谭浩强C语言-05

5     分支结构程序... 1

5.1         关系运算符和表达式... 1

5.1.1       关系运算符及其优先次序... 1

5.1.2       关系表达式... 1

5.2         逻辑运算符和表达式... 2

5.2.1       逻辑运算符极其优先次序... 2

5.2.2       逻辑运算的值... 3

5.2.3       逻辑表达式... 3

5.3         if语句... 4

5.3.1       if语句的三种形式... 4

5.3.2       if语句的嵌套... 7

5.3.3       条件运算符和条件表达式... 9

5.4         switch语句... 10

5.5         程序举例... 11

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!===!=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<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

main(){

 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);

 }

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)

&&||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)

5.2.2  逻辑运算的值

逻辑运算的值也为“真”和“假”两种,用“10 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0 代表“假”。但反过来在判断一个量是为还是为时,以0代表,以非0的数值作为“真”。例如:

由于53均为非0因此5&&3的值为,即为1

又如:

5||0的值为,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“10分别代表“真”和“假”。

【例5.2

main(){

    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);

}

    

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<y0故表达式的值为10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

5.3   if语句

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(){

    int a,b,max;

    printf("\n input twonumbers:   ");

   scanf("%d%d",&a,&b);

    max=a;

    if (max<b) max=b;

   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maxb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(){

    int a, b;

    printf("input twonumbers:     ");

   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33所示。

【例5.5

#include"stdio.h"

main(){

    char c;

    printf("input acharacter:    ");

    c=getchar();

    if(c<32)

     printf("This is a control character\n");

    elseif(c>='0'&&c<='9')

     printf("This is a digit\n");

    elseif(c>='A'&&c<='Z')

     printf("This is a capital letter\n");

    elseif(c>='a'&&c<='z')

     printf("This is a small letter\n");

    else

     printf("This is an other character\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09之间的为数字,在AZ之间为大写字母, 在az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

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)      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)      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

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(){

    int a,b;

    printf("please inputA,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");

}

    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>BA<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

main(){

    int a,b;

    printf("please inputA,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");

}

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(){

    int a,b,max;

    printf("\n input twonumbers:   ");

   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

的语句。

【例4.9

main(){

    int a;

    printf("input integernumber:     ");

   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(){

    int a;

    printf("input integernumber:    ");

   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)      case后的各常量表达式的值不能相同,否则会出现错误。

2)      case后,允许有多个语句,可以不用{}括起来。

3)      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(){

    int a,b,c,max,min;

    printf("input threenumbers:    ");

   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);

}

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maxmin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(){

    float a,b;

   char c;

    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("input error\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。


文章来自 : 谭浩强C语言-05
posted @ 2012-12-02 16:19  番茄酱油  阅读(111)  评论(0编辑  收藏  举报