第3章 分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)

第3章分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)3.1案例中的分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)3.2關(guān)系運(yùn)算符及其表達(dá)式3.3邏輯運(yùn)算符及其表達(dá)式3.4if語句3.5switch語句3.6運(yùn)算符及其表達(dá)式本章內(nèi)容掌握分支結(jié)構(gòu)的基本概念掌握關(guān)系運(yùn)算和關(guān)系表達(dá)式掌握邏輯運(yùn)算和邏輯表達(dá)式掌握if語句的基本形式和使用方法掌握switch語句的基本形式和使用方法了解C語言的各種運(yùn)算符及表達(dá)式學(xué)習(xí)目標(biāo)3.1案例中的分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)

學(xué)生信息管理系統(tǒng)程序啟動(dòng)后，首先顯示系統(tǒng)菜單，根據(jù)用戶輸入的數(shù)字，系統(tǒng)要進(jìn)行兩次判斷：

1.判斷用戶輸入的有效性。

2.判斷用戶選擇了哪個(gè)功能模塊。例1：輸入二元一次方程的的三個(gè)系數(shù)a,b,c，求ax2+bx+c=0方程的根#include"stdio.h"#include"math.h"voidmain(){ doublea,b,c,delt,x1,x2; printf(“請(qǐng)輸入系數(shù)abc:\n"); scanf("%lf%lf%lf/n",&a,&b,&c); delt=b*b-4*a*c; x1=(-b+sqrt(delt))/(2*a); x2=(-b-sqrt(delt))/(2*a); printf(“x1=%.3f,x2=%.3f\n",x1,x2);}如何判斷該方程是否有實(shí)根？程序只有三種基本結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)#include"stdio.h"#include"math.h"voidmain(){ doublea,b,c,p,area; printf("請(qǐng)輸入三邊長(zhǎng)abc:\n"); scanf("%lf%lf%lf/n",&a,&b,&c); p=(a+b+c)/2; area=sqrt(p*(p-a)*(p-b)*(p-c)); printf("Areais%.3f/n",area);}#include<stdio.h>//例3-1#include<stdlib.h>//exit()用到voidmain() { intchoice; printf("歡迎使用學(xué)生信息管理系統(tǒng)\n"); printf("-----------------------------------------------\n"); printf("1.添加學(xué)生信息2.顯示學(xué)生信息\n"); printf("3.修改學(xué)生信息4.刪除學(xué)生信息\n"); printf("5.查找學(xué)生信息6.統(tǒng)計(jì)不及格人數(shù)、最高分和平均分\n"); printf("7.按總分排序8.保存至文件(文本方式)\n"); printf("9.從文件讀入(文本方式)10.保存至文件(二進(jìn)制方式)\n"); printf("11.從文件讀入(二進(jìn)制方式)12.退出程序\n"); printf("-----------------------------------------------\n"); printf("請(qǐng)選擇功能模塊，輸入數(shù)字1-12:"); scanf("%d",&choice);

if(choice>=1&&choice<=12)

switch(choice)//根據(jù)用戶輸入的菜單編號(hào)，調(diào)用對(duì)應(yīng)的功能模塊

{ case1:printf("調(diào)用添加學(xué)生信息模塊\n");break; case2:printf("調(diào)用顯示學(xué)生信息模塊\n");break; case3:printf("調(diào)用修改學(xué)生信息模塊\n");break; case4:printf("調(diào)用刪除學(xué)生信息模塊\n");break; //…（為節(jié)省篇幅，省略了case8至case11）

case12:exit(0);break;//退出程序

}

else printf("輸入數(shù)字不正確，請(qǐng)重輸1-12:\n");}例如：在例3-1中，如何描述一個(gè)變量的值是否在區(qū)間[1,12]內(nèi)？

