第5章选择结构程序设计PPT课件

第第5章章 选择结构程序设计选择结构程序设计要设计选择结构程序，要考虑两个方面的问题：一是在C语言中如何来表示条件，二是在C语言中实现选择结构用什么语句。在C语言中表示条件，一般用关系表达式或逻辑表达式，实现选择结构用if语句或switch语句。5.1 关系运算及其表达式关系运算及其表达式5.2 逻辑运算及其表达式逻辑运算及其表达式5.3 if语句语句5.4 switch语句语句5.5 选择结构程序举例选择结构程序举例良好的源程序书写风格良好的源程序书写风格注释注释5.1 关系运算及其表达式关系运算及其表达式 所谓“关系运算”实际上就是“比较运算”，即将两个数据进行比较，判定两个数据是否符合给定的关系。例如，“a b”中的“”表示一个大于关系运算。如果a的值是5，b的值是3，则大于关系运算“”的结果为“真”，即条件成立；如果a的值是2，b的值是3，则大于关系运算“”的结果为“假”，即条件不成立。5.1.1 关系运算符及其优先次序关系运算符及其优先次序1关系运算符C语言提供6种关系运算符：(小于小于),(大于大于),=(大于或等于大于或等于),=(等于等于),!=(不等于不等于)注意注意：在语言中，“等于”关系运算符是双等号“=”，而不是单等号“=”（赋值运算符）。2优先级 （1）在关系运算符中，前4个优先级相同，后2个也相同，且前4个高于后2个。（2）与其它种类运算符的优先级关系 关系运算符的优先级，低于算术运算符，但高于赋值运算符。5.1.2 关系表达式关系表达式 1关系表达式的概念 所谓关系表达式是指，用关系运算符将两个表达式连接起来，进行关系运算的式子。例如，下面的关系表达式都是合法的：ab，a+bc-d，(a=3)=b，(ab)=(bc)2关系表达式的值逻辑值（非“真”即“假”）。由于语言没有逻辑型数据，所以用整数“”表示“逻辑真”，用整数“”表示“逻辑假”。例如，假设num1=3，num2=4，num3=5，则：（1）num1num2的值=0。（2）(num1num2)!=num3的值=1。（3）num1num3num2的值=1。思考题思考题：任意改变num1或num2的值，会影响整个表达式的值吗？为什么？（4）(n u m 1 n u m 2)+n u m 3 的 值=6，因 为num1=0”。如果需要描述“x=0”、同时“x=0)&(x10)，(x5)，!(x=0)，(year%4=0)&(year%100!=0)|(year%400=0)（2）运算规则 1）&：当且仅当两个运算量的值都为“真”时，运算结果为“真”，否则为“假”。2）|：当且仅当两个运算量的值都为“假”时，运算结果为“假”，否则为“真”。3）!：当运算量的值为“真”时，运算结果为“假”；当运算量的值为“假”时，运算结果为“真”。例如，假定x=5，则(x=0)&(x10)的值为“真”，(x5)的值为“假”。2逻辑运算符的运算优先级 （1）逻辑非的优先级最高，逻辑与次之，逻辑或最低，即：！（非）&（与）|（或）（2）与其它种类运算符的优先关系 ！算术运算 关系运算&|赋值运算 5.2.2 逻辑表达式逻辑表达式 1逻辑表达式的概念 所谓逻辑表达式是指，用逻辑运算符将1个或多个表达式连接起来，进行逻辑运算的式子。在C语言中，用逻辑表达式表示多个条件的组合。例如，(year%4=0)&(year%100!=0)|(year%400=0)就是一个判断一个年份是否是闰年的逻辑表达式。逻辑表达式的值也是一个逻辑值（非“真”即“假”）。2逻辑量的真假判定和非 语言用整数“”表示“逻辑真”、用“”表示“逻辑假”。但在判断一个数据的“真”或“假”时，却以和非为根据：如果为，则判定为“逻辑假”；如果为非，则判定为“逻辑真”。例如，假设num=12，则：！num的值=，num=1 num31的值=1。3说明 （1）逻辑运算符两侧的操作数，除可以是和非的整数外，也可以是其它任何类型的数据，如实型、字符型等。（2）在计算逻辑表达式时，只有在必须执行下一个表达式才能求解时，才求解该表达式（即并不是所有的表达式都被求解）。换句话说：1）对于逻辑与运算，如果第一个操作数被判定为“假”，系统不再判定或求解第二操作数。2）对于逻辑或运算，如果第一个操作数被判定为“真”，系统不再判定或求解第二操作数。例如，假设n1、n2、n3、n4、x、y的值分别为1、2、3、4、1、1，则求解表达式“(x=n1n2)&(y=n3n4)”后，x的值变为，而y的值不变，仍等于1！5.3 if语句和条件运算符语句和条件运算符5.3.1 if语句语句案例案例5.1 输入任意三个整数num1、num2、num3，求三个数中的最大值。/*功能：说明if 语句的格式。