第3章 程序的控制结构及结构化程序设计方法

3.3 选择结构程序设计

算法（用自然语言描述）
例3.6 2 编程计算一元二次方程ax+bx+c=0的根，a，b，c由键 盘输入，其中，a!=0。
Step1：输入系数 a，b，c； 2 Step2：计算判别式：disc=b-4ac； b b 2 4ac q Step3：计算p和q，其中： p 2a 2a Step4：若a==0，则输出“不是二次方程”； Step5：若disc>0，则计算并输出两个不相等的实根： x1=p+q，x2=p-q； Step6：若disc=0，则计算并输出两个相等的实根： x1=x2=p； Step7：若disc<0，则计算并输出两个共轭复根： x1=p+qi，x2=p-qi； 程序见eg3_6
四、伪代码表示： 伪码是指介于自然语言和计算机语言之间的一种代码， 是帮助程序员制定算法的智能化语言，它不能在计算机上 运行，但是使用起来比较灵活，无固定格式和规范，只要 写出来自己或别人能看懂即可，而且比较容易转换为计算 机程序。
3.1.3 算法的表示方法
例：用伪码表示的计算n！的算法 input n if n<0 print “input error!” goto end else fac=1 i=1 loop: fac=fac*i i=i+1 if i<=n goto loop print fac end
3、有效性：每一步都应当能有效地进行并得到确定的结果。
4、有0个或多个输入。 5、有1个或多个输出。
3.1.2 简单算法举例
例1：求12345。
算法一： S1：求12 ，得2； 算法二： S1：p=1
S2：将S1得的2再乘3，得6；
S3：将S2得的6再乘4，得24； S4：将24再乘5，得120，结果。
S3：s=s+n
S4：n=n+2 S4：n=n+1
<100，返回到S3， S5：若n 100，返回到S3， 否则结束。
3.1.2 简单算法举例
例3： 求1-2+3-4……-100 算法： S1：sign=1 S2：n=2 S3：s=1 S4：sign=(-1) sign S5：s=s+sign n
Y
S4：i+1 i
S5：若i 5，返回S3，否则 结束，得出结果 p为5！。
P=P*i
i=i+1 打印P
结束
3.1.3 算法的表示方法
三、N-S结构化流程图 取消改进流程图中的流程线，这种算法被迫只能从上到下顺 序执行，从而避免了算法流程的任意转向，保证了程序的质量。 优点：既形象直观，又节省篇幅，基本结构及算法的表示均在 一个矩形框内，尤其适于表示结构化程序的设计。 所谓结构化程序设计就是由基本结构顺序组成的，基本结 构之间无跳转。
3.1.1 算法的概念
算法的组成要素： 1、操作：各种运算。
如：算术运算、逻辑运算、关系运算等。
2、控制结构：操作序列的顺序控制。
三种基本控制结构，即：
顺序结构、选择结构、循环结构。
3.1.1 算法的概念
算法的特性：
1、有穷性：在有限的时间内，操作步骤能够终止。
2、确定性：每一步操作的含义必须明确。

3.3 选择结构程序设计

算法1：用不带else子句的if语句编程。 程序见eg3_5_1 算法2：用在if子句中嵌入if语句的形式编程。

N-S流程图：
输入身高h和体重w 计算体指数t
Y Y Y
程序见eg3_5_2 t<18 t<25
t<27
N
N
肥胖体重 超体重
N
低体重
正常体重
3.3 选择结构程序设计

Y
程序见eg3_4_1 输出his
N
3.3 选择结构程序设计

算法2: 用带有else子句的if语句编程。 N-S流程图： 读入 yours，his Y yours>=his 输出his N
输出yours
程序见eg3_4_2
3.3 选择结构程序设计

