C语言第4章选择结构程序设计

显然程序的流程必须由x的值确定。这类程序 结构又称为分支结构，分支的依据是根据某 个变量或表达式的值做出判定，以决定执行 哪些语句和跳过哪些语句。分支流程控制可 以用if语句实现。 C语言的if语句有3种形式： 单分支选择if语句 双分支选择if语句 多分支选择if语句。
单分支if语句
单分支选择语句if的形式为： if（表达式） 语句 执行单分支选择语句时，首先判断表达 式的值，若表达式值为非0，则执行表达式后 面的语句；若表达式值为0，则不执行表达式 后面的语句。 控制流程如图4.1所示。
例4.5 输入3个数a,b,c，要求按由小到大的顺序输出。 编程如下： #include <stdio.h> main() { int a,b,c,t; scanf(″%d,%d,%d″,&a,&b,&c); if (a>b) { t=a; a=b; b=t; } /*实现a和b的互换*/
if (a>c) { t=a; a=c; c=t; } /*实现a和c的互换*/ if (b>c) { t=b; b=c; c=t; } /*实现b和c的互换*/ printf(″%d,%d,%d\n″,a,b,c); }
程序： void main() { int tall; char sex; printf(″input sex and tall：″); scanf(″%c%d″,&sex,&tall); if(sex==′F′) { if(tall>=150)printf(″A″); else printf(″B″); }
例4.7 根据变量i的值，输出字符。 #include <stdio.h> void main() { int i; printf(″please input i:″); scanf(″%d″,&i); switch(i) { case l: printf(″A\n″); case 2: printf(″B\n″); case 3: printf(″C\n″); case 4: printf(″D\n″); default: printf(″E\n″); } }
例4.2 输入两个整数，求ຫໍສະໝຸດ Baidu大的数并输出。 #include <stdio.h> main() { int a,b,max; scanf (″%d,%d″, &a,&b); max=b; /*首先假设b为大的一个数*/ if ( a>b) max=a; /* 如果b不为大的一个数，则a是大的一个数*/ printf(″%d″, max); }
最后一个分支的default语句后面可以不加“break;”语句。 根据程序的需要在语句后面加或不加“break”，可以使 多分支处理变得非常灵活。如果多种情况需要共用一个 执行语句，可用case的常量表达式将多种情况列出，在 最后一种情况之后，才安排需执行的语句。例如： switch(i) { case l: case 2: case 3: printf(″ABC\n″); break; case 4: printf(″D\n″); break; default: printf(″E\n″); } 当表达式的值为l，2，3中任一个值，都会输出：ABC。
多分支选择结构
多分支选择结构的if语句形式如下： 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n) 语句n; else语句n+1;
执行多分支选择if语句时，如果表达式i的值为 非0，则执行语句i，后面的语句再不执行；否 则执行else后面的语句。 多分支选择的流程图如图4.3所示。
为了使程序结构清晰，避免产生逻辑错误，可以加花括 号来确定配对关系。 例如： if(x<=0) { if(x<=-10) /*当x<=-10*/ y=2*x; else /*当-10<x<=0*/ y=2+x; } else /*当x>0时走这条分支*/ { if(x<=10) /*当0<x<=l 0*/ y=x-2; else /*当10<x*/ y=x/10; } 添加花括号后可以很清楚地表示出else与外层if的配对情况。
图4.5 例题4.3的两层嵌套流程图
在if语句的嵌套结构中并不需要对称， 只根据需要决定嵌套的形式。在写if语句 的嵌套结构时，要注意else与if配对的规 则，else与同一层最接近它而又没有其他 else语句与之相匹配的if语句配对。如果 忽略了else与if配对，就会发生逻辑错误。 如果读者采用较好的编程习惯，即缩进形 式，那么if与else的配对也许就更明了 。
图4.1 单分支选择结构
例4.1 输入一个数，如果该数大于等于0， 则输出它的平方根，当它小于0，则不做 任何处理。 分析： (1)输入的数存入变量x； (2)使用选择if(x＞=0)。
程序： #include <stdio.h> #include <math.h> main() { double x; scanf (″%lf″,&x), if ( x>=0) printf(″%10.6lf″,sqrt(x)); /* sqrt(x)开平方库函数调用*/ }
当表达式的值与某一个常量相等时，就执行常 量后面的语句。 case常量起的是语句标号的作用，程序并不在 此进行判断。当程序执行某个标号的语句，就会按 顺序执行以后的语句，直到遇到break语句或switch 语句结束。
若表达式的值与所有常量表达式的值都不相 等，则执行default：后面的语句。default语句一般 放在最后，否则会出现逻辑错误。
if语句的嵌套
在上述3种if语句结构中，当if(表达式)或else后面的 语句本身又是一个if语句结构时，就形成了if语句的嵌 套结构。 if语句的二层嵌套结构如下： if(表达式1) if(表达式1_1) 语句1_1; else 语句1_2; else if(表达式2_1) 语句2_1; else 语句2_2;
