表达式2的值作为整个条件表达式的值。
条件表达式通常用于赋值语句之中。
例如条件语句：
if（a>b） max=a;
elsemax=b;
可用条件表达式写为
max=（a>b）?
a:
b;
执行该语句的语义是：
如a>b为真，则把a赋予max，否则把b赋予max。
使用条件表达式时，还应注意以下几点：
1） 条件运算符的运算优先级低于关系运算符和算术运算符，但高于赋值符。
因此
max=（a>b）?
a:
b
可以去掉括号而写为
max=a>b?
a:
b
2） 条件运算符?
和：
是一对运算符，不能分开单独使用。
3） 条件运算符的结合方向是自右至左。
例如：
a>b?
a:
c>d?
c:
d
应理解为
a>b?
a:
（c>d?
c:
d）
这也就是条件表达式嵌套的情形，即其中的表达式3又是一个条件表达式。
【例5.8】
main（）{
inta,b,max;
printf（"\ninputtwonumbers:
"）;
scanf（"%d%d",&a,&b）;
printf（"max=%d",a>b?
a:
b）;
}
用条件表达式对上例重新编程，输出两个数中的大数。
5.4 switch语句
Ｃ语言还提供了另一种用于多分支选择的switch语句，其一般形式为：
switch（表达式）{
case常量表达式1:
语句1;
case常量表达式2:
语句2;
…
case常量表达式n:
语句n;
default :
语句n+1;
}
其语义是：
计算表达式的值。
并逐个与其后的常量表达式值相比较，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，然后不再进行判断，继续执行后面所有case后的语句。
如表达式的值与所有case后的常量表达式均不相同时，则执行default后
的语句。
【例4.9】
main（）{
inta;
printf（"inputintegernumber:
"）;
scanf（"%d",&a）;
switch（a）{
case1:
printf（"Monday\n"）;
case2:
printf（"Tuesday\n"）;
case3:
printf（"Wednesday\n"）;
case4:
printf（"Thursday\n"）;
case5:
printf（"Friday\n"）;
case6:
printf（"Saturday\n"）;
case7:
printf（"Sunday\n"）;
default:
printf（"error\n"）;
}
}
本程序是要求输入一个数字，输出一个英文单词。
但是当输入3之后，却执行了case3以及以后的所有语句，输出了Wednesday及以后的所有单词。
这当然是不希望的。
为什么会出现这种情况呢?
这恰恰反应了switch语句的一个特点。
在switch语句中，“case常量表达式”只相当于一个语句标号，表达式的值和某标号相等则转向该标号执行，但不能在执行完该标号的语句后自动跳出整个switch语句，所以出现了继续执行所有后面case语句的情况。
这是与前面介绍的if语句完全不同的，应特别注意。
为了避免上述情况，Ｃ语言还提供了一种break语句，专用于跳出switch语句，break语句只有关键字break，没有参数。
在后面还将详细介绍。
修改例题的程序，在每一case语句之后增加break语句，使每一次执行之后均可跳出switch语句，从而避免输出不应有的结果。
【例4.10】
main（）{
inta;
printf（"inputintegernumber:
"）;
scanf（"%d",&a）;
switch（a）{
case1:
printf（"Monday\n"）;break;
case2:
printf（"Tuesday\n"）;break;
case3:
printf（"Wednesday\n"）;break;
case4:
printf（"Thursday\n"）;break;
case5:
printf（"Friday\n"）;break;
case6:
printf（"Saturday\n"）;break;
case7:
printf（"Sunday\n"）;break;
default:
printf（"error\n"）;
}
}
在使用switch语句时还应注意以下几点：
1） 在case后的各常量表达式的值不能相同，否则会出现错误。
2） 在case后，允许有多个语句，可以不用{}括起来。
3） 各case和default子句的先后顺序可以变动，而不会影响程序执行结果。
4） default子句可以省略不用。
5.5 程序举例
【例4.11】输入三个整数，输出最大数和最小数。
main（）{
inta,b,c,max,min;
printf（"inputthreenumbers:
"）;
scanf（"%d%d%d",&a,&b,&c）;
if（a>b）
{max=a;min=b;}
else
{max=b;min=a;}
if（max max=c;
else
if（min>c）
min=c;
printf（"max=%d\nmin=%d",max,min）;
}
本程序中，首先比较输入的a,b的大小，并把大数装入max，小数装入min中，然后再与c比较，若max小于c，则把c赋予max；如果c小于min，则把c赋予min。
因此max内总是最大数，而min内总是最小数。
最后输出max和min的值即可。
【例4.12】计算器程序。
用户输入运算数和四则运算符，输出计算结果。
main（）{
floata,b;
charc;
printf（"inputexpression:
a+（-,*,/）b\n"）;
scanf（"%f%c%f",&a,&c,&b）;
switch（c）{
case'+':
printf（"%f\n",a+b）;break;
case'-':
printf（"%f\n",a-b）;break;
case'*':
printf（"%f\n",a*b）;break;
case'/':
printf（"%f\n",a/b）;break;
default:
printf（"inputerror\n"）;
}
}
本例可用于四则运算求值。
switch语句用于判断运算符，然后输出运算值。
当输入运算符不是+,-,*,/时给出错误提示。
升级会员 