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1、第3章 程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),第3章 程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),本章內(nèi)容,3.2 順序結(jié)構(gòu),3.3 選擇結(jié)構(gòu),3.4 循環(huán)結(jié)構(gòu),3.1 程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的基本概念,3.5 輔助控制語(yǔ)句,3.1 程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的基本概念,本節(jié)內(nèi)容,3.1.2 程序設(shè)計(jì)的三種基本結(jié)構(gòu),3.1.3 使用流程圖描述程序算法,3.1.4 C語(yǔ)句,3.1.1 機(jī)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的基本原則,3.1.1 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的基本原則,結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)是從宏觀角度描述程序設(shè)計(jì)。 一個(gè)比較大的程序是由不同功能模塊構(gòu)成,每個(gè)模塊完成一定的功能,而每個(gè)模塊又是由三種基本程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)描述的。 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)程序設(shè)計(jì)風(fēng)格和程序結(jié)構(gòu)的規(guī)范化,提倡清晰的結(jié)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)化程序
2、設(shè)計(jì)應(yīng)遵循下述原則: (1)自頂向下 (2)逐步細(xì)化 (3)模塊化設(shè)計(jì) (4)結(jié)構(gòu)化編碼,3.1.2 程序設(shè)計(jì)的三種基本結(jié)構(gòu),3.1.2.1 順序結(jié)構(gòu) 按設(shè)定的順序一步一步的執(zhí)行操作步驟,直到完成全部工作。 3.1.2.2 選擇結(jié)構(gòu) 此結(jié)構(gòu)一定包含一個(gè)判斷,根據(jù)判斷結(jié)果的不同,執(zhí)行不同操作步驟,獲得不同的結(jié)果。 3.1.2.3 循環(huán)結(jié)構(gòu) 此結(jié)構(gòu)一定包含一個(gè)判斷,如果判斷結(jié)果滿足一定的條件,則反復(fù)執(zhí)行一段操作步驟,直到判斷結(jié)果不滿足條件為止 。,3.1.2 程序設(shè)計(jì)的三種基本結(jié)構(gòu),三種基本結(jié)構(gòu)有以下共同特點(diǎn): (1)只有一個(gè)入口。 (2)只有一個(gè)出口。 (3)結(jié)構(gòu)內(nèi)的每一部分都有機(jī)會(huì)被執(zhí)行到。
3、(4)結(jié)構(gòu)內(nèi)不存在“死循環(huán)”。,3.1.3 使用流程圖描述程序算法,編寫一個(gè)大一點(diǎn)的程序,在編寫代碼前,首先要寫出程序的算法。程序算法可以用自然語(yǔ)言、偽代碼、程序框圖或N/S圖來(lái)表示。 用程序流程圖來(lái)描述程設(shè)計(jì)的算法是比較通用的做法,程序流程圖就是用框圖來(lái)表示程序設(shè)計(jì)的算法。,3.1.4 C語(yǔ)句,在C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)中,是以語(yǔ)句為單位向計(jì)算機(jī)發(fā)出操作命令的。 一個(gè)實(shí)際的程序是由若干個(gè)語(yǔ)句構(gòu)成的,語(yǔ)句是最小的程序設(shè)計(jì)單位,一個(gè)語(yǔ)句經(jīng)編譯后產(chǎn)生若干條機(jī)器指令。 C語(yǔ)言把語(yǔ)句分成5類(函數(shù)調(diào)用語(yǔ)句、控制語(yǔ)句、空語(yǔ)句、復(fù)合語(yǔ)句、表達(dá)式語(yǔ)句),只有控制語(yǔ)句是系統(tǒng)提供的,其他語(yǔ)句都是程序設(shè)計(jì)人員根據(jù)具體操作給