C語言中采用關(guān)系表達(dá)式和邏輯表達(dá)式來描述判斷條件。例如：

choice>=1&&choice<=12如何用C語言去描述一個(gè)判斷條件呢？1.關(guān)系運(yùn)算符及其優(yōu)先級(jí)C語言提供6個(gè)關(guān)系運(yùn)算符：>（大于） >=（大于或等于）<（小于）<=（小于或等于）==（等于）!=（不等于）3.2關(guān)系運(yùn)算符及其表達(dá)式優(yōu)先級(jí)和結(jié)合方向

優(yōu)先級(jí)是指當(dāng)多個(gè)運(yùn)算符出現(xiàn)在同一個(gè)表達(dá)式中時(shí)，哪一個(gè)運(yùn)算符先進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算順序直接影響表達(dá)式的值。例如:2+3*5等價(jià)于2+(3*5)c==a>b等價(jià)于c==(a>b)結(jié)合方向：當(dāng)多個(gè)同級(jí)運(yùn)算符出現(xiàn)在同一個(gè)表達(dá)式中時(shí)，

哪一個(gè)運(yùn)算符先進(jìn)行運(yùn)算。關(guān)系運(yùn)算符的結(jié)合方向是從左到右。例如：c<=a>b等價(jià)于(c<=a)>b。關(guān)系表達(dá)式關(guān)系表達(dá)式:用關(guān)系運(yùn)算符將兩個(gè)操作數(shù)連接起來

的式子例：a>b,a+b>b+c,(a=3)>(b=5),’a’<‘b’,(a>b)>(b<c)關(guān)系表達(dá)式的值是一個(gè)邏輯值，即“真”或“假”。例：關(guān)系表達(dá)式”a>b”的值為“真”，表達(dá)式的值為1。C語言中沒有專用的邏輯值，1代表真，0代表假例3-2寫出下面程序的運(yùn)行結(jié)果。#include<stdio.h>voidmain(){ inta=3,b=2,c; c=a<b; printf("c=%d\n",c);

if(a<b) printf("a小于b\n"); else

printf("a大于b\n");}inta=3,b=2,c=1,d;d=a-1>b>c;執(zhí)行上述語句后變量d的值是多少？說明：關(guān)系運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)低于算術(shù)運(yùn)算符關(guān)系運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)高于賦值運(yùn)算符有些情況下，只用關(guān)系表達(dá)式并不能完整地描述一個(gè)判斷條件。例如，在例3-1中要判斷變量choice的值是否在區(qū)間[1,12]內(nèi)，能否直接寫成if(1<=choice<=12)?3.3邏輯運(yùn)算符及其表達(dá)式#include<stdio.h>voidmain(){ intchoice=20; if(1<=choice<=12) printf("choice落在區(qū)間[1,12]內(nèi)\n"); else printf("choice沒落在區(qū)間[1,12]內(nèi)\n");}執(zhí)行語句后的值是多少？邏輯運(yùn)算符邏輯運(yùn)算符有三個(gè)：邏輯與(&&)：只有當(dāng)運(yùn)算符兩側(cè)的操作數(shù)都為真時(shí)，

結(jié)果為真，否則為假。 10>8&&4<12結(jié)果？邏輯或(||)：運(yùn)算符兩側(cè)的操作數(shù)只要有一個(gè)為真，結(jié)果為。

10<8||4>12結(jié)果？邏輯非(!)：當(dāng)運(yùn)算符右側(cè)的操作數(shù)為真時(shí)，

結(jié)果為假；反之，結(jié)果為真。

!(4>12)結(jié)果？邏輯表達(dá)式邏輯表達(dá)式的值也只能有兩種可能： “真”（用“1”表示） “假”（用“0”表示）邏輯運(yùn)算符連接的操作數(shù)可以是其它表達(dá)式例：設(shè)a=4，b=5：!a的值為0a&&b的值為1a||b的值為1!a||b的值為14&&0||2的值為1任何非零的數(shù)值被認(rèn)作“真”邏輯運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)優(yōu)先級(jí)：！>&&>||,

