邏輯運算和判斷選取控制

邏輯運算和判斷選取控制第一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五4.1.1關(guān)系運算符及其優(yōu)先次序

C語言提供6種關(guān)系運算符：

(1)<（小于）

(2)<=（小于或等于）

(3)>（大于）

(4)>=（大于或等于）〕(5)==（等于）

(6)!=（不等于）關(guān)于優(yōu)先次序：1．前4種關(guān)系運算符（＜，＜＝，＞，>＝）的優(yōu)先級別相同，后兩種也相同。前4種高于后2種。例如，“＞”優(yōu)先于“==”。而“＞”與“＜”優(yōu)先級相同。

2．關(guān)系運算符的優(yōu)先級低于算術(shù)運算符。

3.關(guān)系運算符的優(yōu)先級高于賦值運算符。高→低算術(shù)運算符關(guān)系運算符賦值運算符例如：c>a+b等效于c>(a+b)a>b!=c等效于(a>b)!=ca==b<c等效于a==（b<c）第二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五4.1.2關(guān)系表達式用關(guān)系運算符將兩個表達式（可以是算術(shù)表達式或關(guān)系表達式、邏輯表達式、賦值表達式、字符表達式）連接起來的式子，稱關(guān)系表達式。例如，下面都是合法的關(guān)系表達式：a>b,a＋b＞b＋c，（a＝3）＞（b=5），’a’＜’b’，（a＞b）＞（b＜c）關(guān)系表達式的值是一個邏輯值，即“真”或“假”。例如，關(guān)系表達式“5＝3”的值為“假”“5>=0”的值為“真”。C語言沒有邏輯型數(shù)據(jù)（Pascal語言以True表示“真”，以Fa1se表示“假”。PASCAL和FORTRAN等語言都有邏輯型變量和邏輯型常量），以1代表“真”，以“0”代表“假”。例如，若a=3，b=2，c=1，則：

a>b的值為”真”,表達式的值為1。（a＞b）==c的值為“真”（因為a＞b的值為1，等于c的值），表達式的值為1。

b＋c＜a的值為“假”，表達式的值為0。如果有以下賦值表達式：

d＝a＞bd的值為1。

f＝a＞b＞cf的值為0（因為“＞”運算符是自左至右的結(jié)合方向，先執(zhí)行“a＞b”，得值為1，再執(zhí)行關(guān)系運算：“1＞c”得值0，賦給f第三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五

4．2邏輯運算符和邏輯表達式用邏輯運算符將關(guān)系表達式或邏輯量連接起來就是邏輯表達式。下面介紹C語言中的邏輯運算符和邏輯運算。4.2.1邏輯運算符及其優(yōu)先次序

C語言提供三種邏輯運算符：

1．&&邏輯與（相當(dāng)于其它語言中的AND）

2．||邏輯或（相當(dāng)于其它語言中的OR）

3．！邏輯非（相當(dāng)于其它語言中的NOT）

&&和||”是“雙目（元）運算符”，它要求有兩個運算量（操作數(shù)），如（a>b）&&（x>y）,（a>b）||（x>y）。“！”是“一目（元）運算符”，只要求有一個運算量，如?。╝＞b）。邏輯運算舉例如下：

a&&b若a,b為真，則a&&b為真。

a||b若a,b之一為真，則a||b為真。

!a若a為真，則!a為假。第四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五下表為邏輯運算的“真值表”。用它表示當(dāng)a和b的值為不同組合時，各種邏輯運算所得到的值。

ab!a!ba&&ba||bTTFFTTTFFTFF

在一個邏輯表達式中如果包含多個邏輯運算符，如！a&&b||x>y&&c優(yōu)先次序：高→低！→算術(shù)運算符→關(guān)系運算符→&&→||→賦值運算符！a&&b||x>y&&c(（!a）&&b)||((x>y)&&c)(a＞b)&&(x>y)可寫成：a>b&&x>y(a==b）||(x==y)可寫成：a==b||x>y（!a）||（a＞b）可寫成：！a||a＞b第五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五4.2.2邏輯表達式如前所述，邏輯表達式的值應(yīng)該是一個邏輯量“真”或“假”。C語言編譯系統(tǒng)在給出邏輯運算結(jié)果時，以數(shù)值1代表“真”，以0代表“假”，但在判斷一個量是否為“真”時，以0代表“假”，以非0代表“真”。即將一個非零的數(shù)值認作為“真”。例如：①若a＝4，則！a的值為0。因為a的值為非0，被認作“真”，對它進行“非”運算，得“假”，“假”以0代表。②若a=4，b=5，則a&&b的值為1。因為a和b均為非0，被認為是“真”，因此a&&b的值也為“真”，值為1。③a、b值同前，a||b的值為1。④a、b值同前，！a||b的值為1。⑤4&&0||2的值為1。通過這幾個例子可以看出，由系統(tǒng)給出的邏輯運算結(jié)果不是0就是1，不可能是其它數(shù)值。而在邏輯表達式中作為參加邏輯運算的運算對象（操作數(shù)）可以是0（“假”）或任何非0的數(shù)值（按“真”對待）。如果在一個表達式中不同位置上出現(xiàn)數(shù)值，應(yīng)區(qū)分哪些是作為數(shù)值運算或關(guān)系運算的對象，哪些作為邏輯運算的對象，第六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五例如