4、出的。,3.1.4 C語(yǔ)句,(1)表達(dá)式語(yǔ)句。表達(dá)式語(yǔ)句由一個(gè)表達(dá)式加一個(gè)分號(hào)構(gòu)成,最典型的是,由賦值表達(dá)式構(gòu)成一個(gè)賦值語(yǔ)句。 例如: e=3.2 是一個(gè)賦值表達(dá)式, e=3.2;是一個(gè)賦值語(yǔ)句。,3.1.4 C語(yǔ)句,(2)控制語(yǔ)句??刂普Z(yǔ)句用于完成一定的控制功能。 if()else (條件語(yǔ)句) for() (循環(huán)語(yǔ)句) while() (循環(huán)語(yǔ)句) dowhile() (循環(huán)語(yǔ)句) continue (結(jié)束本次循環(huán)語(yǔ)句) break (中止執(zhí)行switch或循環(huán)語(yǔ)句) switch (多分支選擇語(yǔ)句) goto (轉(zhuǎn)向語(yǔ)句) return (從函數(shù)返回語(yǔ)句),3.1.4 C語(yǔ)句,(3)函數(shù)
5、調(diào)用語(yǔ)句。函數(shù)調(diào)用語(yǔ)句由一個(gè)被調(diào)用函數(shù)加一個(gè)分號(hào)構(gòu)成,例如: printf(“This is a C programing.”); (4)復(fù)合語(yǔ)句。可以用把一組語(yǔ)句括起來(lái)構(gòu)成復(fù)合語(yǔ)句(又稱為分程序)。例如: m=a;a=b;b=m; (5)空語(yǔ)句。下面是一個(gè)空語(yǔ)句: ;,3.1.4 C語(yǔ)句,C程序中的數(shù)據(jù)類型定義、預(yù)處理命令及注釋行都不是語(yǔ)句。 C語(yǔ)言允許一行寫幾個(gè)語(yǔ)句,也允許一個(gè)語(yǔ)句拆開(kāi)寫在幾行上,對(duì)書寫格式?jīng)]有固定要求,為了讀寫程序的方便,在書寫程序時(shí),還應(yīng)錯(cuò)落有致。,3.2 順序結(jié)構(gòu),在順序結(jié)構(gòu)中,程序按照由上往下的順序逐個(gè)執(zhí)行各語(yǔ)句。,#include void main() int
6、a=3,b=4; int temp; temp=a; a=b; b=temp; printf(a=%d,b=%dn,a,b); ,【例3-2】交換a、b兩個(gè)數(shù)的值,3.3 選擇結(jié)構(gòu),本節(jié)內(nèi)容,3.3.2 多分支語(yǔ)句,3.3.1 條件語(yǔ)句,3.3.1 條件語(yǔ)句,條件語(yǔ)句首先判斷條件,根據(jù)條件滿足情況,確定執(zhí)行哪些程序語(yǔ)句。 在條件語(yǔ)句中,要給出測(cè)試的條件,它可是任何常量、變量或表達(dá)式。大多數(shù)情況下,條件語(yǔ)句中被測(cè)試的條件為關(guān)系表達(dá)式或邏輯表達(dá)式。在條件語(yǔ)句中,條件的計(jì)算結(jié)果為非0時(shí)滿足條件,否則不滿足條件。 if(x5) if(a 2功能 若E為非0,即為真值時(shí),執(zhí)行if語(yǔ)句中的語(yǔ)句組,否則執(zhí)行
7、后面的語(yǔ)句。,3.3.1 條件語(yǔ)句,表達(dá)式,If的后續(xù)語(yǔ)句,3.3.1 條件語(yǔ)句,#include void main() int x; printf(please input x:n); scanf(%d, ,【例3-4】從鍵盤上輸入一個(gè)數(shù),求這個(gè)數(shù)的絕對(duì)值,3.3.1 條件語(yǔ)句,#include void main() float a,b,s; scanf(%f,%f, ,【例3-5】求任意兩個(gè)數(shù)字a、b中比較大的那個(gè)數(shù)的平方,3.3.1 條件語(yǔ)句,#include void main() float a,b,s; float t; scanf(%f,%f, ,另一解法,3.3.1 條件語(yǔ)
