第3章 程序设计基础

4．限制使用goto语句
3.1.2 结构化程序的基本结构与特点
采用结构化程序设计方法编写程序，目标是得到一 个良好结构的程序。 所谓好结构的程序就是该程序具有结构清晰、容易 阅读、容易理解、容易验证、容易维护等特点。 1996年，Boehm和Jacopini证明了程序设计语言仅 仅使用顺序、选择和重复（循环）三种基本控制结构， 就足以表达出各种其它复杂形式的程序结构。
第3章 程序设计基础
本章主要内容： 3.1 结构化程序设计概述 3.2 C的基本语句 3.3 顺序结构 3.4 分支结构 3.5 循环结构
3.1 结构化程序设计概述
随着计算机的应用日益广泛，计算机软件的规模和复杂 性不断增加，对软件的测试、维护越来越困难。
在20世纪60年代末期，“软件危机”这个词频繁出现， 为了解决由于软件危机带来的一系列问题，人们开始研究 程序设计方法，其中最受关注的是结构化程序设计方法。
3.1.2 结构化程序的基本结构与特点
顺序结构：一种简 单的程序设计，它是 最基本、最常用的结 构。
顺序结构就是按 照程序语句行的自然 顺序，一条语句一条 语句地执行程序。
3.1.2 结构化程序的基本结构与特点
选择结构：又称 为分支结构，它包括 简单分支结构和多分 支结构。
这种结构可以根 据设定的条件，判断 应该选择执行哪一条 分支的语句序列。
源程序清单如下：
#include <stdio.h> int main(void)
{
int a,b; printf("first number:"); scanf("%d",&a); printf("second number:"); scanf("%d",&b); printf("(a+b)*(a-b)=%d\n",(a+b)*(a-b)); return 0; } /*计算并输出结果*/ /*输入第二个数b*/ /*输入第一个数a*/
• 标识符：语句
例如：start：i=1;
3. continue语句
continue只能出现在循环语句中，continue语句的 执行将忽略它所在的循环体中该语句之后的所有语 句。 如果continue语句在while语句或do…while语句循 环体中，是控制转入对循环条件表达式的计算和测 试；如果在for循环语句的循环体中，则转向对控制 结构的表达式3的求值。 简单地说，continue语句提早结束当前轮次循环体 的执行，进入下一轮循环。 continue语句的格式为：
3.1.3 结构化程序设计的方法
在结构化程序设计的具体实施中，要注意把握以下方法： 1．使用程序设计语言中的顺序、选择、循环等有限的控制 结构表示程序的控制逻辑； 2．选用的控制结构只允许有一个入口和一个出口； 3．程序语句组成容易识别的语句序列块，每块只允许有一 个入口和一个出口；
4．复杂结构的程序设计时，仅用嵌套的基本控制结构进行 组合嵌套来实现；
5.严格控制GOTO语句的使用。
3.1.4 C语言程序的结构
在C语言中， 一个大的程序 可由多个源程 序文件组成， 而源程序文件 由预编译命令 和多个函数组 成，每个函数 实现某个特定 功能。
3.2 C的基本语句
C中主要由五种语句组成：
• • • • • 表达式语句 空语句 函数调用语句 控制语句 复合语句
• continue；
4. return语句
return语句只能出现在函数体中，return语句的执 行将结束函数的这次执行，将控制返回到函数调用 处。
return语句的格式为：
• return; 或 return 表达式；
return 表达式；用于函数有返回结果的函数体中。 程序执行（return 表达式；）时，函数在返回前计 算表达式的值，并以该表达式的值作为函数返回值， 待回到函数调用处继续计算。
下一条语句；
功能：首先判断表达式，当表达式 为真时，就执行语句1，然后执行 下一条语句；当表达式为假时，步 执行语句1，直接执行下一条语句。 if 形式属于单分支结构，只能判 断一种条件，满足条件就执行语句 1，否则就不执行语句1。
3.4.1
使用if形式需要注意以下几点：
if形式
（1）表达式必须用圆括号括起来，圆括号不能省略。 （2）表达式可以是关系表达式、逻辑表达式、变量、甚至 常量。如果是一个变量或常量时，表达式的值为非0，即为 真。 （3）语句1可以是一个简单语句，也可以是一个复合语句。 语句1如果是一条语句，即为简单语句，语句结束符分号 “；”必须写。语句1如果是多条语句，必须使用复合语句， 即使用花括号将多个带分号的语句括起来。
3.1.2 结构化程序的基本结构与特点
重复结构：
• 又称循环结构。它根据给定的条件，判断是否需 要重复执行同一相同的程序段，利用重复结构可 以简化大量的程序行。
在程序设计语言中，重复结构对应两类循环 语句，
• 当型循环结构：对先判断后执行循环体。 • 直到型循环结构：对先执行循环体后判断。
例如：printf(“a+b %d”,a+b); printf是函数名， “a+b %d”,a+b是实际参数。 函数名可以是C语言提供的库函数名，也可以 是用户自定义的函数名。
3.2.4 控制语句
控制语句是用于控制程序流程的语句，一般 指那些可以改变程序执行顺序的语句。 C语言的控制语句包括
3.2.1 表达式语句
在表达式之后加上分号即为表达式语句，其格式为：
表达式；
例如：
来自百度文库++j; m=n; x=y+2;
一般情况，有效的表达式语句都要有赋值运算，否则不 做任何赋值运算的表达式语句是无意义的。
3.2.2 空语句
空语句，顾名思义就是什么也不存在的语句，只有一个 分号，语句格式为：
；
尽管空语句不会执行任何命令，但仍然是一个很重要的 语句。通常用于循环语句中，使循环体为空。如果没有空语 句时，就无法表示了。
分支结构举例
【例3.2】从键盘输 入2个整数a和b，如 果a>b将2个数的位 置调换，即按从小 到大排列输出。
首先画程序流程图， 如图所示。
