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C语言程序设计 第四章

2022-12-03 笔记

马上就要期末考试啦，抓紧时间复习~

第4章 选择结构程序设计

1、选择结构和条件判断

C语言有两种选择语句

  • if语句，用来实现两个分支的选择结构

  • switch语句，用来实现多分支的选择结构

【例4.1】在例3.5的基础上对程序进行改进。题目要求解得ax2+bx+c=0方程的根。由键盘输入a,b,c。假设a,b,c的值任意，并不保证b2-4ac≥0。需要在程序中进行判别，如果b2-4ac≥0，就计算并输出方程的两个实根，如果b2-4ac<0，就输出“此方程无实根”的信息。

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#include<stdio.h>
#include<math.h>				//程序中要调用求平方根函数sqrt
int main() 
{	double a,b,c,disc,x1,x2,p,q;	//disc是判别式sqrt(b*b-4ac)  
	scanf("%lf%lf%lf",&a,&b,&c);	//输入双精度浮点型变量的值要用格式声明"%lf"  
	disc=b*b-4*a*c;
	if(disc<0)					//若b*b-4ac<0
		printf("This equation hasn't real roots\n");	//输出“此方程无实根”
	else						//b*b-4ac≥0
	{	p=-b/(2.0*a);
		q=sqrt(disc)/(2.0*a);
		x1=p+q;x2=p-q;		//求出方程的两个根  
		printf("real roots:\nx1=%7.2f\nx2=%7.2f\n",x1,x2);	//输出方程的两个根  
	}
	return 0;
}

2、用if语句实现选择结构

【例4.2】输入两个实数，按由小到大的顺序输出这两个数。

解题思路

只要做一次比较，然后进行一次交换即可。用if语句实现条件判断。

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#include <stdio.h>
int main()
{
	float a,b,t;
	scanf("%f,%f",&a,&b);
	if(a>b)
	{			//将a和b的值互换
		t=a;
		a=b;
		b=t;
	}
	printf("%5.2f,%5.2f\n",a,b);
	return 0;
}

【例4.3】输入3个数a，b，c，要求按由小到大的顺序输出。

算法步骤

S1: if a>b，将a和b对换

(交换后，a是a、b中的小者)

S2: if a>c，将a和c对换

(交换后，a是a、c中的小者，因此a是三者中最小者)

S3: if b>c，将b和c对换

(交换后，b是b、c中的小者，也是三者中次小者)

S4: 顺序输出a，b，c

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#include <stdio.h>
int main()
{
	float a,b,c,t;
	scanf("%f,%f,%f",&a,&b,&c);
	if(a>b)
	{	t=a;		//借助变量t，实现变量a和变量b互换值
		a=b;
		b=t;
	}			//互换后，a小于或等于b     
	if(a>c)
	{	t=a;		//借助变量t，实现变量a和变量c互换值
		a=c;
		c=t;
	}			//互换后，a小于或等于c       
	if(b>c)		//还要
	{	t=b;		//借助变量t，实现变量b和变量c互换值
		b=c;
		c=t;
	}			//互换后，b小于或等于c                       
	printf("%5.2f,%5.2f,%5.2f\n",a,b,c); 		//顺序输出a,b,c的值
	return 0;
}

if语句的一般形式

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if (表达式) 语句1
[ else  语句2 ]

【例4.5】任务要求：有一函数如下。编程序，要求输入一个x值后，输出y值。：

$$
y=
\begin{cases}
&-1\quad(x\lt0)\
&0\quad(x=0)\
&1\quad(x\gt1)
\end{cases}
$$

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#include <stdio.h>
int main()
{	int x,y;
	printf("enter x:");
	scanf("%d",&x);
	if(x<0)
		y=-1;
	else
		if(x==0)y=0;
		else y=1;
	printf("x=%d,y=%d\n",x,y); 
	return 0;
}

