选择结构程序设计

选择结构程序设计

if 语句的一般形式

if 语句包含3种形式：

  1. if(表达式)  语句
    • 表达式：可以是关系表达式、逻辑表达式，甚至是数值表达式
    • 关系表达式：两个数值进行比较的式子

    示例：

    #include "stdio.h"
void main()
{
    int num_age;
    scanf("%d", num_age);
    if (num_age < 12)
        printf("是儿童\n");
    printf("判断结束");
}

    结果：

    10
是儿童
判断结束

Press any key to continue

    15
判断结束

Press any key to continue

  2. if(表达式)  语句1
else   语句2

    复合语句：

    if(表达式)
{
    语句1
    语句2
     ...
}
else   语句n

    示例：

    #include "stdio.h"
void main()
{
    int num_age;
    scanf("%d", num_age);
    if (num_age < 12)
        printf("是儿童\n");
    else
        printf("不是儿童\n");
    printf("判断结束");
}

    结果：

    10
是儿童
判断结束

Press any key to continue

    15
不是儿童
判断结束

Press any key to continue

  3. else-if多分支语句：

    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4)  语句4

   ...

   else if(表达式n)  语句n

else           语句n+1
    • 从前往后计算各个表达式的值，如果某个表达式的值为真，则执行对应的语句，并终止整个多分支结构的执行。如果上述所有表达式均不成立，即均为逻辑假时，则执行对应的 else 部分。else 部分可以省略，但一般情况下不省略

    示例：

    #include "stdio.h"
void main()
{
    int num_age;
    scnaf("%d", &num_age);
    if (num_age <= 12)
        printf("是儿童\n");
    else if (12 < num_age && num_age <= 18)
        printf("是青少年\n");
    else if (18 < num_age && num_age <= 30)
        printf("是青年\n");
    else if (30 < num_age && num_age <= 60)
        printf("是中年\n");
    else
        printf("是老年人\n");
}

    结果：

    20
是青年

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...

任务：

1、有两个变量(a和b)通过scanf获取数据

2、通过比较，将最大的数存储到a变量中，将小的数存储到b变量中

3、并打印输出其内容

示例：

#include "stdio.h"
void main()
{
    int a, b, t;
    scanf("%d,%d", &a, &b);
    if (a < b)
    {
        t = a;
        a = b;
        b = t;
    }
    printf("最大的是：%d，最小的是：%d\n", a, b);
}

结果：

4,5
最大的是：5，最小的是：4

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关系运算符和关系表达式

关系运算符及优先级

用来对两个数值进行比较，即比较符，也称为关系运算符

在c语言中，满足条件时则结果称为“真”，不满足条件时则称为“假”

C语言6中关系运算符：

  • 优先级相同(高)

    < 小于

    <= 小于等于

    > 大于

    >= 大于等于

  • 优先级相同(低)

    == 等于

    != 不等于

由高到低排列：算术运算符、关系运算符、赋值运算符

例如：

c>a+b，等效于c>(a+b)，关系运算符的优先级低于算术运算符

a>b == c，等效于(a>b) == c，大于运算符>的优先级高于相等运算符 ==

a == b<c，等效于a==(b<c)，小于运算符<的优先级高于相等运算符 ==

a=b>c，等效于a=(b>c)，关系运算符的优先级高于赋值运算符

关系表达式

关系表达式：用关系运算符将两个数值或数值表达式连接起来的式子

例如：a>b、a+b>b+c、(a=3)>(b=5)、‘a’<‘b’、(a>b)>(b>c)

关系表达式的值是一个逻辑值，即“真”或“假”

例如：5==3(假)；5>=0(真)

在c的逻辑运算中，1代表真，0代表假

示例：

#include "stdio.h"
void main()
{
    int a = 4, b = 5, c = 1, d, f;
    printf("%d\n", 3 > 2);
    printf("%d\n", a > b == c);
    d = a > b;
    f = a<b> c;
    printf("%d,%d\n", d, f);
}

结果：

[Running] cd "d:\vscode(C语言)\" && gcc 选择结构程序设计.c -o 选择结构程序设计 && "d:\vscode(C语言)\"选择结构程序设计
1
0
0,0

[Done] exited with code=4 in 0.191 seconds

逻辑运算符和逻辑表达式

逻辑运算符

例如：如果a小于100，并且b也要小于100时，输出信息；包含两个条件如何处理？

示例：

#include "stdio.h"
void main()
{
    int a, b;
    scanf("%d,%d",&a,&b);
    if (a < 100 && b < 100)
        printf("a和b的值都小于100\n");
    if (a < 100 || b < 100)
        printf("a和b的值有一个小于100\n");
    if (!(a > 100))
        printf("a的值小于100");
}

结果：

110,50
a和b的值有一个小于100

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...