算法3: 用条件表达式实现。 条件表达式： 表达式1 ? 表达式2 : 表达式3 N-S流程图： 读入 yours，his Y yours>=his max=his N
例3.2：任意从键盘输入一个三位整数，要求正确分离出它的 个位、十位、百位数，分别在屏幕上输出。 算法： Step 1：输入一个三位整数x； Step 2：计算最高位b2=x÷100；
Step 3：计算中间位b1=(x－b2×100) ÷10 或 b1=(x÷10)%10； Step 4：计算最低位b0=x%10 或 b0=x－b2×100－b1×10； Step 5：输出分离结果；


if 形式 if(表达式) 语句A 适合于解决单分支选择问题
表达式 真
假
语句

if ~ else 形式 if（表达式）语句1 else 语句2 适合于解决双分支选择问题
真
表达式
假
语句1
语句2
3.3 选择结构程序设计

else~if 形式
表达式1
假
if（表达式1） 语句1 else if（表达式2） 语句2 …
返回
3.3 选择结构程序设计

选择结构的应用场合 当需要根据不同的判断条件执行不同的操作时。

计算一元二次方程 ax +bx+c=0的根
b - 4ac>0 有两个不相等的实根 2 b - 4ac=0 有两个相等的实根 2 b - 4ac<0 有一对共轭复根

2
2

若输入的三角形三边能构成一个三角形，则计算三角形面积 计算分段函数的值 y= e 1 x -e
真
表达式2
真
假
表达式3
真
假
else if（表达式m） 语句m else 语句m+1
适合于解决多分支选择问题
语句1
语句2
语句3
语句4
3.3 选择结构程序设计

例3.4 从键盘输入你和你朋友的年龄，编程判断谁的年龄 最大，并打印他的年龄。
算法1: 用不带else子句的if语句编程。 N-S流程图： Y 输出yours his>yours 读入 yours，his yours>=his N
A B
N-S流程图：
A B
3.2 顺序结构程序设计
三、应用举例：
例3.1：假设银行定期存款的年利率r为2.25%，存款期为n年， 存款本金为m元，求n年后可得到的本利之和。 用N-S图表示的算法： 输入n和m的值 利用公式total=m*(1+r) 计算本利之和total 输出计算结果total
n

算法3：用在else子句中嵌入if语句的形式编程。 N-S流程图： 输入身高h和体重w 计算体指数t
Y
t<18
N
t<25
Y
低体重
N
t<27
正常体重
Y
N
超体重
肥胖体重
程序见eg3_5_3
3.3 选择结构程序设计
使用if-else语句应注意的事项