3、选择结构中的关系运算

关系运算符及其优先次序

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＜	（小于）
<=	（小于等于）
>	（大于）
>=	（大于等于）
==	（等于）
!=	（不等于）
  • 前４种关系运算符的优先级别相同，后2种也相同。前４种高于后２种。
  • 关系运算符的优先级低于算术运算符。
  • 关系运算符的优先级高于赋值运算符。
  1. c>a+b 等效于c>(a+b) (关系运算符的优先级低于算术运算符)
  2. a>b==c等效于(a>b)==c (大于运算符>的优先级高于相等运算符==)
  3. a==b<c等效于a==(b<c) (小于运算符<的优先级高于相等运算符==)
  4. a=b>c等效于a=(b>c) (关系运算符的优先级高于赋值运算符)

4、选择结构中的逻辑运算

逻辑运算符及其优先次序

运算符 含义 举例 说明
! 逻辑非(NOT) !a 如果a为假，则!a为真;如果a为真，则!a为假
&& 逻辑与(AND) a && b 如果a和b都为真，则结果为真，否则为假
|| 逻辑或(OR) a || b 如果a和b有一个以上为真，则结果为真，二者都为假时，结果为假

优先次序：!(非)→＆＆(与)→‖(或)， 即“！”为三者中最高的； 逻辑运算符中的“＆＆”和“‖”低于关系运算符，“！”高于算术运算符

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if (x!=0) 语句1			//括号内的表达式是关系表达式，如果x不等于0，执行语句1
if (x>0 && y>0) 语句2		//表达式是逻辑表达式，如果x和y都大于0，执行语句2
if (x) 语句3				//表达式是变量，如果x不等于0，则条件判断结果为真，执行语句3
if (1) 语句4				//表达式是非0整数, 条件判断结果为真，执行语句4
if (0) 语句5				//表达式是整数0,条件判断结果为假，不执行语句5，接着执行下一语句
if(x+3.5) 语句6			//表达式是实数表达式，若x+3.5不等于0，则条件判断结果为真，执行语句6

例如：判别用year表示的某一年是否闰年，可以用一个逻辑表达式来表示。闰年的条件是符合下面二者之一: ①能被４整除，但不能被100整除，如2008。②能被400整除，如2000。

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//对应的逻辑表达式：
(year % 4 == 0 && year % 100 != 0) ‖ year % 400 == 0 

//若判别非闰年，则对应的逻辑表达式：
!((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) ‖ year % 400 == 0) 
(year % 4 != 0) || (year % 100 == 0 && year % 400 != 0)

5、条件运算符和条件表达式

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表达式1 ? 表达式2 : 表达式3

条件运算符由两个符号(?和:)组成，必须一起使用。要求有3个操作对象，称为三目(元)运算符，它是Ｃ语言中唯一的一个三目运算符。

条件运算符的执行顺序: 先求解表达式1，若为非0(真)则求解表达式２，此时表达式２的值就作为整个条件表达式的值。若表达式1的值为0(假)，则求解表达式３，表达式３的值就是整个条件表达式的值。

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if (a>b)
	max=a;
else 
	max=b;
//可转换成
max=(a>b) ? a : b;
a>b ? (max=a) : (max=b);  //表达式2和表达式3是赋值表达式

【例4.4】输入一个字符，判别它是否为大写字母，如果是，将它转换成小写字母；如果不是，不转换。然后输出最后得到的字符。

解题思路

用条件表达式来处理，当字母是大写时，转换成小写字母，否则不转换。

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#include <stdio.h>
int main()
{
	char ch;
	scanf("%c",&ch);
	ch=(ch>='A'&&ch<='Z')?(ch+32):ch;
	printf("%c\n",ch);
	return 0;
}

6、选择结构的嵌套

if与else的配对关系

else总是与它上面的最近的未配对的if配对。

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if()
	if()	//语句1
else
	if()	//语句2
else		//语句3

编程序者把else写在与第1个if(外层if)同一列上，意图是使else与第1个if对应，但实际上else是与第2个if配对，因为它们相距最近。

如果if与else的数目不一样，为实现程序设计者的思想,可以加花括号来确定配对关系。

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if()
{
	if()	//语句1		内嵌if
}
else		//语句2

