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C语言分支结构程序举例

【例4-11】输入三个整数,输出最大数和最小数。
#include <stdio.h>
int main(void){
    int a,b,c,max,min;
    printf("input three numbers:    ");
    scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);
    if(a>b){
        max=a;
        min=b;
    }else{
        max=b;
        min=a;
    }
    if(max<c){
        max=c;
    }else if(min>c){
        min=c;
    }
    printf("max=%d\nmin=%d",max,min);
    return 0;
}
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。
#include <stdio.h>
int main(void){
    float a,b;
    char c;
    printf("input expression: 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("input error\n");
    }
    return 0;
}
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 +、-、*或 / 时给出错误提示。

C语言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;
else max=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:
  • 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;
  • 条件运算符?和:是一对运算符,不能分开单独使用。
  • 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】
#include <stdio.h>
int main(void){
    int a,b,max;
    printf("\n input two numbers:   ");
    scanf("%d%d",&a,&b);
    printf("max=%d",a>b?a:b);
    return 0;
}
用条件表达式对上例重新编程,输出两个数中的大数。

C语言switch语句的用法详解

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】
#include <stdio.h>
int main(void){
    int a;
    printf("input integer number:      ");
    scanf("%d",&a);
    switch (a){
        case 1:printf("Monday\n");
        case 2:printf("Tuesday\n");
        case 3:printf("Wednesday\n");
        case 4:printf("Thursday\n");
        case 5:printf("Friday\n");
        case 6:printf("Saturday\n");
        case 7:printf("Sunday\n");
        default:printf("error\n");
    }
    return 0;
}
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】
#include <stdio.h>
int main(void){
    int a;
    printf("input integer number:    ");
    scanf("%d",&a);
    switch (a){
        case 1:printf("Monday\n");  break;
        case 2:printf("Tuesday\n");   break;
        case 3:printf("Wednesday\n");  break;
        case 4:printf("Thursday\n");  break;
        case 5:printf("Friday\n");  break;
        case 6:printf("Saturday\n");  break;
        case 7:printf("Sunday\n");  break;
        default:printf("error\n");
    }
    return 0;
}

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。

C语言if语句详解

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。

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】
#include <stdio.h>
int main(void){
    int a,b,max;
    printf("\n input two numbers:   ");
    scanf("%d%d",&a,&b);
    max=a;
    if (max<b) max=b;
    printf("max=%d",max);
    return 0;
}
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】
#include <stdio.h>
int main(void){
    int a, b;
    printf("input two numbers:     ");
    scanf("%d%d",&a,&b);
    if(a>b)
        printf("max=%d\n",a);
    else
        printf("max=%d\n",b);
    return 0;
} 
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语句的执行过程如下图所示。

【例5-5】
#include <stdio.h>
int main(void){
    char c;
    printf("input a character:    ");
    c=getchar();
    if(c<32)
        printf("This is a control character\n");
    else if(c>='0'&&c<='9')
        printf("This is a digit\n");
    else if(c>='A'&&c<='Z')
        printf("This is a capital letter\n");
    else if(c>='a'&&c<='z')
        printf("This is a small letter\n");
    else
        printf("This is an other character\n");
    return 0;
}
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。

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;
    }

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】
#include <stdio.h>
int main(void){
    int a,b;
    printf("please input A,B:    ");
    scanf("%d%d",&a,&b);
    if(a!=b)
    if(a>b)  printf("A>B\n");
    else     printf("A<B\n");
    else     printf("A=B\n");
    return 0;
}
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<B或A=B。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】
#include <stdio.h>
int main(void){
    int a,b;
    printf("please input A,B:      ");
    scanf("%d%d",&a,&b);
    if(a==b) printf("A=B\n");
    else if(a>b)  printf("A>B\n");
    else  printf("A<B\n");
    return 0;
}

C语言逻辑运算符和表达式

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:


“&&”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||d<a  等价于  ((!b)==c)||(d<a)
  • a+b>c&&x+y<b  等价于  ((a+b)>c)&&((x+y)<b)

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。

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】
#include <stdio.h>
int main(void){
    char c='k';
    int i=1,j=2,k=3;
    float x=3e+5,y=0.85;
    printf( "%d,%d\n", !x*!y, !!!x );
    printf( "%d,%d\n", x||i&&j-3, i<j&&x<y );
    printf( "%d,%d\n", i==5&&c&&(j=8), x+y||i+j+k );
    return 0;
}
    
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<j&&x<y式,由于i<j的值为1,而x<y为0故表达式的值为1,0相与,最后为0,对i==5&&c&&(j=8)式,由于i==5为假,即值为0,该表达式由两个与运算组成,所以整个表达式的值为0。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。

C语言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。

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。

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<c
    -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】
#include <stdio.h>
int main(void){
    char c='k';
    int i=1, j=2, k=3;
    float x=3e+5, y=0.85;
    printf( "%d,%d\n", 'a'+5<c, -i-2*j>=k+1 );
    printf( "%d,%d\n", 1<j<5, x-5.25<=x+y );
    printf( "%d,%d\n", i+j+k==-2*j, k==j==i+5 );
    return 0;
}
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。


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