*/main()int num1,num2,num3,max;printf(Please input three numbers:);scanf(%d,%d,%d,&num1,&num2,&num3);if(num1num2)max=num1;else max=num2;if(num3max)max=num3;printf(The three numbers are:%d,%d,%dn,num1,num2,num3);printf(max=%dn,max);程序运行情况如下：Please input three numbers:11,22,18The three numbers are:11,22,18max=22本案例中的第1个if语句，可优化为如下不带else子句的形式：max=num1;if(num2max)max=num2;这种优化形式的基本思想是：首先取一个数预置为max（最大值），然后再用max依次与其余的数逐个比较，如果发现有比max大的，就用它给max重新赋值，比较完所有的数后，max中的数就是最大值。这种方法，对从3个或3个以上的数中找最大值的处理，非常有效。请读者仔细体会。案例案例5.2输入任意三个数num1、num2、num3，按从小到大的顺序排序输出。main()int num1,num2,num3,temp;printf(Please input three numbers:);scanf(%d,%d,%d,&num1,&num2,&num3);if(num1num2)temp=num1;num1=num2;num2=temp;if(num2num3)temp=num2;num2=num3;num3=temp;if(num1num2)temp=num1;num1=num2;num2=temp;p r i n t f(T h r e e n u m b e r s a f t e r s o r t e d:%d,%d,%dn,num1,num2,num3);程序运行情况如下：Please input three numbers:11,22,18Three numbers after sorted:11,18,22 1if语句的一般格式 if(表达式表达式)语句组语句组1;else 语句组语句组2;（1）if语句中的“表达式”必须用“(”和“)”括起来。（2）else子句（可选）是if语句的一部分，必须与if配对使用，不能单独使用。（3）当if和else下面的语句组，仅由一条语句构成时，也可不使用复合语句形式（即去掉花括号）。2if语句的执行过程（1）缺省else子句时 当“表达式”的值不等于0（即判定为“逻辑真”）时，则执行语句组1，否则直接转向执行下一条。（2）指定else子句时当“表达式”的值不等于0（即判定为“逻辑真”）时，则执行语句组1，然后转向下一条语句；否则，执行语句组2。3if语句的嵌套与嵌套匹配原则 if语句允许嵌套。所谓if语句的嵌套是指，在“语句组1”或（和）“语句组2”中，又包含有if语句的情况。if语句嵌套时，else子句与if的匹配原则匹配原则：与在它上面、距它最近、且尚未匹配的if配对。为明确匹配关系，避免匹配错误，强烈建议强烈建议：将内嵌的if语句，一律用花括号括起来。案例案例5.3 写一程序，从键盘上输入1年份year（4位十进制数），判断其是否闰年。闰年的条件是：能被4整除、但不能被100整除，或者能被400整除。算法设计要点算法设计要点：（1）如果能被整除，则余数为，即如果的值等于，则表示能被整除！（2）首先将是否闰年的标志leap预置为0（非闰年），这样仅当year为闰年时将leap置为1即可。这种处理两种状态值的方法，对优化算法和提高程序可读性非常有效，请读者仔细体会。参考程序如下：/*功能：说明if语句的嵌套格式和用法。*/main()int year,leap=0;/*leap=0：预置为非闰年*/printf(Please input the year:);scanf(%d,&year);if(year%4=0)if(year%100!=0)leap=1;if(year%400=0)leap=1;if(leap)printf(%d is a leap year.n,year);else printf(%d is not a leap year.n,year);利用逻辑运算能描述复杂条件的特点，可将上述程序优化如下：main()int year;printf(Please input the year:);scanf(%d,&year);if(year%4=0&year%100!=0)|(year%400=0)printf(%d is a leap year.n,year);else printf(%d is not a leap year.n,year);4说明 （1）if后面的“表达式”，除常见的关系表达式或逻辑表达式外，也允许是其它类型的数据，如整型、实型、字符型等。