源程序清单如下： #include <stdio.h> int main(void) { int a,b,temp;
printf("please input two int number:");
if （表达式）
语句1； else
语句2；
下一条语句； if else语句功能：首先判断表达式， 当表达式为真时，就执行语句1，当 表达式为假时，执行语句2，然后再 执行下一条语句。
3.4.2 if else形式 【例3.4】输入两个 数，求两个数的商。 按照除法运算规则， 除数不能为零。如 果除数为零提示用 户输入有误，否则 计算、输出商。 程序流程图如图所 示。
if (d>0) { printf(“\nx1=%f”,(-b+sart(d))/(2*a)); printf(“\n x2=%f”,(-b-sart(d))/(2*a)); }
main()
{ float q,b,c,d; printf(“\n a=”); scanf(“%f”,&a); printf(“\n b=”); scanf(“%f”,&b); printf(“\n c=”); scanf(“%f”,&c); d=b*b-4*a*c; }
scanf("%d%d",&a,&b); if (a>b)
/*输入两个数a，b*/
｛
temp=a; a=b; b=temp; ｝ printf("%d,%d\n",a,b); } /*输出结果*/
【例3.3】编写求解一元二次方程Ax2 +Bx+C=0的实数解的程序，其中A、B、C 为任意实数。 这是一个数值计算问题，用计算机求解此类问题的步骤： 1.首先要抽出数学模型； 2.然后进行算法设计； 3.最后编写程序。
3.2.5 复合语句
用花括号“｛”和“｝”括起来的一系列说 明语句和可执行语句构成的。
• 其语句格式为：
｛
[数据说明语句]； [可执行语句]；
｝
复合语句
复合语句在语法上相当于一个简单语句，在程序中 可以作为一个独立语句来看待，因此又称分程序。 在程序中，每个简单语句都可以用复合语句来代替， 而复合语句的每个执行语句又可以是控制语句或简 单语句，这样，C语言的语句就形成了一种层次结 构，原则上可以不断地扩大这种层次。 复合语句中，每个说明语句和执行语句都必须加分 号，花括号后面不用加分号。 用复合语句代替多个简单语句是C语言的特征之一。 它的优点是：使用灵活，并可以在分程序中说明局 部变量。
例如： for (sum=0,i=0; i<=5; i++) { } /*循环的初值，判断，增减量*/ /* 循环体 */
可以看出，该循环内无语句，是一个空循环，可表示为：
for (sum=0,i=0; i<=5; i++)； 分号表示空语句
3.2.3 函数调用语句
函数调用语句由函数名、实际参数以及分号构成。
考虑全局目标，后考虑局部目标。不要一开始就过多追求众 多的细节，先从最上层总目标开始设计，逐步使问题具体化。 2．逐步求精：对复杂问题，应设计一些子目标作为过渡， 逐步细化。 3．模块化：一个复杂问题，肯定是由若干稍简单的问题构 成。模块化是把程序要解决的总目标分解为子目标，再进一 步分解为具体的小目标，把每一个小目标称为一个模块。
• 分支语句（if和switch） • 循环语句（do-while、while、for） • 转向语句（break、goto、continue、return）
1. break语句
break语句只能出现在多分支选择结构或循 环结构中。 break语句的执行强制结束它所在的控制结 构，让程序从这个结构的后继语句继续执行。
if(d==0) printf(“\n x1=x2%f”,(-b)/(2*a)); if(d<0) printf(“\n The equation has no real root!”);
3.4.2 if else形式 if 形式属于单分支结构，只允许条 件为真时执行指定的语句，即满足条 件就执行语句1，否则就不执行语句1。 if else形式是两分支语句。其语法 格式为：
3.3 顺序结构
顺序结构程序即自始至 终按照语句序列的排列 顺序，依次逐条执行的 简单程序。 顺序程序结构的流程图 如图所示。 顺序结构的程序是最简 单的程序，一行语句执 行完毕后，再接着执行 下一行语句，整个程序 中的语句逐条执行且只 有一个入口和出口。
【例3.1】从键盘输入2个整数a和b，计算并输出(a+b)*(a-b)。
break语句的格式为：
• break;
2. goto语句
将程序无条件地转移到指定的语句处执行。
• goto语句的语法格式为： goto 语句标号；
例如：
goto start；
执行这个语句，程序就转移到以start为标号的语句 执行。
任何语句都可以带语句标号，如果语句有标号，可 以写成如下形式：
20 世 纪 70 年 代 提 出 了 “ 结 构 化 程 序 设 计 （ structured programming）”的思想和方法。结构化程序设计方法引入 了工程思想和结构化思想，使大型软件的开发和编程得到 了极大的改善。
3.1.1 结构化程序设计的原则
1．自顶向下：程序设计时，应先考虑总体，后考虑细节；先
3.4 分支结构
C语言中的分支结构用条件语句实现。
如果我们希望计算机根据不同的情况采取不 同的动作，就要使用条件语句。 C语言中的if条件语句有三种形式：
• if形式、 • if else形式 • else if形式。
3.4.1 if形式
if语句的语法格式为：
if （表达式） 语句1；
抽出数学模型的过程： 根据初等数学知识，对本题可做如下讨论： 当A=0时，若B=0，方程无解；
若B≠0，方程只有一个单根X=―C/B；
当A≠0时，若B2―4AC≥0，方程有两个实根： X1，2 =（―B±√B2―4AC ）/2A 若B2―4AC<0,方程无实数解。
程序流程图如图3-11所示：
源程序清单如下： #include <stdio.h> #include <math.h>