C逻辑运算符及其含义

运算符 含义 举例 说明
&& 逻辑与 a&&b 如果a和b都是真，则结果为真，否则为假
|| 逻辑或 a||b 如果a和b有一个以上为真，则结果为真，二者都为假时，结果为假
！ 逻辑非 !a 如果a为假，则!a为真，如果a为真，则!a为假

逻辑运算的真值表

a b !a !b a&&b a||b
真 真 假 假 真 真
真 假 假 真 假 真
假 真 真 假 假 真
假 假 真 真 假 假

例如：!a&&b||x>y&&c（先运算!a、再运算x>y、其次进行逻辑与运算、最后进行逻辑或运算）

由高到低排列：!(非)、算术运算符、关系运算符、&&和||、赋值运算符

逻辑表达式

什么是逻辑表达式？

用逻辑运算符将关系表达式或其他逻辑量连接起来的式子

逻辑表达式的值是一个逻辑量“真”或“假”

C语言编译系统在表示逻辑运算结果时，用数值1代表“真”，用0代表“假”，但在判断一个量是否为“真”时，以0代表“假”，以非0代表“真”

示例：

#include "stdio.h"
void main()
{
    int a = 4, b = 5;	//'a' 0 !a a&&b a||b !a||b 4&&0||2 b>3&&8<a-!0
    if (a)
        printf("if语句块被执行了\n");
}

结果：

[Running] cd "d:\vscode(C语言)\" && gcc 选择结构程序设计.c -o 选择结构程序设计 && "d:\vscode(C语言)\"选择结构程序设计
if语句块被执行了

[Done] exited with code=0 in 0.227 seconds

逻辑运算的真值表详细版

a b !a !b a&&b a||b
非0 非0 0 0 1 1
非0 0 0 1 0 1
0 非0 1 0 0 1
0 0 1 1 0 0

注：在逻辑表达式的求解中，不是所有的逻辑运算符都会被执行，只有在必须执行下一个逻辑运算符才能求出表达式的解时，才执行该运算符

例如：

  1. a && b && c 如果a为假，就不会判别b和c，因为只有a为真(非0)时，才需要判别b的值。只有当a和b都为真的情况下才需要判别c的值。如果a为真，b为假，不判别c
  2. a || b || c 只要a为真(非0),就不会判别b和c。只有a为假，才判别b。a和b都为假才判别c

关系表达式和逻辑表达式的值是0和1，而且在判断一个量是否为真时，以0代表假，以非0代表真，那么就可以理解为什么在if语句中表达式可以是任何数值表达式

判断是否为闰年

注：能被4整除，但不能被100整除，如2008；或者能被400整除的都是闰年，如2000

示例：

#include "stdio.h"
void main()
{
    int year;
    scanf("%d", year);
    if (((year % 4 == 0) && (year % 100 != 0)) || (year % 400 == 0))
        printf("%d是闰年\n", year);
    else
        printf("%d不是闰年\n", year);
}

结果：

2008
2008是闰年

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条件运算符和条件表达式

条件表达式的一般形式：表达式1？表达式2 : 表达式3

表达式的的结果是否为真？如果为真，则执行表达式2，否则执行表达式3

例如：

if (a>b)
    printf(“a”);
else
    printf(“b”);

转化后：

(a>b)? printf(“a”): printf(“b”)

示例：

#include "stdio.h"
void main()
{
    int a;
    scanf("%d", &a);
    if (a < 10)
        printf("a的值小于10\n");
    else
        printf("a的值大于10\n");
}

转化后：

#include "stdio.h"
void main()
{
    int a;
    scanf("%d", &a);
    (a < 10) ? printf("a的值小于10\n") : printf("a的值大于10\n");
}

结果：

5
a的值小于10

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条件运算符：由两个符号（ ? 和 : ）组成，必须一起使用，要求有3个操作对象，称为三目运算符，它是C语言中唯一的三目运算符