8、句,3.3.1.2 雙分支選擇結(jié)構(gòu) 1格式 if(E) 語(yǔ)句組1; else 語(yǔ)句組2; 2功能 如果E為非0,則執(zhí)行語(yǔ)句組1的語(yǔ)句,然后執(zhí)行整個(gè)if-else的后續(xù)語(yǔ)句;否則執(zhí)行語(yǔ)句組2,然后執(zhí)行后續(xù)語(yǔ)句。,3.3.1 條件語(yǔ)句,3.3.1 條件語(yǔ)句,#include void main() int x,y; scanf(%d, ,【例3-6】設(shè)x為任意整數(shù),求y的值,當(dāng)x0時(shí),計(jì)算y=x*x;當(dāng)x=0時(shí),計(jì)算y=2*x,3.3.1 條件語(yǔ)句,3.3.1.3 用if-else實(shí)現(xiàn)多分支選擇結(jié)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)多分支選擇結(jié)構(gòu)的if語(yǔ)句結(jié)構(gòu)如下: if(E1) 語(yǔ)句組1; else if(E2) 語(yǔ)句組2
9、; else if(E3) 語(yǔ)句組3; else if(En) 語(yǔ)句組n; else 語(yǔ)句組n+1; 后續(xù)語(yǔ)句,3.3.1 條件語(yǔ)句,#include void main() float x,y; scanf(%f, ,3.3.1 條件語(yǔ)句,3.3.1.4 if語(yǔ)句的嵌套 if語(yǔ)句是可以嵌套的,即if語(yǔ)句內(nèi)部還可以包含if語(yǔ)句。 if(E1) if(E2) 語(yǔ)句組1; else 語(yǔ)句組2; else if(E3) 語(yǔ)句組3; else 語(yǔ)句組4; 后續(xù)語(yǔ)句,3.3.1 條件語(yǔ)句,#include void main() int a,b,c; int small; scanf(%d,%d,%d,
10、 /這對(duì)花括號(hào)可以不用,else if(b=c) small=b; else small=c; /這對(duì)花括號(hào)可以不用printf(smallest=%dn,small); ,【例3-8】從鍵盤任意輸入3個(gè)整數(shù)a、b、c,求其中最小的數(shù)。,3.3.1 條件語(yǔ)句,關(guān)于選擇結(jié)構(gòu)要注意的問(wèn)題: (1)if語(yǔ)句中的判斷條件不一定必須是關(guān)系表達(dá)式、邏輯表達(dá)式或結(jié)果為整數(shù)值的表達(dá)式。(常數(shù)也可,非0為真,0為假) (2)當(dāng)if語(yǔ)句中的判斷條件為相等關(guān)系式時(shí),要注意用“=”運(yùn)算符,而不要用賦值運(yùn)算符“=”。 (3)在if語(yǔ)句的嵌套使用中,注意else與if的配對(duì)問(wèn)題。C語(yǔ)言規(guī)定else與其上面最靠近它的還未配
11、對(duì)的if相配對(duì)。,3.3.1 條件語(yǔ)句,int x=10; if(x=0) if(x=0) printf(x is zero); else printf(x is positive);,int x=10; if(x=0) if(x=0) printf(x is zero); else printf(x is positive); ,3.3.2 多分支語(yǔ)句,多分支語(yǔ)句也叫開(kāi)關(guān)語(yǔ)句,是多分支選擇結(jié)構(gòu),它是根據(jù)多個(gè)條件進(jìn)行多條運(yùn)行線路的選擇。 1格式 switch(E) case c_E1:語(yǔ)句組1; break; case c_E2:語(yǔ)句組2; break; case c_En;語(yǔ)句組n; bre
12、ak; default: 語(yǔ)句組n+1; break; ,3.3.2 多分支語(yǔ)句,1執(zhí)行過(guò)程 switch語(yǔ)句先計(jì)算表達(dá)式E的值,然后E依次與c_E1 到c_En進(jìn)行比較。若E的值與某個(gè)情況常量c_Ei相等,則轉(zhuǎn)到c_Ei:后面的“語(yǔ)句組i”去執(zhí)行,執(zhí)行完后再由break語(yǔ)句跳出switch語(yǔ)句,繼續(xù)執(zhí)行后面語(yǔ)句。當(dāng)所有情況都不滿足(E的值與所有情況常量的值都不相等)時(shí),執(zhí)行default:后面的語(yǔ)句組。,3.3.2 多分支語(yǔ)句,注意1:如果case后面的語(yǔ)句組不跟隨break語(yǔ)句,則在執(zhí)行第一個(gè)符合條件的語(yǔ)句組后將不判斷后面的條件,將直接依次執(zhí)行其它情況常量后面的語(yǔ)句組。 注意2:switc