当需要多条语句时必须用复合语句，即把要执行的多 条语句用一对大括号括起来。 if子句中内嵌if语句时，else子句总是与它前面最近的 且没有配对的if相结合，而与书写的缩进格式无关。 为避免错误，有两个办法： 1、if子句中内嵌的 if 语句用一对大括号括起来； 2、尽量采用在 else 子句中内嵌 if 语句的形式编程。
（2）只有一个出口 （3）结构内的每一部分都有机会被执行
（4）结构内不存在“死循环”
3.2 顺序结构程序设计
一、顺序结构概念： 顺序结构是最简单的C语言程序结构，也是C语言程序中 最常用的程序结构，主要由表达式语句组成。 特点： 完全按照语句出现的先后顺序执行程序。
3.2 顺序结构程序设计
二、顺序结构流程图表示： 传统流程图：
返回
3.2 顺序结构程序设计
三种基本结构: 为了使流程图便于理解和阅读，限制无规律的任意转 向，结构化程序设计规定了三种基本结构，即：顺序结构、 选择结构、循环结构。然后由这些基本结构按一定规律组 成一个算法结构，整个算法的结构由上而下地将各个基本 结构顺序排列起来的。 三种基本结构的特点：
（1）只有一个入口
3.1.3 算法的表示方法
例1中求5！用N-S图表示：
p=1 i=2 p=p*i i=i+1 直到 i>5为假 打印p
用C实现
main( ) { int i,p; p=1; i=2; do { p=p*i; i=i+1; }while(i<5) printf(“%d”,p); }
3.1.3 算法的表示方法
S2：i=2
S3：p =pi S4：i=i+1 S5：若i5，返回S3， 否则结束，得出结果 p为5！。
比较两个算法： 算法一：繁琐，数目大时步骤太多。
算法二：利用循环算法，借助两个变量，可求任意数的阶乘，提高通用性。
3.1.2 简单算法举例
例2： 求1+2+3+4……+100
算法：
S1：n=2 S1：n=1 S2：s=0 思考： 1+3+5+7+……+99 2+4+6+8+…..+100
max=yours
输出max 程序见eg3_4_3
3.3 选择结构程序设计
例3.5 体型判断。判断某人是否属于肥胖，可根据身高 与体重等因素来判断，按照“体指数”对肥胖程度进 行划分： 2 体指数t = 体重w /（身高h ） （其中，w单位为kg，h单位为m） 当 t<18 时，为低体重； 当 t介于18和25 之间时，为正常体重； 当 t介于25和27 之间时，为超重体重； 当 t>27 时，为肥胖。
b 2 4ac q 2a
x2 p q
3.2 顺序结构程序设计
算法： Step 1：输入a，b，c；
Step 2：计算判别式disc = b - 4ac；
Step 3：由于以假设判别式>0，所以可直接按求根公式 计算两个实根x1和x2； Step 4：输出x1和x2；
2
程序见eg3_3
3.2 顺序结构程序设计
程序清单： #include <math.h> main( ) { int m,n; float r=0.0225,total; printf(“Please enter n,m:”); scanf(“%d,%d”,&n,&m); total=m*pow(1+r,n); printf(“Total=%f\n”,total); } 运行结果： Please enter n,m:1,500 Total=511.250000
3.2 顺序结构程序设计
C程序结构框架:
以#开始的编译预处理命令行 main( ) { 局部变量说明语句;
执行语句序列;
}
注： 编译预处理命令不是C语 句，每条指令单独占一行， 同一行不能有其它的编译指 令或C语句。
包含头文件的方式：#include <文件名> #include “文件名”
3.2 顺序结构程序设计
第三章 程序的控制结构与 结构化程序设计方法
3.1 算法与算法的表示方法
3.2 顺序结构程序设计
3.3 选择结构程序设计
3.4 循环结构程序设计
3.1 算法与算法的表示方法
本章主要内容： 1.了解算法的表示方法及其在程序设计中的重要地位. 2.掌握 C 语言的基本控制结构和基本控制语句. 3.掌握用 C 语言的基本控制语句进行顺序，选择和 循环结构程序的设计. 4.掌握一些常用的算法,如递推法,迭代法,穷举法等. 5.了解结构化程序设计的基本思想
-x
x>0 x=0 x>0
3.3 选择结构程序设计
选择结构的流程图表示
入口 真 假 真

P
P A B
假
A
B
出口
N-S 流程图
传统流程图
3.3 选择结构程序设计
选择结构种类


单分支的选择结构 双分支的选择结构 多分支的选择结构 嵌套的if语句或switch语句
3.3 选择结构程序设计
条件语句
3.1.1 算法的概念
数据结构 + 算法 = 程序 数据结构：对数据的描述和组织形式， 算法：对操作或行为的描述，即操作步骤。 算法——为解决一个具体问题而采取的确定的有限的操 作步骤。 算法分类： 数值运算算法：解决的是求数值解的问题。
非数值运算算法：主要解决关于分析推理、逻辑推理等
问题，如排序、查找等。
程序见eg3_2
3.2 顺序结构程序设计
例3.3：编程计算方程ax 2+bx+c=0的根，a，b，c 由键盘输入， 2 假设b -4ac> 0。 分析： 一元二次方程的求根公式：
x1, 2
b b 2 4ac b b 2 4ac 2a 2a 2a
b p 2a x1 p q
S6：n=n+1
S7：若n 100，返回到S4，
否则结束。
3.1.3 算法的表示方法
一、自然语言表示 二、流程图表示
处理框
输入输出框
起止框
判断框
连接符
流程线
3.1.3 算法的表示方法
例wenku.baidu.com中求5！的算法用流程图表示:
算法： 开始 P=1 i=2 p
N
S1：p=1
S2：i=2 S3：p i
i5