5＞3&&2||8＜4-!0表達式自左至右掃描求解。首先處理“5＞3”（因為關(guān)系運算符優(yōu)先于&&）。在關(guān)系運算符兩側(cè)的5和3作為數(shù)值參加關(guān)系運算，”5＞3”的值為：1。再進行”1&&2”的運算，此時1和2均是邏輯運算對象，均作“真”處理，因此結(jié)果為1。再往下進行“1||8<4-!0”的運算。根據(jù)優(yōu)先次序，先進行“！0”運算得1，因此，要運算的表達式變成：“1||8＜4-1”，即“1||8<3”，關(guān)系運算符“＜”兩側(cè)的8和3作為數(shù)值參加比較，“8＜3”的值為0（“假”）。最后得到“1||0”的結(jié)果1。實際上，邏輯運算符兩側(cè)的運算對象不但可以是0和1，或者是0和非0的整數(shù)，也可以是任何類型的數(shù)據(jù)。可以是字符型、實型或指針型等。系統(tǒng)最終以0和非0來判定它們屬于“真”或“假”。例如

‘c’&&’d’的值為1（因為’c’和’d’的Ascii值都不為0，按“真”處理）。在邏輯表達式的求解中，并不是所有的邏輯運算符都被執(zhí)行，只是在必須執(zhí)行下一個邏輯運算符才能求出表達式的解時，才執(zhí)行該運算符。例如：

1．a(chǎn)&&b&&c只有a為真（非0）時，才需要判別b的值，只有a和b都為真的情況下才需要判別c的值。只要a為假，就不必判別b和c,(此時整個表達式已確定為假）。如果a為真，b為假，不判別c。

第七頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五2．a(chǎn)||b||c只要a為真（非0）就不必判別b和c對&&運算符只有a≠0，才繼續(xù)進行右面的運算。對||運算符來說，只有a=0才繼續(xù)進行其右面的運算。因此，如果有下面的邏輯表達式：（m＝a＞b）&&（n=c＞d）當(dāng)a=1，b=2，c=3，d=4，m和n的原值為１時，由于a＞b的值為0，m=0，而n=c>d不被執(zhí)行，因此n的值不是0而仍保持原值1。這點請讀者注意。熟練掌握C語言的關(guān)系運算符和邏輯運算符后，可以巧妙地用一個邏輯表達式來表示一個復(fù)雜的條件。例如，判別某一年year是否閏年。閏年的條件是符合下面二者之一：①能被4整除，但不能被100整除。②能被4整除，又能彼400整除。可以用一個邏輯表達式來表示：

year％4＝＝0&&year％100!=0||year％400==0

當(dāng)year為某一整數(shù)值時，上述表達式值為真（1），則year為閏年；否則為非閏年?？梢约右粋€“！”用來判別非閏年：

!(year％4＝＝0&&year％100!=0||year％400==0)

若表達式值為真（1），year為非閏年。也可以用下面邏輯表達式判別非閏年：（year％4！=0）||（year％100==0||year％400！=0）表達式為真，year為非閏年。請注意表達式中右面的括弧內(nèi)的不同運算符（％，！，&&、==）的運算優(yōu)先次序。第八頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五4．3if語句

if語句是用來判定所給定的條件是否滿足，根據(jù)判定的結(jié)果（真或假）決定執(zhí)行給出的兩種操作之一。4.3.1if語句的三種形式

C語言提供了三種形式的if語句：

1．if（表達式）語句例如：if（x＞y）printf（”％d”,x）;

這種if語句的執(zhí)行過程見圖0表達式語句1第九頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五2．if（表達式）語句1else語句2