（2）if语句允许嵌套，但嵌套的层数不宜太多。在实际编程时，应适当控制嵌套层数(23层)。（3）“语句组1”和“语句组2”，可以只包含一个简单语句，也可以是复合语句。务必牢记务必牢记：不管是简单语句，还是复合语句中的各个语句，每个语句后面的分号必不可少！例如，案例案例5.1中的：if(num1num2)max=num1;else max=num2;语句：if行后面的赋值语句“max=num1;”分号不能省略。但不要误认为if和else是2个独立的语句，它们都属于if语句中的一部分，else是if语句的子句。5.3.2 条件运算符条件运算符 1一般格式：表达式1？表达式2：表达式3 条件表达式中的“表达式1”、“表达式2”、“表达式3”的类型，可以各不相同。2运算规则 如果“表达式1”的值为非0(即逻辑真)，则运算结果等于“表达式2”的值；否则，运算结果等于“表达式3”的值。3运算符的优先级与结合性 条件运算符的优先级，高于赋值运算符，但低于关系运算符和算术运算符。其结合性为“从右到左”（即右结合性）。例子：a b?a:c d?c:d，a=1,b=2,c=3,d=4(a b?a:c)d?c:d ;a b?a:(c d?c:d);例例5.4 从键盘上输入一个字符，如果它是大写字母，则把它转换成小写字母输出；否则，直接输出。main()char ch;printf(Input a character:);scanf(%c,&ch);ch=(ch=A&ch=Z)?(ch+32):ch;printf(ch=%cn,ch);5.4 switch语句语句C语言提供了switch语句直接处理多分支选择。案例案例5.5 从键盘上输入一个百分制成绩score，按下列原则输出其等级：score90，等级为A；80score90，等级为B；70score80，等级为C；60score70，等级为D；score60，等级为E。main()int score,grade;printf(Input a score(0100):);scanf(%d,&score);grade=score/10;/*将成绩整除10，转化成switch语句中的case标号*/switch(grade)case 10:case 9:printf(grade=An);break;case 8:printf(grade=Bn);break;case 7:printf(grade=Cn);break;case 6:printf(grade=Dn);break;case 5:case 4:case 3:case 2:case 1:case 0:printf(grade=En);break;default:printf(The score is out of range!n);程序运行情况如下：Input a score(0100):85grade=B1switch语句的一般形式switch(表达式)case 常量表达式1：语句组；break；case 常量表达式2：语句组；break;.case 常量表达式：语句组；break；default：语句组；break;2执行过程 （1）当switch后面“表达式”的值，与某个case后面的“常量表达式”的值相同时，就执行该case后面的语句（组）；当执行到break语句时，跳出switch语句，转向执行switch语句的下一条。（2）如果没有任何一个case后面的“常量表达式”的值，与“表达式”的值匹配，则执行default 后面的语句（组）。然后，再执行switch语句的下一条。3说明（1）switch后面的“表达式”，可以是int、char和枚举型中的一种。（2）每个case后面“常量表达式”的值，必须各不相同，否则会出现相互矛盾的现象（即对表达式的同一值，有两种或两种以上的执行方案）。（3）case后面的常量表达式仅起语句标号作用，并后面的常量表达式仅起语句标号作用，并不进行条件判断不进行条件判断。系统一旦找到入口标号，就从此标号开始执行，不再进行标号判断，所以必须加上break语句，以便结束switch语句。思考题思考题：如果去掉案例案例5.5程序中的所有break语句，且输入的成绩为75，输出会如何？（4）各case及default子句的先后次序，不影响程序执行结果。（5）多个case子句，可共用同一语句（组）。例如，在案例案例5.5中的“case 10:”和“case 9:”共用语句“printf(grade=An);break;”，“case 5:”“case 0:”共用语句“printf(grade=En);break;”。（6）用switch语句实现的多分支结构程序，完全可以用if语句或if语句的嵌套来实现。5.5 选择结构程序设计举例选择结构程序设计举例案例案例5.6 求一元二次方程ax2+bx+c=0的解（a0）。