13、h語(yǔ)句中可以省略default子句。在這種情況下,當(dāng)所有情況都不滿足時(shí),將不執(zhí)行任何語(yǔ)句組,直接跳出switch語(yǔ)句。,3.3.2 多分支語(yǔ)句,#include void main() int score; int k; scanf(%d, ,【例3-10】編寫程序,輸入一個(gè)百分制成績(jī),對(duì)應(yīng)輸出等級(jí)A、B、C、D、E。90分以上為A,80分89分為B,70分79分為C,60分69分為D,60分以下為E。,3.3.2 多分支語(yǔ)句,2說(shuō)明 (1)switch語(yǔ)句的作用是建立多路分支程序結(jié)構(gòu)。 (2)switch后面括號(hào)中的E的值通常為整型或字符型。 (3)其中,c_E1c_En稱為情況常量,通常為
14、整型或字符型常量。 (4)關(guān)鍵字case和后面的情況常量之間至少要用一個(gè)空格隔開(kāi)。 (5)E的值的類型要與情況常量的值類型相同。 (6)每個(gè)情況常量的值必須互不相同。,3.3.2 多分支語(yǔ)句,(7)各個(gè)case和default出現(xiàn)的次序不影響執(zhí)行結(jié)果。 (8)每個(gè)情況常量后都跟一個(gè)語(yǔ)句組,也就是符合該情況時(shí),要執(zhí)行的若干語(yǔ)句。 (9)格式用中括號(hào)“”和“”括起來(lái)的break;為任選項(xiàng),根據(jù)程序需要。 (10)執(zhí)行完case后面的語(yǔ)句組后,如果沒(méi)有遇到break語(yǔ)句,接著執(zhí)行下面case后的語(yǔ)句,直到switch語(yǔ)句結(jié)束。 (11)正確使用break語(yǔ)句可以控制switch語(yǔ)句的流程。,3.4
15、循環(huán)結(jié)構(gòu),本節(jié)內(nèi)容,3.4.2 while循環(huán)語(yǔ)句,3.4.3 do-while循環(huán)語(yǔ)句,3.4.4 循環(huán)嵌套,3.4.1 for循環(huán)語(yǔ)句,3.4.5 三種基本結(jié)構(gòu)的綜合應(yīng)用,3.4 循環(huán)結(jié)構(gòu),到目前為止,我們討論的程序無(wú)論是簡(jiǎn)單語(yǔ)句還是條件語(yǔ)句都是按從上向下的順序執(zhí)行的。在解決實(shí)際問(wèn)題中,有許多情況是要重復(fù)做某件事情,如果僅用前面介紹的方法編程,那是十分麻煩的,有時(shí)是不可能的。這類問(wèn)題的解決需要用程序設(shè)計(jì)中的循環(huán)結(jié)構(gòu)。在C語(yǔ)言中,循環(huán)結(jié)構(gòu)可以用for、while、do-while三種循環(huán)語(yǔ)句來(lái)完成。,3.4.1 for循環(huán)語(yǔ)句,for語(yǔ)句的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)清晰,簡(jiǎn)潔有效。 1格式 for(表達(dá)式1
16、;表達(dá)式2;表達(dá)式3) 語(yǔ)句組; 2功能 for循環(huán)語(yǔ)句用于構(gòu)成程序的循環(huán)結(jié)構(gòu)。,3.4.1 for循環(huán)語(yǔ)句,3組成 for:為語(yǔ)句關(guān)鍵字; 表達(dá)式1:通常為賦值語(yǔ)句,用于為循環(huán)控制變量賦初值。循環(huán)控制變量是控制循環(huán)次數(shù)的變量。 表達(dá)式2:通常為關(guān)系表達(dá)式或邏輯表達(dá)式語(yǔ)句,用于對(duì)循環(huán)條件進(jìn)行判斷;滿足條件則繼續(xù)循環(huán),不滿足條件則終止循環(huán)。所謂滿足條件就是表達(dá)式2的值為非0,否則就是不滿足條件。 如果在for循環(huán)語(yǔ)句中缺少“表達(dá)式2”,則默認(rèn)循環(huán)條件為真,這時(shí)構(gòu)成了無(wú)限循環(huán)。例如:for(i=1;i+),3.4.1 for循環(huán)語(yǔ)句,表達(dá)式3:通常為自增或自減表達(dá)式語(yǔ)句,有時(shí)為賦值語(yǔ)句,用于改變循