“&&”和“||”低于關(guān)系運(yùn)算符，“!”高于算術(shù)運(yùn)算符結(jié)合性：自左至右1&&0邏輯值為08<3邏輯值為04-1值為3!0邏輯值為15>3邏輯值為1表達(dá)式值為0自左向右運(yùn)算例：5>3&&8<4-!0對(duì)邏輯表達(dá)式求值時(shí)，需要注意以下兩點(diǎn)：(1)在“&&”表達(dá)式中，如果“&&”左端計(jì)算結(jié)果

為0，則右端便不再計(jì)算。

例如：inta=0,b=10,c; c=a&&(b=100); printf("c=%d,b=%d\n",c,b);(2)在“||”表達(dá)式中，如果“||”左端計(jì)算結(jié)果為1，

則右端便不再計(jì)算。

例如：inta=1,b=10,c; c=a||(b=100); printf("c=%d,b=%d\n",c,b);3.4if語句if語句有三種形式： 單分支條件語句 雙分支條件語句 多分支條件語句單分支條件語句

語法格式如下：

if(條件e)

語句S；例3-3從鍵盤輸入兩個(gè)整數(shù)x和y，求這兩個(gè)數(shù)

的最大值。#include<stdio.h> //注明輸入輸出函數(shù)使用的頭文件voidmain() //定義主函數(shù){ intx,y,max;//定義3個(gè)變量，變量max放x,y中較大數(shù)

printf("請(qǐng)輸入兩個(gè)整數(shù):"); //屏幕輸入提示

scanf("%d%d",&x,&y);//輸入兩個(gè)整數(shù)

max=x;//先假設(shè)x是較大數(shù)，將其值賦給max if(x<y) max=y;//若x不是較大數(shù)，則將y賦給max printf("max=%d\n",max);//輸出max的值}雙分支條件語句

語法格式如下：

if(條件e)

語句S1；

else

語句S2；例3-4從鍵盤輸入兩個(gè)整數(shù)x和y，求這兩個(gè)

數(shù)的最大值。#include<stdio.h> voidmain() { intx,y,max; printf("請(qǐng)輸入兩個(gè)整數(shù):"); scanf("%d%d",&x,&y); if(x<y) max=y; else max=x; printf("max=%d\n",max);}max=x;if(x<y) max=y;else ;【例3-5】從鍵盤輸入一個(gè)整數(shù)，當(dāng)該數(shù)大于或等于0時(shí)，輸出它的平方根，否則，顯示輸入數(shù)據(jù)不正確。

#include<stdio.h> //注明輸入輸出函數(shù)使用的頭文件#include<math.h>//注明平方根函數(shù)使用的頭文件voidmain() //定義主函數(shù){ intx; //定義變量

doubley; scanf("%d",&x); //調(diào)用庫函數(shù)從鍵盤輸入數(shù)據(jù)

if(x>=0) { y=sqrt(x); //調(diào)用開平方庫函數(shù)sqrt() printf("%lf\n",y); } else printf("輸入數(shù)據(jù)不正確!\n");//輸出數(shù)據(jù)錯(cuò)誤信息}例3-6從鍵盤輸入一年份，判斷該年是否為閏年。判斷閏年的條件是符合下面二條之一：

(1)能被4整除，但不能被100整除；

(2)能被400整除。#include<stdio.h>voidmain(void){ intyear; printf("請(qǐng)輸入年份:"); scanf("%d",&year); if((year%4==0&&year%100!=0)||year%400==0) printf("%d是閏年\n",year); else printf("%d不是閏年\n",year);}多分支條件語句語法格式如下：if（條件1）語句1;elseif（條件2）語句2;…elseif（條件n）語句n;else

