c语言-第5章选择结构程序设计.ppt

2019/11/29,1,第5章 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 5.2 逻辑运算及其表达式 5.3 if语句 5.4 switch语句 5.5 选择结构程序举例 良好的源程序书写风格注释,2019/11/29,2,第五章 选择结构程序设计,根据选择结构的组成特点，分析问题时着重明确以下两点： 1）条件是什么 2）条件成立和不成立时分别执行什么操作。,2019/11/29,3,引例,需考虑： 输入x 判断x的值 根据x值，计算y值 输出y值,显然，顺序程序不能够实现，须引入选择结构程序。,关系运算,Enter x: 2 x=2.00 y=0.4546,2019/11/29,4,5.1 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。,2019/11/29,5,5.1.1 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： (大于) = (大于或等于) = (等于) != (不等于) 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。(P366),2019/11/29,6,5.1.2 关系表达式 1关系表达式的概念: 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”。,2019/11/29,7,例如，假设n1=3，n2=4，n3=5，则： （1）n1n2的值 （2）(n1n2)!=n3的值 （3）n1n3n2的值 （4）(n1n2)+n3的值 思考题：任意改变n1或n2的值，会影响整个表达式的值吗？ 再次强调：C语言用整数“1”表示“逻辑真”，用整数“0”表示“逻辑假”。所以，关系表达式的值，还可以参与其它种类的运算，例如算术运算、逻辑运算等。 Return,0 1 1 6,2019/11/29,8,5.2 逻辑运算及其表达式,关系表达式只能描述单一条件，例如: “x=0”。如果需要描述“x=0”、同时“x10”，就要借助于逻辑表达式了。 5.2.1 逻辑运算及其优先次序 逻辑运算符及其运算规则 （1）C语言提供三种逻辑运算符： & 逻辑与（相当于“同时”、“且”） | 逻辑或（相当于“或者”） ! 逻辑非（相当于“否定”）,2019/11/29,9,例如，下面的表达式都是逻辑表达式： (x=0) & (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) & (x5)的值为“假”。,2019/11/29,10,2逻辑运算符的运算优先级(P93) (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,2019/11/29,11,5.2.2 逻辑表达式 1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) 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”）。,2019/11/29,12,2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”。 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,0 1 1,2019/11/29,13,3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）。即： 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=1、n2=2、n3=3、n4=4、x=1、y=1则求解表达式“(x=n1n2)&(y=n3n4)”后， x=？，y=？，表达式的值=？,2019/11/29,14,5.3 if语句和条件运算符,5.3.1 if语句 例5.1 输入任意三个整数n1、n2、n3，求三个数中的最大值。 /*例代码文件名：L5_1.C。功能：说明if 语句的格式。*/ #include main() int n1,n2,n3,max; printf(“Please input three numbers:”); scanf(“%d,%d,%d”, ,程序运行情况如下： Please input three numbers:11,22,18 The three numbers are:11,22,18 max=22,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。,max=n1; if(n2max) max=n2;,2019/11/29,15,例5.2输入任意三个数n1、n2、n3，按从小到大的顺序排序输出。 /*例代码文件名：L5_2.C。*/(P98) #include main() int n1,n2,n3,temp; printf(“Please input three numbers:“); scanf(“%d,%d,%d“, 程序运行情况如下： Please input three numbers: 22,18,11 Three numbers after sorted: 11,18,22,2019/11/29,16,1if语句的一般格式 if(表达式) 语句组1; else 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“ ”。,2019/11/29,17,2if语句的执行过程 （1）缺省else子句时(P96) 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。如图5-5(a)所示。 （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。如图5-5(b)所示。 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：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，建议：将内嵌的if语句，一律用花括号括起来。,2019/11/29,18,例5.3 写一程序，从键盘上输入一个年份year（4位十进制数），判断其是否闰年。 算法设计要点： 1）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。 2）如果能被整除，则余数为，即如果的值等于，则表示能被整除！ 3）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。,2019/11/29,19,#include main() int year,leap=0; /* leap=0：预置为非闰年*/ printf(“Please input the year:“); scanf(“%d“, ,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： #include main() int year; printf(“Please input the year:“); scanf(“%d“, ,参考程序如下： /*例代码文件名：L5_3.C。*/ /*功能：说明if语句的嵌套格式和用法。*/,2019/11/29,20,4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：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，例5.1中的： if (n1n2) max=n1; else max=n2; if行后面的赋值语句“max=n1;”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。,2019/11/29,21,5.3.2 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。如图5-11所示。 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）。,2019/11/29,22,#include main() char ch; printf(“Input a character: “); scanf(“%c“, ,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。 /*例文件名：L5_4.C*/,2019/11/29,23,5.4 switch语句,C语言提供了switch语句直接处理多分支选择。 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；80score main() int score, grade; printf(“Input a score(0100): ”); scanf(“%d”, ,2019/11/29,24,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): 85 grade=B,2019/11/29,25,1switch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。,2019/11/29,26,3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：如果去掉例5.5程序中的所有break语句，且输入的成绩为75，输出会如何？,2019/11/29,27,（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，在例5.5中, 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。,2019/11/29,28,5.5 选择结构程序设计举例,#include #include main() float a,b,c,disc,x1,x2,p,q; scanf(“%f,%f,%f”, ,例5.6 求一元二次方程ax2+bx+c=0的解（a0）。(P108) /*例代码文件名：L5_6.C。*/,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）。,2019/11/29,29,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）(P110) profit1000 没有提成； 1000 profit2000 提成10%； 2000 profit5000 提成15%； 5000 profit10000 提成20%； 10000profit 提成25%。 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、1 1000 profit2000 对应1、2 2000 profit5000 对应2、3、4、5 5000 profit10000 对应5、6、7、8、9、10 10000profit 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 1000 profit2000 对应1 2000 profit5000 对应2、3、4 5000 profit10000 对应5、6、7、8、9 10000profit 对应10、11、12、,2019/11/29,30,/*例代码文件名：AL5_7.C。*/ #include main() long profit; int grade; float salary=500; printf(“Input profit: “); scanf(“%ld“, ,2019/11/29,31,良好的源程序书写风格注释,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。,2019/11/29,32,(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*/ ,2019/11/29,33,2）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。 Return,2019/11/29,34,周一上机题目,1）教材P111，习题5.5 2）写一程序，从键盘上输入一个年份year（4位十进制数），判断其是否闰年。 3）教材P112，习题5.9 4）教材P111，习题5.6,