項目3 選擇結構程序設計

信息工程學院電子信息技術專業項目3選擇結構程序設計條件結構就像一個岔路口，可以向左走，也可以向右走。比如上洗手間，我們知道我們的性別，這時候我們需要根據洗手間提供的條件，左邊男洗手間，右邊女洗手間，或者正好相反，其中性別就是這個條件結構的條件。再比如，現在的分數都流行使用A、B、C來分級，假設考試成績是93分，可以將其設置為等級A，考試成績是87，可以將其設置為等級B，這里分數區間即為條件結構中的條件。任務3.1用if語句實現的選擇結構

任務說明與順序結構一樣，選擇結構（或分支結構）也是程序設計的基本結構之一。所謂選擇結構，就是根據不同的條件作出判斷，進而選擇執行不同的操作。用if語句可以構成選擇結構。在本任務中，將學習if語句的使用方法。任務實施1.任務功能編寫程序，求下面分段函數的值，要求x的值從鍵盤輸入。圖3-1求解函數流程圖2.編程思路

首先，判斷x的值是否小于等于0，當x的值小于等于0時，根據表達式y=0計算函數的值。否則，再判斷x的值是否大于10，當x的值大于10時，根據表達式y=2x+3計算函數的值。否則，根據表達式計算函數的值。求分段函數值的流程如圖3-1所示。3.編寫程序Ex3-1.c#include<stdio.h>/*包含頭文件*/#include<math.h>/*包含頭文件*/voidmain(){floatx,y;/*定義兩個實型變量*/printf("請輸入x的值：\n");scanf("%f",&x);/*從鍵盤輸入x的值*/if(x<=0)/*如果x≤0*/y=0;else{ if(x>10)/*如果x>10*/ y=2*x+3;/*計算y的值*/

else/*隱含0<x≤10*/

y=sqrt(x);/*計算y的值*/

}printf("y=%.2f\n",y);/*輸出y的值*/

}

4.運行、調試在VC++6.0開發環境下，編輯、編譯和調試源程序Ex3-1.c。程序運行的結果為：請輸入x的值：5<回車>y=2.24任務拓展將源程序Ex3-1.c中用if嵌套語句求分段函數的值改為用if-else-if語句（即多分支選擇結構）來實現，并比較二者有什么不同。相關知識一、關系運算符與關系表達式（1）關系運算符。關系運算符用于判斷兩邊操作數的大小關系。C語言中提供了6種關系運算符，如表3-1所示。其中，前4種關系運算符的優先級相同，后2種關系運算符的優先級相同，且前4種關系運算符的優先級又高于后2種。關系運算符的優先級低于算術運算符，但又高于賦值運算符。關系運算符都是雙目運算符，其結合性均為左結合。表3-1關系運算符注意，在C語言中“==”和“=”是兩種完全不同的運算符，前者為關系運算符中的相等運算符，后者為賦值運算符。運算符說明運算符說明>大于<=小于或等于<小于==等于>=大于或等于!=不等于（2）關系表達式。用關系運算符把兩個C語言表達式連接起來的式子稱為關系表達式。a<b、a+b>c-d、(a=3)<=(b=5)、'a'>='b'、(a>b)==(b>c)都是合法的關系表達式。若關系表達式成立，則結果為“真”，用整數“1”表示；若關系表達式不成立，則結果為“假”用整數“0”表示。例如：a=5，b=4，c=1。則：①關系表達式“a>b”成立，其值為“真”，即表達式的值為1。②關系表達式“(a>b)==c”成立，其值為“真”，即表達式的值為1。因為“a>b”成立，其值為1，等于c的值。③關系表達式“b+c<a”不成立，其值為“假”，即表達式的值為0。二、邏輯運算符與邏輯表達式（1）邏輯運算符。C語言中提供了3種邏輯運算符，如表3-2所示。表3-2邏輯運算符運算符說明&&邏輯與||邏輯或!邏輯非邏輯運算符的運算規則如下：①邏輯與“&&”。當且僅當兩個運算對象都為“真”時，運算結果為“真”，否則為“假”。②邏輯或“||”。當且僅當兩個運算對象都為“假”時，運算結果為“假”，否則為“真”。③邏輯非“!”。當運算對象為“真”時，運算結果為“假”；當運算對象為“假”時，運算結果為“真”。注意，參與邏輯運算的對象，非0即認為“真”，0認為“假”。而運算結果為“真”時，用整數1表示，運算結果為“假”時，用整數0表示。