例如：if(x>y)printf（”％d”,x）；

elseprintf（”％d”,y）；見圖表達式語句1語句2真假第十頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五3．

if（表達式1）語句1elseif（表達式2）語句2elseif（表達式3）語句3elseif（表達式m）語句melse語句n

流程圖表達式1FT表達式3FT表達式2FT表達式4FT語句4語句5語句3語句2語句1第十一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五例如。

if（number>500）cost＝0．15；

elseif（number＞300）cost=0．10：

elseif（number＞100）cost=0．075；

elseif（number＞50）cost＝0.05;elsecost＝0;

說明：．三種形式的if語句中在if后面都有“表達式”，一般為邏輯表達式或關(guān)系表達式。例如，if（a==b&&.x==y）printf（”a=b,x=y”）；系統(tǒng)對表達式的值進行判斷，若為0，按“假”處理，若為非0，按“真”處理，執(zhí)行指定的語句。假如有以下語句：if（3）printf(“ok.”）；是合法的，執(zhí)行結(jié)果輸出”ok”。因為表達式的值為3，按“真”處理。由此可見，表達式的類型不限于邏輯表達式，可以是任意的數(shù)值類型（包括整型、實型、字符型、指針型數(shù)據(jù)）。例如，下面的語句也是合法的：

if（’a’）printf（”％d”,’a’）；執(zhí)行結(jié)果：輸出a的AscII碼97。第十二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五

2．第二、第三種形式的討語句中，在每個else前面有一分號，整個語句結(jié)束處有一分號。例如：

if（x＞0）printf(“%f”,x);elseprintf(“%f”,-x);

這是由于分號是C語句中不可缺少的部分，這個分號是讓語句中的內(nèi)臥語句所要求的。如果無此分號，則出現(xiàn)語法錯誤。但應(yīng)注意，不要誤認為上面是兩個語句（if語句和else語句）。它們都屬于同一個if語句。else子句不能作為語句單獨使用，它必須是if語句的一部分，與if配對使用。

3．在if和else后面可以只含一個內(nèi)嵌的操作語句（如上例），也可以有多個操作語句，此時用花括號“{}”將幾個語句括起來成為一個復(fù)合語句。如：

if（a＋b＞c&&b＋c＞a&&c＋a＞b）｛s=0．5*(a＋b+c);area=sqrt（s*(s-a)*(s-b)*(s-c)）；

printf（”area＝％6.2f”,area）；｝

elseprintf（”itisnotatrilateral”）；注意在{}外面不需要再加分號。因為{}內(nèi)是一個完整的復(fù)合語句，不需另附加分號。第十三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五例4。1輸入兩個實數(shù)，按代數(shù)值由小到大次序輸出這兩個數(shù)。

/*example4.1atpage53*/main(){floata,b,t;scanf("%f,%f",&a,&b);if(a>b){t=a;a=b;b=t;}printf("%5.2f,%5.2f",a,b);}運行情況如下。

3.6,-3.2一3．20．3．60第十四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五［例4．2」輸入三個數(shù)，按大小順序輸出。main(){floata,b,c,t;printf("Inputa,b,c\n");scanf("%f,%f,%f",&a,&b,&c);if(a>b){t=a;a=b;b=t;}if(a>c){t=a;a=c;c=t;}if(b>c){t=b;b=c;c=t;}printf("%5.2f,%5.2f,%5.2f",a,b,c);}

運行情況如下：3，7，11．O0，3．00，7．00第十五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五4.3.2語句的嵌套在if語句中又包含一個或多個if語句稱為if語句的嵌套。一般形式如下：

if()if（）語句1else語句2elseif(）語句3else語句4

應(yīng)當(dāng)注意if與else的配對關(guān)系。從最內(nèi)層開始，else總是與它上面最近的（未曾配對的）if配對。假如寫成：

1f（）

if（）語句1elseif（）語句2else語句3編程序者把else寫在與第一個if（外層if）同一列上，希望else與第一個if對應(yīng)，但實際上else是與第二個if配對，因為它們相距最近。因此最好使內(nèi)嵌if語句也包含else部分，這樣if的數(shù)目和else的數(shù)目相同，從內(nèi)層到外層一一對應(yīng)，不致出措。第十六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五如果if與else的數(shù)目不一樣，為實現(xiàn)程序設(shè)計者的企圖，可以加花括弧來確定配對關(guān)系。例如：

if(）｛if（）語句1｝

else

語句2這時if限定了內(nèi)嵌if語句的范圍，因此else與第一個讓配對?！咐?．3］有一函數(shù)：

-1(x<0)y=0(x=0)1(x>0)編一程序，輸入一個x值，輸出y值。有以下幾種寫法，請讀者判斷哪些是正確的？第十七頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五程序1：

main（）

{intx，y;scanf（”％d”，＆x）；

if(x<0)y=-1；

elseif（x==0）y=0；

elsey＝1；

printf（”x=％d,y＝％d\n”,x，y）;}

程序2：將上面程序的if語句改為：

if（x>=0）

if(x>0)y=1;elsey=0；

elsey＝一1;