17、環(huán)控制變量的值。(注意:表達(dá)式3后面無(wú)分號(hào)) 語(yǔ)句組:語(yǔ)句組為循環(huán)體,是被循環(huán)的對(duì)象,它可以是單個(gè)語(yǔ)句或多個(gè)語(yǔ)句,甚至是另一個(gè)循環(huán)語(yǔ)句,也就是循環(huán)的嵌套。當(dāng)為復(fù)合語(yǔ)句時(shí),必須用花括號(hào)“”和“”括起來(lái)。 當(dāng)語(yǔ)句組只有一句時(shí),可省略花括號(hào)(或者說(shuō),如果不加花括號(hào),則循環(huán)體的范圍只到for后面第一個(gè)分號(hào)處)。,3.4.1 for循環(huán)語(yǔ)句,4執(zhí)行過(guò)程 (1)計(jì)算“表達(dá)式1”,為循環(huán)變量賦初值?!氨磉_(dá)式1”只是在剛進(jìn)入循環(huán)語(yǔ)句時(shí)計(jì)算1次,以后再不計(jì)算! (2)計(jì)算“表達(dá)式2”,判斷循環(huán)條件是否滿足。若“表達(dá)式2”的值為真(非0),則順序執(zhí)行循環(huán)體中的語(yǔ)句,否則,for循環(huán)結(jié)束。 (3)順序執(zhí)行循環(huán)體中的
18、各語(yǔ)句,后進(jìn)行下一步。 (4)計(jì)算“表達(dá)式3”,修改循環(huán)控制變量,然后轉(zhuǎn)到(2)。,3.4.1 for循環(huán)語(yǔ)句,N,Y,Y,3.4.1 for循環(huán)語(yǔ)句,#include void main() int i,s=0; for(i=1;i=10;i+) s=s+i; printf(s=%dn,s); ,【例3-11】編寫計(jì)算s=1+2+3+10的程序。,3.4.1 for循環(huán)語(yǔ)句,#include void main() int i,n,s=1; printf(please input n:n); scanf(%d, ,【例3-12】輸入一個(gè)數(shù)n(10),求n!。,3.4.1 for循環(huán)語(yǔ)句,#i
19、nclude void main() int i; int n; float s=1,p=0; printf(please input n:n); scanf(%d, ,【例3-13】編寫程序,輸入n,求1+1/2!+1/n!,3.4.2 while循環(huán)語(yǔ)句,while循環(huán)語(yǔ)句 while循環(huán)語(yǔ)句可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)“當(dāng)型”循環(huán)結(jié)構(gòu)。 1格式 while(表達(dá)式) 語(yǔ)句組; 2功能: 構(gòu)成首先判斷循環(huán)條件的程序結(jié)構(gòu),其特點(diǎn)是先判斷表達(dá)式的值,而后執(zhí)行語(yǔ)句。,3.4.2 while循環(huán)語(yǔ)句,3組成 while:為語(yǔ)句關(guān)鍵字。 表達(dá)式:表達(dá)式為決定是否繼續(xù)進(jìn)行循環(huán)的判斷條件。通常為關(guān)系表達(dá)式或邏輯表達(dá)式。
20、當(dāng)表達(dá)式的值為非0時(shí),即滿足循環(huán)條件;否則不滿足。 語(yǔ)句組:語(yǔ)句組為循環(huán)體,可以是單一語(yǔ)句,也可以是復(fù)合語(yǔ)句,或內(nèi)嵌其他結(jié)構(gòu)。 4執(zhí)行過(guò)程: 先計(jì)算表達(dá)式的值,這個(gè)值為非0,則執(zhí)行循環(huán)體;否則,循環(huán)結(jié)束,執(zhí)行while循環(huán)后面的語(yǔ)句。,3.4.2 while循環(huán)語(yǔ)句,3.4.2 while循環(huán)語(yǔ)句,#include void main() int i=1,s=0; while(i=10) s+=i+; printf(s=%dn,s); ,【例3-14】用while循環(huán)語(yǔ)句編寫計(jì)算s=1+2+3+10的程序。,3.4.2 while循環(huán)語(yǔ)句,#include void main() int i=
