二、分支结构

1. 前期准备——如何判断真假

• 在 C 语言中，表达式的值为 0，表示逻辑“假”(false)，表达式的值为非 0，表示逻辑“真”(true)。
• 常见的运算符
  1. 算术运算符：$ +, -, *, /, %, ++, -- $
  2. 关系运算符：$ ==, !=, >, <, >=, <= $
  3. 逻辑运算符：&&, ||, !
  4. 位运算符：&, |, ^
  5. 赋值运算符：$ = $

2. if 语句

• if 语句有三种方式：

  1. 单分支结构

     • if(条件表达式){
           语句1;
           语句2;
           ...
       }
       

     • 功能：如果条件表达式的值为真，即条件成立，花括号中的语句将被顺序执行。否则，花括号中的所有语句将被忽略（不被执行），程序将按顺序从整个选择结构之后的下一条语句继续执行。执行流程如图所示。

       *说明：格式中的“条件表达式”必须用圆括号括起来。

  

  • 示例代码

    #include <cstdio>
    int main() {
        int a = 0;
        printf("请输入小于100的整数：\n");
        scanf("%d", &a);
        if (a >= 100) {
            printf("不是说好的小于100吗？你是个大骗子！！！\n");
        }
        printf("再见！\n");
        return 0;
    }
    

  2. 双分支结构

     • 格式

       if (条件表达式) {//操作1
           语句1;
           语句2;
           ...
       } else {//操作2
           语句3;
           语句4;
           ...
       }
       语句5;
       

     • 如果（条件表达式）的值为“真”，即条件成立，则执行语句1、语句2……，执行完后，从整个if－else结构的后的语句5继续向下执行；

     • 如果（条件表达式）的值为“假”，即条件不成立，那么跳过if后面花括号的所有语句，选择else后面花括号的所有语句，顺序执行 ，执行完后从整个if－else结构后的语句5继续向下执行；

     • 也就是说if－else语句总是根据（条件表达式）的结果，选择对应分支中的语句执行，执行完以后，整个if－else就算执行完了。执行流程如图所示：

     

     • 示例代码

       #include <cstdio>
       int main() {
           int score = 0;
           printf("请输入你的考试分数：\n");
           scanf("%d", &score);
           if (score >= 60) {
               printf("恭喜你，及格啦！\n");
           } else {
           	printf("你太弱了！\n");
           }
           return 0;
       }
       

  3. 多分支结构

     • 格式

       if (条件表达式1) {
           语句1;
           语句2;
           ...
       } else if (条件表达式2){
           语句3;
           语句4;
           ...
       } else {
           语句5;
           语句6;
           ...
       }
       语句7;
       

     • 如果（条件表达式1）的值为“真”，即条件成立，则执行语句1、语句2……，执行完后，从语句7继续向下执行；

     • 如果（条件表达式1)为“假”，程序将跳过第一个花括号中的所有语句，进而判断（条件表达式2），如果值为“真”，即条件成立，则执行语句3、语句4……，执行完后，从语句7继续向下执行；

     • 如果两个条件表达式的值都为“假”，则程序只执行语句5、语句6……执行完以后，从语句7继续向下执行。执行流程如图所示：

  

  • 示例代码

    #include <cstdio>
    int main() {
        int a = 0;
        printf("请输入一个整数：\n");
        scanf("%d", &a);
        if (a > 0) {
            printf("这是个正数\n");
        } else if (a == 0) {
        	printf("这是0\n");
        } else {
        	printf("这是负数\n");
        }
        return 0;
    }
    

3. switch...case语句

• 应用条件语句可以很方便地使程序实现分支，但是出现分支比较多的时候，虽然可以用嵌套的if语句来解决，但是程序结构会显得复杂，其至凌乱。为方便实现多情况选择，C++提供了一种switch开关语句。

• 格式选择类语句包括 if语句和 switch 语句，用它们来解决实际应用中按不同的情况进行不同处理的问题。如根据学生的成绩，对学生做出不同的等第评价。

  switch (表达式) {
  	case 常量表达式1：
  		语句序列1；
  		break;
  	case 常量表达式2：
  		语句序列2；
  		break;
  	…… 
  	case 常量表达式n：
  		语句序列n；
  		break;
  	default:
  		语句序列n+1；
    }
  

• 该语句中可以使用一次或多次case标号，但只能使用一次default标号，或者省略整个default部分；多个case标号也允许使用在同一个语句序列的前面；每个语句标号有保留字case和后面的常量表达式及冒号组成，每个常量表达式通常为字面常量，如常数或字符，一般情况下，每个case语句中不允许定义变量。

• switch语句执行过程分为以下3步描述：

  1. 计算出switch后面圆括号内表达式的值，假定为M，若它不是整型，系统将自动舍去其小数部分，只取其整数部分作为结果值。
  2. 依次计算出每个case后常量表达式的值，假定它们为M1、M2、…，同样若它们的值不是整型，则自动转换为整型。
  3. 让M依次同M1、M2、…进行比较，一旦遇到M与某个值相等，则就从对应标号的语句开始执行；在碰不到相等的情况下，若存在default子句，则就执行其冒号后面的语句序列，否则不执行任何操作；当执行到复合语句最后的右花括号时就结束整个switch语句的执行。

• 在使用switch语句时，还应注意以下几点：

  1. case语句后的各常量表达式的值不能相同，否则会出现错误码。
  2. 每个case或default后，可以包含多条语句，不需要使用“{”和“}”括起来。
  3. 各case和default子句的先后顺序可以变动，这不会影响程序执行结果。
  4. default子句可以省略，default后面的语句末尾可以不必写break。

• 示例代码

  • 实现一个最简单的计算器支持+，-，\*，/四种运算。输入只有一行：两个参加运算的数和一个操作符（+，-，\*，/）。

  • 输出运算表达式的结果。考虑下面两种情况：

    1. 如果出现除数为0的情况，则输出：Divided by zero!
    2. 如果出现无效的操作符（即不为+，-，*，/之一），则输出：Invalid operator!

    // 以下代码为了节约纸张，多条语句放在了一行，同学们请按照上面的格式书写
    #include <cstdio>
    int main() {
    	float a, b, ans;
    	char op;
    	scanf("%f %f %c", &a, &b, &op);
    	switch (op) {
    		case '+': printf("%f\n", a + b); break;
    		case '-': printf("%f\n", a - b); break;
    		case '*': printf("%f\n", a * b); break;
    		case '/':
    			if (b != 0) {
    				printf("%f\n", a / b);
    			} else {
    				printf("Divided by zero!");
    			}
    			break;
    		default: printf("Invalid operator!"); break;
    	}
    }
    

    上面的示例代码同时使用了分支结构的嵌套，从而实现更为复杂的分支结构