第十八頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五程序3：將上述if語句改為：

y＝一1；

if(x!=0)if（x>0）y＝1：

elsey＝0；程序4：

y＝0；

if(x>=0)if（x>0）y＝1；

elsey＝-1;

只有程序1和2是正確的。一般把內(nèi)嵌的if語句放在外層的else子句中（如程序1那樣）,這樣由于有外層的else相隔，內(nèi)嵌的else不會和外層的if配對，而只能與內(nèi)嵌的讓配對，從而不致搞混，如像程序3、4那樣就容易混淆。第十九頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五4.3.3條件運算符若if語句中，在表達式為“真”和“假”時，且都只執(zhí)行一個賦值語句給同一個變量賦值時，可以用簡單的條件運算符來處理。例如，若有以下if語句：

if（a＞b）max=a;elsemax＝b;可以用下面的條件運算符(?:)來處理：

max＝（a＞b）？a:b;其中”（a＞b）？a:b”是一個“條件表達式”。它是這樣執(zhí)行的。如果（a>b）條件為真，則條件表式取值a,否則取值b.

條件運算符要求有三個操作對象,稱三目(元)運算符。條件表達式的一般形式為

表達式1？表達式2：表達式3

它的執(zhí)行過程見圖4．7。表達式1表達式2表達式3T(1)F(0)第二十頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五說明

1．條件運算符的執(zhí)行順序：先求解表達式1，若為非0（真）則求解表達式2，此時表達式2的值就作為整個條件表達式的值。若表達式1的值為0(假），則求解表達式3，表達式3的值就是整個條件表達式的值。

max＝（a＞b）？a：b執(zhí)行結(jié)果就是將條件表達式的值賦給max，也就是將a和b二者中大者賦給max。

2．條件運算符優(yōu)先于賦值運算符，因此上面賦值表達式的求解過程是先求解條件表達式，再將它的值賦給max。條件運算符的優(yōu)先級別比關(guān)系運算符和算術(shù)運算符都低。因此，

max=（a＞b）？a：b括號可以不要，可寫成max=a>b？a：b如果有a>b？a：b+1相當(dāng)于a＞b？a：（b十1），而不相當(dāng)于（a＞b？a：b）＋1。第二十一頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五3。條件運算符的結(jié)合方向為“自右至左”。如果有以下條件表達式：

a>b？a：c>d？c：d相當(dāng)于a>b？a：（c>d？c：d）a=1，b=2，c=3，d＝4，則條件表達式的值等于4。

4．條件表達式不能取代一般的if語句，只有在if語句中內(nèi)嵌的語句為賦值語句（且兩個分支都給同一個變量賦值）時才能代替if語句。象下面的if語句就無法用一個條件表達式代替。

if（a＞b）printf（“％d”，a）；

elseprintf（“％d”，b）；但可以用下面語句代替：printf（”％d”，a＞b？a:b）;即將條件表達式的值輸出。

5．條件表達式中，表達式1的類型可以與表達式2和表達式3的類型不同。如x?’a’:’b’x是整型變量，若x=0，則條件表達式的值為’b’。表達式2和表達式3的類型也可以不同，此時條件表達式的值的類型為二者中較高的類型。如x>y？1：1.5如x<=y，則條件表達式的值為1．5，若x>y值應(yīng)為1，由于1．5是實型，比整型高（見第二章2．7），因此，將1轉(zhuǎn)換成實型值1．0。第二十二頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五「例4．4」輸入一個字符，判別它是否大寫字母，如果是，將它轉(zhuǎn)換成小寫字母；如果不是，不轉(zhuǎn)換。然后輸出最后得到的字符。

/*example4.4atpage57*/main(){charch;scanf("%c",&ch);ch=(ch>='A'&&ch<='Z')?(ch+32):ch;printf("%c",ch);}