語句n+1;【例3-7】某商場(chǎng)實(shí)行打折促銷活動(dòng)，折扣率根據(jù)客戶購買商品的金額來定，兩者的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表3-1所示。編寫一個(gè)程序，從鍵盤輸入客戶購買商品的金額后，自動(dòng)計(jì)算出購買商品的金額和應(yīng)付金額。#include<stdio.h> //注明輸入輸出函數(shù)使用的頭文件voidmain() //定義主函數(shù){ doublecost,cost1; //分別表示購買金額和應(yīng)付金額

printf("請(qǐng)輸入購買商品的金額:"); //屏幕提示信息

scanf("%lf",&cost); //輸入數(shù)據(jù)

if(cost>=10000) cost1=cost*0.85; elseif(cost>=5000) cost1=cost*0.9; elseif(cost>=1000) cost1=cost*0.95; else cost1=cost; printf("購買金額為：%.2lf，應(yīng)付金額為%.2lf\n",cost,cost1); }例3-8:學(xué)生成績(jī)可分為五分制與百分制，從鍵盤輸入學(xué)生的百分制成績(jī)，將其轉(zhuǎn)換為五分制輸出。百分制與五分制之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如右表所示。百分制五分制90～100A80～89B70～79C60～69D0～59E floatscore; printf("請(qǐng)輸入分?jǐn)?shù):"); scanf("%f",&score); if(score>=90) printf("A\n"); elseif(score>=80) printf("B\n"); elseif(score>=70) printf("C\n"); elseif(score>=60) printf("D\n"); elseif(score>=0) printf("E\n"); else printf("輸入分?jǐn)?shù)不正確!");如果輸入分?jǐn)?shù)大于100，則輸出多少？應(yīng)如何進(jìn)行修改呢？if語句的嵌套if語句的嵌套是指在if語句中又包含了一個(gè)或多個(gè)if語句。其一般格式如右：【例3-10】已知男性60歲退休。女性55歲退休，輸入一個(gè)人的年齡和性別，判斷是退休還是在工作，并輸出結(jié)果。輸入性別時(shí)，F(xiàn)或f時(shí)表示女性，M或m時(shí)表示男性。#include<stdio.h>voidmain(){ intage;//變量age表示年齡

charsex;//變量sex表示性別

printf("請(qǐng)輸入性別和年齡F(f)/M(m)）:");scanf("%c%d",&sex,&age);//輸入性別和年齡

if(sex==‘m’||sex==‘M’) { if(age>=60) printf("他已退休\n"); else printf("他在工作\n"); }

else { if(sex==‘f’||sex==‘F’) { if(age>=55) printf("她已退休\n"); else printf("她在工作\n");

} else printf("輸入數(shù)據(jù)有誤！\n"); }}例3-9根據(jù)以下分段函數(shù)編寫程序，輸入一個(gè)x值，

輸出相應(yīng)的y值。方法1：#include<stdio.h>voidmain(){ intx,y; scanf("%d",&x); if(x<0) y=-1; if(x==0) y=0; if(x>0) y=1; printf("x=%d,y=%d\n",x,y);}方法2：#include<stdio.h>voidmain(){ intx,y; 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);}3.5switch語句在程序設(shè)計(jì)中，可以采用if-elseif語句處理多分支問題，但是，當(dāng)分支很多時(shí)，if語句的層次也會(huì)很多，造成程序編寫和閱讀上的困難。語法格式如下：switch（表達(dá)式）{ case常量1:

語句序列1;[break;] case常量2:

語句序列2;[break;] … case常量n:

語句序列n;[break;] default:語句序列n+1;}例如，在學(xué)生信息管理系統(tǒng)案例中，根據(jù)用戶輸入的菜單編號(hào)，調(diào)用相應(yīng)功能模塊的部分程序代碼如下：scanf("%d",&choice);//choice變量保存有用戶輸入的菜單編號(hào)switch(choice){ case1:add();break;//添加學(xué)生信息

case2:display();break;//顯示學(xué)生信息

case3:modify();break;//修改學(xué)生信息

case4:del(); break;//刪除學(xué)生信息

case5:find();break;//查找學(xué)生信息

case6:compute();break;//統(tǒng)計(jì)不及格人數(shù)、最高分和平均分

case7:sort();break;//按總分排序

case8:save_txt();break;//數(shù)據(jù)保存至文件(文本方式) case9:load_txt();break;//從文件讀取數(shù)據(jù)(文本方式) case10:save_bin();break;//數(shù)據(jù)保存至文件(二進(jìn)制方式) case11:load_bin();break;//從文件讀入數(shù)據(jù)(二進(jìn)制方式) case12:exit(0);break;//退出程序}例3-11從鍵盤輸入一個(gè)算術(shù)運(yùn)算式，輸出計(jì)算結(jié)果，算術(shù)運(yùn)算式的格式如下：aopb，其中，a、b為兩個(gè)整數(shù)，op為算術(shù)運(yùn)算符，包括：+、-、*、/、%。#include<stdio.h>voidmain(){ inta,b;charop; printf("請(qǐng)輸入算術(shù)運(yùn)算式：");