邏輯運算符的優先級如下：①三者相比較。邏輯非的優先級最高，邏輯與次之，邏輯或最低。!（非）→&&（與）→||（或）。②與其它種類運算符的優先級比較。!→算術運算符→關系運算符→&&→||→賦值運算符→逗號運算符根據運算符的優先級可知，表達式“a>b&&c>d”等價于“(a>b)&&(c>d)”，“a+b>c&&x+y<b

”等價于“((a+b)>c)&&((x+y)<b)”。（2）邏輯表達式。用邏輯運算符將一個或多個表達式連接起來的式子稱為邏輯表達式。例如，a=7，b=9，則邏輯表達式“a&&b”的值為1。因為運算對象a和b均為非0的數，即都為“真”，“a&&b”運算的結果為“真”，即為1。三、條件運算符與條件表達式“?:”為條件運算符，它要求有3個操作對象，故稱為三目運算符。它是C語言中唯一的一個三目運算符。由條件運算符連接的表達式稱為條件表達式。其一般形式為：表達式1?表達式2:表達式3條件運算符的執行順序是，先求解表達式1的值，若為非0（即為“真”）則求解表達式2，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（即為“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。如a=2、b=3、max=(a>b)?a:b，則max的值為3。其執行過程是，先求解表達式“a>b”，由于“a>b”的值為0，故max的值等于b的值3。ABab條件pYN當p為“真”當p為“假”

四、if語句的三種形式

選擇結構程序又稱分支結構程序。程序一般是順序執行的，即按書寫順序一條語句一條語句地執行，但是選擇結構可以改變程序的執行順序。選擇結構還可能造成某些語句不被執行，選擇結構也使計算機具備了邏輯判斷能力。

選擇結構是根據條

件有選擇地執行程序

代碼，如圖3-2所示。圖3-2選擇結構程序執行示意圖如果(用戶輸入的密碼是:123)

輸出：密碼正確！否則

輸出：密碼錯誤！if(判斷式){判斷式成立時所執行的語句}else{判斷式不成立時所執行的語句}程序代碼：#include<stdio.h>main(){inta;printf(“請輸入密碼：”)；

scanf(“%d”,&a);/*用戶輸入密碼*/

if(a==123)/*密碼判斷*/{printf(“密碼正確!\n”)；

}else{printf(“密碼錯誤!\n”)；

}}實例一：根據上網用戶輸入的年齡，決定彈出信息，如年齡小于18，則彈出“你太小了，還不能到網吧上網哦！”，否則彈出“祝你玩得愉快！”程序代碼：#include<stdio.h>voidmain(){inta;printf("請輸入你的年齡：");scanf(“%d”,&a);

if(a>=18){printf(“祝你玩得愉快！\n”)；

}

else{printf(“你太小了，還不能到網吧上網哦！\n”)；

}}實例二：

if語句有3種形式：if單分支選擇結構，if…else…雙分支選擇結構，if…elseif多分支選擇結構。

1.單分支選擇結構。單分支選擇結構的一般形式為：

if(表達式)語句;

表達式后面的語句可以是一條語句，也可以是復合語句。程序執行的流程是：先計算表達式的值，若值為非0（即為“真”），則執行語句，否則就跳過語句。執行流程如圖3-3所示。例如，如果學生的成績grade大于等于60，在屏幕上顯示“恭喜你，通過了！”。該操作用if語句描述為：

if(grade>=60)printf("恭喜你，通過了！");圖3-3單分支選擇結構流程圖2.雙分支選擇結構。雙分支選擇結構的一般形式為：

if(表達式)

語句1;else

語句2;

語句1和語句2可以是一條語句，也可以是復合語句。程序執行的流程是：先計算表達式的值，若值為非0（即為“真”），則執行語句1，否則執行語句2。執行流程如圖3-4所示。圖3-4雙分支選擇結構流程圖【例3-1】輸入兩個整數，求其中較大的整數。#include<stdio.h>/*包含頭文件*/voidmain(){inta,b,max;/*定義三個整型變量*/

printf("請輸入兩個整數：");scanf("%d,%d",&a,&b);/*從鍵盤輸入變量的值*/if(a>b)

/*如果a大于b*/

max=a;

/*變量a的值賦給max*/else

/*否則*/

max=b;