/*功能：求一元二次方程的解。*/#include math.hmain()float a,b,c,disc,x1,x2,p,q;scanf(“%f,%f,%f”,&a,&b,&c);disc=b*b-4*a*c;if(fabs(disc)1e-6)x1=(-b+sqrt(disc)/(2*a);/*求出两个不相等的实根*/x2=(-b-sqrt(disc)/(2*a);printf(x1=%7.2f,x2=%7.2fn,x1,x2);else p=-b/(2*a);/*求出两个共轭复根*/q=sqrt(fabs(disc)/(2*a);printf(“x1=%7.2f+%7.2f in“,p,q);/*输出两个共轭复根*/printf(”x2=%7.2f-%7.2f in“,p,q);说明说明：由于实数在计算机中存储时，经常会有一些微小误差，所以本案例判断disc是否为0的方法是：判断disc的绝对值是否小于一个很小的数（例如10-6）。思考题思考题：如果将系数a、b、c定义成整数，能否直接判断disc是否等于0？案例案例5.7 已知某公司员工的保底薪水为500，某月所接工程的利润profit（整数）与利润提成的关系如下（计量单位：元）：profit1000没有提成；1000profit2000提成10%；2000profit5000提成15%；5000profit10000提成20%；10000profit提成25%。算法设计要点：算法设计要点：为使用switch语句，必须将利润profit与提成的关系，转换成某些整数与提成的关系。分析本题可知，提成的变化点都是1000的整数倍（1000、2000、5000、），如果将利润profit整除1000，则当：profit1000对应0、11000profit2000对应1、22000profit5000对应2、3、4、55000profit10000对应5、6、7、8、9、1010000profit对应10、11、12、为解决相邻两个区间的重叠问题，最简单的方法就是：利润profit先减1（最小增量），然后再整除1000即可：profit1000对应0 1000profit2000对应1 2000profit5000对应2、3、4 5000profit10000对应5、6、7、8、9 10000profit对应10、11、12、/*案例代码文件名：AL4_7.C。*/main()long profit;int grade;float salary=500;printf(Input profit:);scanf(%ld,&profit);grade=(profit 1)/1000;/*将利润-1、再整除1000，转化成 switch语句中的case标号*/switch(grade)case 0:break;/*profit1000*/case 1:salary+=profit*0.1;break;/*1000profit2000*/case 2:case 3:case 4:salary+=profit*0.15;break;/*2000profit5000*/case 5:case 6:case 7:case 8:case 9:salary+=profit*0.2;break;/*5000profit10000*/default:salary+=profit*0.25;/*10000profit*/printf(salary=%.2fn,salary);良好的源程序书写风格良好的源程序书写风格注释注释必要的注释，可有效地提高程序的可读性，从而提高程序的可维护性。在语言源程序中，注释可分为三种情况：（1）在函数体内对语句的注释；（2）在函数之前对函数的注释；（3）在源程序文件开始处，对整个程序的总体说明。函数体内的语句，是由顺序结构、选择结构和循环结构等三种基本结构构成的。在什么地方加以注释的原则是：如果不加注释，理解起来就会有困难，或者虽无困难、但浪费时间。（1）顺序结构在每个顺序程序段(由若干条语句构成)之前，用注释说明其功能。除很复杂的处理外，一般没有必要每条语句都加以注释。（2）选择结构 在C语言中，选择结构是由if语句和switch语句来实现的。一般地说，要在前面说明其作用，在每个分支条件语句行的后面，说明该分支的含义，如下所示：1）if语句 /*（说明功能）*/if(条件表达式)/*条件成立时的含义*/else/*入口条件含义*/2）switch语句 /*（说明功能）*/switch(表达式)case 常量表达式1：/*该入口值的含义*/语句组；case 常量表达式n：/*该入口值的含义*/语句组；default：/*该入口值的含义*/语句组；如果条件成立时（或入口值）的含义，已经很明确了，也可不再加以注释。