scanf("%d%c%d",&a,&op,&b); switch(op) { case‘+’:printf("結(jié)果為：%d\n",a+b);break; case‘-’:printf("結(jié)果為：%d\n",a-b);break; case‘*’:printf("結(jié)果為：%d\n",a*b);break; case‘/’:printf("結(jié)果為：%d\n",a/b);break; case‘%’:printf("結(jié)果為：%d\n",a%b);break; default:printf("數(shù)據(jù)輸入錯(cuò)誤！\n",a/b);

}}

為了避免除0錯(cuò)誤，提高程序的健壯性，上述程序應(yīng)作何修改？case‘/’: if(b==0) printf("被0除錯(cuò)誤！\n"); else printf("結(jié)果為：%d\n",a/b); break; case‘%’: if(b==0) printf("被0除錯(cuò)誤！\n"); else printf("結(jié)果為：%d\n",a%b); break;在switch結(jié)構(gòu)中，如果多個(gè)case的執(zhí)行語句相同，則它們可以共用同一個(gè)語句塊。例3-12：已知1998年的1、3、5、7、8、10、12月有31天，4、6、9、11月有30天，2月有28天。編程從鍵盤輸入1998年的某個(gè)月份，輸出該月有多少天。#include<stdio.h>voidmain(){intx,day;//定義兩個(gè)變量，x保存月份，day保存天數(shù)

printf("請(qǐng)輸入月份（1-12）：");scanf("%d",&x);switch(x){ case4: case6: case9: case11:day=30;break;//4、6、9、11月有30天

case2:day=28;break;//2月有28天

default:day=31;//其它月有31天

}printf("%d月的天數(shù)是%d\n",x,day);//輸出顯示月份對(duì)應(yīng)的天數(shù)}如果將程序中case11和case2分支后的break語句省略，寫成如下形式：

case11:day=30; case2:day=28;程序的運(yùn)行結(jié)果會(huì)是怎樣？當(dāng)省略某個(gè)case分支后的break語句時(shí)，程序在執(zhí)行完該case分支對(duì)應(yīng)的語句后，并不自動(dòng)退出switch結(jié)構(gòu)，而是繼續(xù)依次執(zhí)行下面case分支后的語句(不再進(jìn)行條件檢測(cè))，直至遇到break語句或switch語句結(jié)束。3.6運(yùn)算符及其表達(dá)式1.基本的算術(shù)運(yùn)算符+（加），-（減），*（乘），/（除），%（求余）2.自增、自減運(yùn)算符

m=++i; 等價(jià)于 i=i+1; m=i; m=i++; 等價(jià)于 m=i; i=i+1;

表達(dá)式++i的值為變量i加1之后的值，而表達(dá)式i++的值為變量i加1之前的值。

--i和i--與之類似。例3-13：分析下面程序的執(zhí)行結(jié)果#include<stdio.h>voidmain() //定義主函數(shù){ inti=5,j=5,m,n; m=++i; n=j++; printf("m=%d,n=%d,i=%d,j=%d\n",m,n,i,j);//輸出}賦值運(yùn)算符及其表達(dá)式C語言中包含的賦值運(yùn)算符如下：(1)基本賦值運(yùn)算符= 例如：a=b+1。(2)加賦值運(yùn)算符+= 例如：a+=b+1等價(jià)于a=a+(b+1)。(3)減賦值運(yùn)算符-= 例如：a-=b+1等價(jià)于a=a-(b+1)。(4