switch语句一般形式如下： switch(表达式) { case常量1：语句1; case常量2：语句2; case常量3：语句3; …… case常量n：语句n; default： 语句n+1; }
语句中的“表达式”可以是数值型或是字符型， 表达式的值称为开关值。语句结构中各个case后常 量表达式的值必须互不相同，否则执行时将出现矛 盾，即同一个开关值，将对应多种执行方案。
图4.3 多分支选择的流程
例4.4 计算分段函数： 2*x x≤-10 y= 2+x -10＜x≤0 x-2 0＜x≤10 x/10 x＞10 分析： 此多分支结构可用图4.4所示的流程图表 示。
图4.4 例题4.3的流程图
分支选择结构语句如下： if(x<＝-10) y＝2*x; else /*x>-10*/ if(x<=0) /*看x是否小于等于0*/ y＝2+x; else /*当x>0*/ if(x<=10) /*看x是否小于等于10*/ y＝x-2; else /*x＞10*/ y＝x/10;
例4.6 编程实现：根据两个数sex和tall分类，如 果sex为′F′，当tall大于等于150时，输出″A″，否 则输出″B″；若sex不为′F′，当tall大于等于170时， 输出A，否则输出B。 分析： (1)输入sex和tall (2)根据sex分支 (3)在sex为′F′的分支中判断tall≥150否 (4)在sex不为′ F′的分支中判断tall≥170否
例4.3 输入两个数，比较其大小，将较大的数输出。 在例4.2中，我们用单分支实现过这个程序。现在我们用双分支 实现。流程分析： (1)输入两个数据a，b； (2)如果a>b则输出a；否则，输出b。 使用if-else选择结构进行双分支，程序设计如下： #include <stdio.h> main() {loat a,b; scanf(″%f,%f″,&a,&b); if(a>b) printf(″%f″,a); else printf(″%f″,b); } 注意：else之前有一分号。如无此分号，则会出现语法错误。
若输入i的值为3，则与第3个常量相等，执行时会以 case3：为入口，执行此后的所有语句，其输出结果为： C D E 为了实现多分支，在执行了满足条件的语句后，就要使 流程跳出switch分支结构，而不执行其后续的case后面 的语句。因此，必须在常量表达式后面语句的最后，加 上“break"语句。具体形式如下： switch(i) { case l: printf(″A\n″); break; case 2: printf(″B\n″); break; case 3: printf(″C\n″); break; case 4: printf(″D\n″); break; default: printf(″E\n″); }
选择结构是根据运行时的情况自动选择要执行的 语句。在C语言中，用if语句或switch语句实现选择结 构。if语句称作条件语句，switch语句称作分情况语句。
如何表示条件，如何使用选择结构制程序流程，是学
习本章要掌握的主要内容。
§4.1
if 语句
先来看这样一个问题，计算分段函数： y= 3-x x≤0 2/x x＞0 求解问题的流程如下： (1)输入x； (2)如果x<=0则y=3-x；否则y=2/x； (3)输出y的值。
注意： 虽说“表达式”可以是数值型，但由于浮点数 是用近似值表示的。“= =”用于两个浮点数的判断 时，由于存储误差，会得出错误的结果。 例如： 1.0/3.0 *3.0= =1.0 由于1.0/3.0得到的值用有限位保存，是近似 值，所以，1.0/3.0*3.0≠1.0。也就是说，“表达式” 中不可以是浮点数。
运行情况如下： 3,7,1↙ 1,3,7
在这个例子中，我们利用了一个中间变量t 来实现两个数的互换，这种方法将在许多地方用 到，读者可以自己好好地体会这种方法。 if语句中的“表达式”一般为逻辑表达式或 关系表达式，也可以是任意数值类型的表达式。 三种形式if语句中的执行语句可以是一条简单语 句，或一条空语句，或一条复合语句，也可以嵌 套其他流程控制语句。
对照前面的双分支结构，语句l的位置上嵌套了一个双 分支结构的if语句，语句2的位置上也嵌套了一个双分支结 构的if语句。 例题4.4的分段函数可以用两层嵌套来完成： if (x<=10) if(x<=-10) /*当x≤-10*/ y=2*x; /*当-10<x≤0*/ else /*当-10<x≤0 */ y=2+x; else /*当x>0时走这条分支*/ if(x<=10) /*当0<x≤l 0*/ y＝x-2; else /*当10<x*/ y＝x/10; 上述流程可以用图4.5表示。
双分支if语句
双分支选择语句为if-else，语句的结构形 式为： if（表达式） 语句1 else 语句2 当表达式值为非0，则执行语句1；当表达 式值为0，则执行语句2。 控制流程如图4.2所示。
图4.2 双分支选择结构
在例4.1中，若输入的数据大于等于0，输出它的平方根； 否则，就输出数据出错信息，用if-else结构形式的选择语句 可以实现两种处理的分支。 编程如下： #include <stdio.h> #include <math.h> main() { double x; scanf(″%lf″,&x); if(x>=0) printf(″%10.6lf″,sqrt(x)); /*sqrt(x)开平方库函数调用*/ else printf(″Enter data error! ″); /*输出数据错误信息*/ }
else { if(tall>=170)printf(″A″); else printf(″B″); } }
§4.2
switch 语句
switch语句是另一种分支控制语句， 其特点是可以根据一个表达式的多种值， 选择多个分支，因而也称为分情况语句 和开关语句。实际问题中常常需要用到 多分支结构，例如，学生成绩分档次(85 分以上为“A”等，70~84分为“B”等， 60~69分为“C”等……)。