例如：

c = (a>b)?a:b

根据表达式1的结果，将表达式2或3的结果赋值给变量c

示例：

/*使用条件表达式实现以下要求
输入一个字符，判断它是否为大写字母，如果是，将它转换为小写字母，否则不转换，最后输出得到的字符*/
#include "stdio.h"
void main()
{
    char a;
    scanf("%c", &a);
    a = (a >= 'A' && a <= 'Z') ? a + 32 : a;
    printf("%c\n", a);
}

结果：

H
h

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选择结构的嵌套

在if语句中又包含一个或多个if语句称为if语句的嵌套

多分支结构就属于if语句的嵌套

if语句的嵌套一般形式如下：

if(表达式1)

	if(表达式2) 语句1

	else  语句2	//第二行与第三行为内嵌if

else

	if(表达式3) 语句3

	else 语句4	//第五行与第六行为内嵌if

示例：

#include "stdio.h"
void main()
{
    int x;
    scanf("%d", &x);
    if (x < 0)
        printf("请输入大于0的数\n");
    if (x < 18)
    {
        if (x < 12)
            printf("是儿童\n");
        else
            printf("是青少年\n");
    }
    else
    {
        if (x < 30)
            printf("是青年\n");
        else if (x < 50)
            printf("是中年\n");
        else
            printf("是老年\n");
    }
}

结果：

40
是老年

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如何分辨if else的配对？

else总是与它上面最近的未配对的 if 配对

用switch语句实现多分支选择结构

if语句只有两个分支可以选择，如果要实现多个分支，使用起来比较复杂，嵌套的层数比较多，大大降低了代码的可读性。C语言提供了switch语句直接处理多分支选择

switch语句的一般形式：

switch(表达式)
{
	case 常量1：语句1
	case 常量2：语句2
	...
	case 常量n：语句n
	default:	   语句n+1
}

实例：学生成绩分类（85分以上为A等、70-84分为B等、60-69分为C等、60分以下为D等）

转化前示例：

#include "stdio.h"
void main()
{
    char a;
    scanf("%c", &a);
    if (a < 'A' || a > 'D')
        printf("输入错误\n");
    else
    {
        if (a == 'A')
            printf("100~85\n");
        if (a == 'B')
            printf("84~70\n");
        if (a == 'C')
            printf("69~60\n");
        if (a == 'D')
            printf("<60\n");
    }
}

结果：

C
69~60

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转化后示例：

#include "stdio.h"
void main()
{
    char a;
    scanf("%c", &a);
    switch (a)
    {
    case 'A':
        printf("100~85\n");
        break;
    case 'B':
        printf("84~70\n");
        break;
    case 'C':
        printf("69~60\n");
        break;
    case 'D':
        printf("<60\n");
        break;
    default:
        printf("输入错误\n");
    }
}

结果：

B
84~70

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switch 详解：

  • switch括号中的表达式，值类型应为整数类型(包括字符型)
  • switch下面的花括号是一个复合语句，都属于switch语句的语句体
  • case和default是标号，用来标志一个位置
  • 执行switch语句时，先计算表达式的值，然后将值与case后面的常量按顺序进行对比，如果相同则从该执行该语句。如果没有相同的常量，则执行default标号后面的语句
  • 可以没有default标号，如果没有与switch表达式相匹配的case常量，则不执行任何语句，继续执行switch语句块后面的代码
  • 各个case标号出现次序不影响执行结果
  • 每个常量值不能重复，否则出现冲突
  • 在case子句中虽然包含了一个以上执行语句，但可以不必用{ }括起来，会自动顺序执行case标号后面的所有语句。加上{}也可以
  • 多个case标号可以公用一组执行语句
  • break语句打断，防止执行完对应语句继续向下执行

实例：应用自动结账（买鞋，1-2双不打折、3-4双打9折、5-6双打8折、7-8双打7.5折、9双以上打7折）

示例：

#include "stdio.h"
void main()
{
    int num, price;
    printf("请输入购买的数量和单价：");
    scanf("%d,%d", &num, &price);
    switch ((int)(num + 1) / 2)
    {
    case 1:
        printf("总价为：%d\n", num * price);
        break;
    case 2:
        printf("总价为：%f\n", num * price * 0.9);
        break;
    case 3:
        printf("总价为：%f\n", num * price * 0.8);
        break;
    case 4:
        printf("总价为：%f\n", num * price * 0.75);
        break;
    default:
        printf("总价为：%f\n", num * price * 0.7);
    }
}

结果：

请输入购买的数量和单价：7,40
总价为：210.000000

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