/*變量b的值賦給max*/printf("max=%d\n",max);/*輸出max的值*/

}程序運行的結果為：請輸入兩個整數：5,9<回車>max=93.多分支選擇結構。多分支選擇結構的一般形式為：if(表達式1)

語句1;elseif(表達式2)

語句2;elseif(表達式3)

語句3;

……elseif(表達式n-1)

語句n-1;else

語句n;

語句1、語句2、……、語句n可以是一條語句，也可以是復合語句。

程序執行的流程是，若表達式1的值為非0（即為“真”），則執行語句1。否則，去判定elseif后面的表達式2，如果其值為非0，則執行語句2。否則，去判定下一個elseif后面的條件3，如果值為非0，則執行語句3。以此類推。如果條件1、條件2、條件3、……、條件n?1都為0，那么執行else后面的語句n。執行流程如圖3-5所示。

圖3-5多分支選擇結構流程圖23【例3-2】根據輸入的學生的成績打印出對應的等級。#include<stdio.h>/*包含頭文件*/voidmain(){floatscore;/*定義一個實型變量*/

printf("請輸入考試分數：");scanf("%f",&score);/*從鍵盤輸入score的值*/if(score>=90)/*如果score≥90*/

printf("優秀\n");elseif(score>=80)/*否則如果90>score≥80*/printf("良好\n");elseif(score>=60)/*否則如果80>score≥60*/printf("及格\n");else/*否則score<60*/printf("不及格\n");}程序運行的結果為：請輸入考試分數：85.5<回車>良好課堂練習：設計一個程序計算以下函數的結果。

0(x<0)y=x2(0≤x<10)2x+3(x≥10)2.編程思路分析

分段函數的求解，當輸入一個x的值后，先判斷它落在什么區間，然后再決定采用哪一個函數進行計算。設計流程如圖3-6所示。可用以下兩種方法實現。圖3-6函數計算流程圖方法一：#include<stdio.h>voidmain(){floatx,y;printf("inputx:\n");scanf("%f",&x);

if

(x>=10)

y=2*x+3;

else

if(x>=0)y=x*x;

else

y=0;printf("y=%f\n",y);}作業Ｐ53３.編程題（１）思考與練習Ｐ52１.填空題２.選擇題方法二：#include<stdio.h>voidmain(){floatx,y,k;printf("inputx:\n");scanf("%f",&x);

k=1*(x<0)+2*(x>=0&&x<=10)+3*(x>10);switch(k){case1:y=0;break;case2:y=x*x;break;case3:y=2*x+3;break;}}

5.if語句的嵌套在一個if語句中可以包含另外一個或多個if語句的形式稱為if語句的嵌套。

if語句嵌套的一般形式為：

if(表達式1)

if(表達式2)

語句1; else

語句2;

else

if(表達式3)

語句3; else

語句4;

其執行過程是：如果表達式1的值為非0（即為“真”），則執行第一個if-else語句，如果表達式1的值為假，則執行第二個if-else語句。然后跳到整個if語句之外繼續執行程序。if語句嵌套的執行流程如圖3-7表示。關于if語句嵌套的幾點說明：（1）在嵌套內的if語句可以是單分支選擇if語句也可以是雙分支if-else語句，else總是與位于它之前、離它最近的一個未配對的if配對。（2）為避免錯誤，可用大括號“{}”將內嵌的if-else語句括起來，以此來確定if與else的配對關系屬于內嵌范圍。

圖3-7if語句的嵌套任務3.2用switch語句實現的多分支結構任務說明用if語句可以實現多分支的選擇結構，但程序冗長，可讀性差。switch語句專門用于處理多分支選擇，使程序結構簡潔、清晰。在本任務中，將學習switch語句的基本結構及使用方法。

任務實施1.任務功能編寫簡易計算器程序，完成任意兩個數的“+”、“-”、“*”、“/”運算。2.編程思路可根據輸入的運算符由switch語句來完成相應的算術運算。用戶先輸入兩個運算量x和y，再輸入算術運算符。當用戶輸入的運算符不是“+”、“-”、“*”或“/”時，給出提示后退出程序。程序的執行流程如圖3-8所示。