21、1; while(i=10) printf(%d*%d=%dn,i,i,i*i); i+; ,【例3-15】編寫一程序,求110的平方。,3.4.3 do-while循環(huán)語(yǔ)句,do-while循環(huán)語(yǔ)句 這種循環(huán)結(jié)構(gòu)與while循環(huán)語(yǔ)句的區(qū)別是do-while是先執(zhí)行后判斷,while是先判斷后執(zhí)行。 1格式 do 語(yǔ)句組; while(表達(dá)式); 2用途 構(gòu)成后判斷循環(huán)條件的程序結(jié)構(gòu),循環(huán)體至少執(zhí)行一次。,3.4.3 do-while循環(huán)語(yǔ)句,3組成 do和while:為循環(huán)語(yǔ)句的關(guān)鍵字。 表達(dá)式:決定是否繼續(xù)循環(huán)的條件,與while的同理。 語(yǔ)句組:語(yǔ)句組為循環(huán)體。 注意,此結(jié)構(gòu)中,最后要以
22、分號(hào)結(jié)束: while(表達(dá)式); 4執(zhí)行過(guò)程 先執(zhí)行循環(huán)體,然后計(jì)算判斷表達(dá)式的值,根據(jù)這個(gè)值來(lái)決定是否繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體。如果表達(dá)式的值為非0,則轉(zhuǎn)去執(zhí)行循環(huán)體;否則,循環(huán)結(jié)束。循環(huán)體中的語(yǔ)句至少執(zhí)行一次。,3.4.3 do-while循環(huán)語(yǔ)句,3.4.3 do-while循環(huán)語(yǔ)句,#include void main() int i=1,s=0; do s+=i+; while(i=10); printf(s=%dn,s); ,【例3-16】用do-while循環(huán)語(yǔ)句編寫計(jì)算s=1+2+3+10的程序。,3.4.4 循環(huán)嵌套,一個(gè)循環(huán)體內(nèi)又包含另一個(gè)完整的循環(huán)結(jié)構(gòu),就稱為循環(huán)的嵌套。內(nèi)嵌的循
23、環(huán)中還可以嵌套循環(huán),這就是多層循環(huán)嵌套。三種循環(huán)可以互相嵌套,嵌套的層數(shù)不限。 循環(huán)嵌套的執(zhí)行流程是從外層循環(huán)開(kāi)始執(zhí)行,再進(jìn)入內(nèi)層循環(huán)執(zhí)行,內(nèi)層循環(huán)執(zhí)行完畢后,退到外層循環(huán)繼續(xù)執(zhí)行。,3.4.4 循環(huán)嵌套,#include void main() int i=1,j=1; for(i=1;i=5;i+) for(j=1;j=i;j+) putchar(*); putchar(n); ,【例3-17】編程輸出如下圖形:,* * * * *,3.4.4 循環(huán)嵌套,#include void main() int i,j; for(i=1;i10;i+) for(j=1;j=i;j+) printf
24、(%d*%d=%dt,j,i,i*j); printf(n); ,【例3-18】編寫一程序,輸出九九表。,3.4.5 三種基本結(jié)構(gòu)的綜合應(yīng)用,#define PI 3.14159 #include void main() int r=1; float area; for(r=1;r=10;r+) area=PI*r*r; if(area100) printf(%fn,area); ,【例3-19】輸出半徑從1到10的圓面積,直到面積大于100時(shí)停止。,3.4.5 三種基本結(jié)構(gòu)的綜合應(yīng)用,#include #include void main() int x,i; int flag=1; printf(input x:n); scanf(%d,if(x=2) flag=0; for(i=2;i=sqrt(x);i+) if(x%i=0) flag=0; if(flag=1) printf(yesn); else
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