【例4.5】有一阶跃函数如下。编一程序,输入一个x值，要求输出相应的y值。

$$
y=
\begin{cases}
&-1\quad(x\lt0)\
&0\quad(x=0)\
&1\quad(x\gt1)
\end{cases}
$$

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#include <stdio.h>
int main()
{
	int x,y;
	scanf("%d",&x);
	if(x>=0)
		if(x>0) y=1;
		else    y=0;
	else 		y=-1;
	printf("x=%d,y=%d\n",x,y);
	return 0;
}

7、多分支选择结构

利用switch语句实现多分支选择结构

【例4.6】任务要求：要求按照考试成绩的等级输出百分制分数段，A等为85分以上，B等为70～84分，C等为60～69分，D等为 60分以下。成绩的等级由键盘输入。

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#include <stdio.h>
int main()
{
	char grade;
	scanf("%c",&grade);
	printf("Your score:");
	switch(grade)
	{
	case 'A': printf("85～100\n");break;
	case 'B': printf("70～84\n");break;
	case 'C': printf("60～69\n");break;
	case 'D': printf("<60\n");break;    
	default:  printf("enter data error!\n");
	}
	return 0;
}

等级grade定义为字符变量，从键盘输入一个大写字母，赋给变量grade，switch得到grade的值并把它和各case中给定的值(′A′,′B′,′C′,′D′之一)相比较，如果和其中之一相同(称为匹配)，则执行该case后面的语句(即printf语句)。
如果输入的字符与′A′,′B′,′C′,′D′都不相同，就执行default后面的语句，
注意在每个case后面后的语句中，最后都有一个break语句，它的作用是使流程转到switch语句的末尾(即右花括号处)。

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switch(表达式)
{
case	常量1 : 语句1
case	常量2 : 语句2
    ⋮	    ⋮		⋮
case	常量n : 语句n
default :	    语句n+1
}
  1. 括号内的“表达式”，其值的类型应为整数类型(包括字符型)。
  2. 花括号内是一个复合语句，内包含多个以关键字case开头的语句行和最多一个以default开头的行。case后面跟一个常量(或常量表达式)，它们和default都是起标号作用，用来标志一个位置。执行switch语句时，先计算switch后面的“表达式”的值，然后将它与各case标号比较，如果与某一个case标号中的常量相同，流程就转到此case标号后面的语句。如果没有与switch表达式相匹配的case常量，流程转去执行default标号后面的语句。
  3. 可以没有default标号，此时如果没有与switch表达式相匹配的case常量，则不执行任何语句。
  4. 各个case标号出现次序不影响执行结果。
  5. 每一个case常量必须互不相同；否则就会出现互相矛盾的现象。
  6. case标号只起标记的作用。在执行switch语句时，根据switch表达式的值找到匹配的入口标号，在执行完一个case标号后面的语句后，就从此标号开始执行下去，不再进行判断。因此，一般情况下，在执行一个case子句后，应当用break语句使流程跳出switch结构。最后一个case子句(今为default子句)中可不加break语句。
  7. 在case子句中虽然包含了一个以上执行语句，但可以不必用花括号括起来，会自动顺序执行本case标号后面所有的语句。当然加上花括号也可以。
  8. 多个case标号可以共用一组执行语句。

Switch语句举例

【例4.7】用switch语句处理菜单命令。在许多应用程序中，用菜单对流程进行控制，例如从键盘输入一个′A′或′a′字符，就会执行A操作，输入一个′B′或′b′字符，就会执行B操作。
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#include <stdio.h>
int main()
{	void action1(int,int),action2(int,int);	//函数声明
	char ch;
	int a=15,b=23;
	ch=getchar();
	switch(ch)
	{ 	case 'a':
		case 'A': action1(a,b);break;		//调用action1函数，执行A操作
		case 'b':
		case 'B': action2(a,b);break;		//调用action2函数，执行B操作
			⋮
		default:  putchar('\a');			 //如果输入其他字符，发出警告
	}
	return 0;
}
void action1(int x,int y)		//执行加法的函数
{	printf("x+y=%d\n",x+y);
}

void action2(int x,int y)		//执行乘法的函数
{	printf("x*y=%d\n",x*y);
}

本文作者：WindsorWu

本文链接： https://blog.nekolin.top/2022/12/03/StudyC-04/

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更新于 2024-12-09

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