圖3-8兩個數進行算術運算的流程圖

3.源程序Ex3-2.c#include<stdio.h>/*包含頭文件*/#include<stdlib.h>/*函數exit()包含于頭文件stdlib.h*/voidmain(){floatx,y,z;/*定義三個實型變量*/charopt;/*定義一個字符型變量*/printf("請輸入兩個運算量：");scanf("%f,%f",&x,&y);/*從鍵盤上輸入x、y的值*/getchar();//用來抵消回車符，以便opt能正確取值printf("請輸入運算符+、-、*或/：");opt=getchar();/*從鍵盤上輸入一個運算符*/switch(opt){case'+':z=x+y;break;case'-':z=x-y;break;case'*':z=x*y;break;

case'/':z=x/y;break;default:printf("%c不是運算符。\n",opt);exit(0);

//函數exit(0)用于退出程序

}printf("%.2f%c%.2f=%.2f\n",x,opt,y,z);}4.運行、調試在VC++6.0開發環境下，編輯、編譯和調試源程序Ex3-2.c。程序運行的結果為：請輸入兩個運算量：15.3,6<回車>請輸入運算符“+”、“-”、“*”或“/”：<回車>15.30*6.00=91.80任務拓展將源程序Ex3-1.c中用if語句求分段函數的值改為用switch語句實現。提示：定義一個整型變量k，用表達式k=1*(x<=0)+2*(x>0&&x<=10)+3*(x>10)將x的三個值域對應的轉換為三個整數，即1、2、3。相關知識實例一：模擬自動飲料機。按屏幕所示功能，輸入所選擇的合法數字，輸出可獲得的相應飲料名稱。程序如下：#include"stdio.h"voidmain(){

intbutton;printf("=======自動飲料機========\n");printf("1.可口可樂\n");printf("2.雪碧\n");printf("3.芬達\n");printf("4.百事可樂\n");printf("5.非常可樂\n");

printf("請按1--5鍵選擇飲料:\n");scanf("%d",&button);

switch(button){

case1:printf("你獲得一聽可口可樂\n");break;case2:printf("你獲得一聽雪碧\n");break;case3:printf("你獲得一芬達\n");break;case4:printf("你獲得一聽百事可樂\n");break;case5:printf("你獲得一聽非常可樂\n");break;default:printf("非法操作!\n");break;}}運行結果：=============自動飲料機==============1.可口可樂2.雪碧3.芬達4.百事可樂5.非常可樂請按1-5按鈕選擇飲料：3<CR>你獲得一聽芬達程序執行流程如圖3-9所示。圖3-9程序執行流程圖課堂練習：輸入某學生的成績，輸出相應的信息。成績在90-100之間，輸出“Verygood!”,成績在70-89之間，輸出“Good!”,成績在60-69之間，輸出“Pass!”，60分以下輸出“Nopass!”。（switch語句實現）解題思路：流程圖如圖3-10所示。圖3-10程序執行流程圖

程序代碼：#include<stdio.h>voidmain(){intscore,mark;printf("請輸入考試分數:\n");scanf("%d",&score);mark=score/10;switch(mark){ case10:printf("Verygood!\n");break; case9:printf("Verygood!\n");break;case8:printf("Good!\n");break; case7:printf("Good!\n");break;case6:printf("Pass!\n");break;default:printf("Nopass!\n");}}

switch語句的一般形式為：

switch(表達式){

case常量表達式1:語句1;break;case常量表達式2:語句2;break;……

case常量表達式n:語句n;break;default:語句n+1;}break語句的功能是終止switch語句的執行。

switch語句的執行過程：首先計算switch后面表達式的值，然后逐個與case后常量表達式的值相比較，當找到值相等的某個常量表達式時，則執行其后的語句。如果沒有break語句，程序將繼續執行后面case后的語句。如果有break語句，則程序不再執行后面case后的語句，而是立即跳出switch語句，去執行switch后面的語句。如表達式的值與所有case后常量表達式的值均不相等，則執行default后的語句。switch語句的執行過程如圖3-11表示。圖3-11switch語句的執行流程（包含break語句）關于switch語句的幾點說明：（1）switch后面表達式的值的類型只能是整型或字符型。（2）常量表達式通常是整型常量或字符型常量。（3）case與常量表達式之間必須用空格分開。（4）當某個case后面包含多條語句時，可以不用大括號“{}”括起來，系統會自動識別并順序執行該case后的所有語句。

【例3-3】對學生的考試成績score（百分制）進行等級評定：score≥90分為優秀，70≤score<90分為良好，60≤score<70分為及格，score<60分為不及格。（用switch語句實現）#include<stdio.h>