運行結(jié)果如下：條件表達式中的（ch＋32），其中32是小寫字母和大寫字母ASCII碼的差值（請參閱附錄1）。第二十三頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五4．4switch語句

switch語句是多分支選擇語句。if語句只有兩個分支可供選擇，而實際問題中常常需要用到多分支的選擇。例如，學(xué)生成績分類（90分以為‘A’等，80～89分為‘B’等，70～79分為‘c’，等，……）；人口統(tǒng)計分類（按年齡分為老、中、青、少、兒童）；工資統(tǒng)計分類；銀行存款分類；……等。當(dāng)然這些都可以用嵌套的讓語句來處理，但如果分支較多，則嵌套的if語句層數(shù)多，程序冗長而且可讀性降低。C語言提供switch語句直接處理多分支選擇，它相當(dāng)于Pascal語言中的case語句。它的一般形式如下：

switch（表達式）

{case常量表達式1：語句1case常量表達式2：語句2case常量表達式n：語句ndefault：語句n十1}

第二十四頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五例如，根據(jù)考試成績的等級打印出百分制分數(shù)段：

switch（grade）

{case‘A’：printf（“85～100\n”）；

case‘B’：printf（“70～84\n”）；

case‘C’：printf（“60～69＼n”）；

case’D’：printf（“＜60\n”）；

default：printf（”error＼n”）；

}第二十五頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五說明：

1．switch后面括弧內(nèi)的“表達式”，可以是整型表達式或字符型表達式，也可以是枚舉型數(shù)據(jù)（見第十章）。對其它類型，原來的C標準是不允許的，而新的ANSI標準允許上述表達式和case常量表達式為任何類型。

2．當(dāng)表達式的值與某一個case后面的常量表達式的值相等時，就執(zhí)行此case后面的語句，若所有的case中的常量表達式的值都沒有與表達式的值匹配的，就執(zhí)行defau1t后面的語句。3。每一個case的常量表達式的值必須互不相同，否則就會出現(xiàn)互相矛盾的現(xiàn)象（對表達式的同一個值，有兩種或多種執(zhí)行方案）。

4．各個case的出現(xiàn)次序不影響執(zhí)行結(jié)果。例如，可以先出現(xiàn)case‘D’：…，然后是case‘A’：……5。執(zhí)行完一個case后面的語句后，流程控制轉(zhuǎn)移到下一個case繼續(xù)執(zhí)行。“case常量表達式”只是起語句標號作用，并不是在該處進行條件判斷。在執(zhí)行switch語句時，根據(jù)switch后面表達式的值找到匹配的人口標號，就從此標號開始執(zhí)行下去，不再進行判斷。第二十六頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五例如，上面的例子中，若grade的值等于‘A’，則將連續(xù)輸出：

85～10070～8460～69〈60error因此，應(yīng)該在執(zhí)行一個case分支后，使流程跳出switch結(jié)構(gòu)，即終止switch語句的執(zhí)行，可以用了個break語句來達到此目的，將上面的switch結(jié)構(gòu)改寫如下：

switch（grade）

{case‘A’：printf（“85～100＼n”）；break；

case‘B’：printf（“70～84\n”）；break；

case‘C’：printf（“160～69\n”）；break；

case‘D’：printf(“＜60\n”)；break;defaultprintf(“error\n“)；ABCD其它grade85~10070~8460~69<60error第二十七頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五最后一個分支（default）可以不加break語句。如果grade的值為‘B’，則只輸出“70～84。流程圖見圖4．8。在case后面中雖然包含一個以上執(zhí)行語句，但可以不必用花括弧括起來，會自動順序執(zhí)行本case后面所有的執(zhí)行語句。當(dāng)然加上花括弧也可以。

6．多個case可以共用一組執(zhí)行語句，如：

case‘A’：

case‘B’：

case‘C’：printf(“＞60\n”)；break;grade的值為‘A’、‘B’或‘C’時都執(zhí)行同一組語句。第二十八頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五4．5程序舉例［例4．5」寫程序，判某一年是否閏年。判別某一年year是否閏年。閏年的條件是符合下面二者之一：①能被4整除，但不能被100整除。②能被4整除，又能彼400整除。可以用一個邏輯表達式來表示：

year％4＝＝0&&year％100!=0||year％400==0

當(dāng)year為某一整數(shù)值時，上述表達式值為真（1），則year為閏年；否則為非閏年。以變量Leap代表是否閏年的信息。若閏年，令leap=1。非閏年，leap=0。最后判斷l(xiāng)eap是否1（真）；若是，則輸出“閏年”信息。程序如下：第二十九頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五

/*example4.5atpage60*/main(){intyear,leap;printf("Inputayear\n");scanf("%d",&year);if(year%4==0){if(year%100==0){if(year%400==0) leap=1; elseleap=0;}elseleap=1;}elseleap=0;第三十頁，共三十七頁，編輯于2023年，星期五

if(leap)printf("%dis",year);elseprintf("%disnot",year);printf("aleapyear\n");}/*if((year%4==0&&year%100!=0)||(year%400==0))leap=1