C语言新教材PPT课堂课件-第5章选择结构程序设计.ppt

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1、选择结构是根据运行时的情况自动选择要执行的语句。在C语言中，用if语句或switch语句实现选择结构。if语句称作条件语句，switch语句称作分情况语句。如何表示条件，如何使用选择结构制程序流程，是学习本章要掌握的主要内容。关系运算是逻辑运算中比较简单的一种。所谓“关系运算”实际上是“比较运算”。将两个值进行比较，判断其比较的结果是否符合给定的条件。例如，a3是一个关系表达式，大于号()是一个关系运算符，如果a的值为5，则满足给定的“a3”条件，因此关系表达式的值为“真”；如果a的值为2，则不满足“a3”条件，则称关系表达式的值为“假”。5.1 关系运算符和关系表达式关系运算符和关系表达式C

2、语言提供6种关系运算符：、=、=、!=。关于它们的优先级次序如下：(1)前4种关系运算符的优先级别相同，后两种也相同。前4种高于后2种。如“”优先于“=”。(2)关系运算符的优先级低于算术运算符。(3)关系运算符的优先级高于赋值运算符。例如：a+bb+c等效于(a+b)(b+c)。2+a=b-a等效于(2+a)=(b-a)。a=bc 等效于 a=(bc)。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 用关系运算符将两个表达式连接起来的式子，称关系表达式用关系运算符将两个表达式连接起来的式子，称关系表达式。如：ab,a+bb+c,a(b=3)等都是合法的关系表达式。关系表达式的值是一

3、个逻辑值，即“真”或“假”。如：3=1的值为“假”，而5=0的值为“真”。在C语言中以1代表“真”，以“0”代表“假”。例如：a=4,b=2,c=1,则：关系表达式“ab”的值为“真”，即表达式的值为1。关系表达式“ab=c”的值为“真”，表达式的值为1。关系表达式“a+bb，则d的值为1 f=abc，则f的值为0，因为“”运算符是自左向右。先计算“ab”，则得到的值为1，然后再计算“1c”，整个表达式值为0。5.1.2 关系表达式关系表达式 C语言提供三种逻辑运算符：(1)&逻辑与 (2)|逻辑或 (3)!逻辑非“&”和“|”是“双目运算符”，它要求有两个运算量，如(ab)&(cd),a|b

4、。“!”是“一目运算符”，只要求有一个运算量，如!a。逻辑运算举例如下：a&b 若a、b为真，则a&b为真 a|b 若a、b之一为真，则a|b为真 !a 若a为真，则！a为假5.2 逻辑运算符和逻辑表达式逻辑运算符和逻辑表达式5.2.1 逻辑运算符及其优先次序逻辑运算符及其优先次序 逻辑运算的真值表逻辑运算的真值表ab!a!ba&ba|b真真(非非0)真真(非非0)假假(0)假假(0)真真(非非0)真真(非非0)真真(非非0)假假(0)假假(0)真真(非非0)假假(0)真真(非非0)假假(0)真真(非非0)真真(非非0)假假(0)假假(0)真真(非非0)假假(0)假假(0)真真(非非0)真真(

5、非非0)假假(0)假假(0)在一个逻辑表达式中如果包含多个逻辑运算符，如：!a&b|xy&c按以下的优先次序：(1)!(非)&(与)|(或)，即“!”为三者中最高的。(2)逻辑运算符中的“&”和“|”低于关系运算符，“!”高于算术运算符。例如：(ab)&(xy)可以写成ab&xy (a=b)|(x=y)可以写成a=b|x=y (!a)|(ab)可以写成!a|ab!(非)（高）算术运算符关系运算符&和|赋值运算符 （低）用逻辑运算符将关系表达式或逻辑量连接起来的式子就是逻辑表达式。逻辑表达式的值应该是一个逻辑量“真”或“假”。C语言编译系统在给出逻辑运算结果时，以数值1代表“真”，以0代表“假”

6、，但在判断一个量是否为“真”时，以0代表“假”，以非0代表“真”。即将一个非零的数值认作为“真”。如：(1)若a=4,则!a的值为0。(2)若a=4,b=5，则a&b的值为1，a|b的值为1。(3)4&0|2的值为1。(4)53&8b)&(n=cd)，则运行完m=?,n=?如果有逻辑表达式：(-a)&(+b)&(c+)则运行完：a,b,c分别为多少？如果有逻辑表达式：(-a)|(+b)|(c+)则运行完：a,b,c分别为多少？5.3 if 语句语句 if语句是用来判定所给定的条件是否满足，根据判定的结果(真或假)决定执行给出的两种操作之一。C语言提供了三种形式的if语句：1.if(表达式表达式

7、)语句语句 例如：if(xy)printf(“%d”,x);这种if语句的执行过程见图5.15.3.1 if语句的三种形式语句的三种形式图5.1 执行这种if语句时，首先判断表达式的值，若表达式值为非0，则执行表达式后面的语句；若表达式值为0，则不执行表达式后面的语句。2.if(表达式表达式)语句语句1 else 语句语句2 例如：if(xy)printf(“%d”,x);else printf(“%d”,y);当表达式值为非0，则执行语句1；当表达式值为0，则执行语句2。控制流程如图5.2所示。图5.23.if(表达式表达式1)语句语句1 else if(表达式表达式2)语句语句2 else

8、 if(表达式表达式3)语句语句3 else if(表达式表达式m)语句语句m else 语句语句 n 例如：if(number500)cost=0.15;else if(number300)cost=0.10;else if(number100)cost=0.75;else cost=0.5;执行多分支选择if语句时，如果表达式i的值为非0，则执行语句i，后面的语句再不执行；否则执行else后面的语句。图5.3说明：(1)三种形式的if语句中在if后面都有“表达式”，一般为逻辑表达式或关系表达式。在执行if语句时先对表达式求解，若表达式的值为0，按“假”处理，若表达式的值为非0，按“真”处理

9、，执行指定的语句。(2)第二、第三种形式的if语句中，在每个else前面有一分号，整个语句结束处有一个分号。(3)在if和else后面可以只含一个内嵌的操作语句，也可以有多个操作语句，此时用花括号“”将几个语句括起来成为一个复合语句。例例:输入一个数，如果该数大于等于0，则输出它的平方根，当它小于0，则不做任何处理。分析：(1)输入的数存入变量x；(2)使用选择if(x=0)。程序：#include#include main()double x;scanf(%f,&x),if(x=0)printf(%10.6f,sqrt(x);/*sqrt(x)开平方库函数调用*/例例:输入两个整数，求出大的

10、数并输出。#include main()int a,b,max;scanf(%d,%d,&a,&b);max=b;/*首先假设b为大的一个数*/if(ab)max=a;/*如果b不为大的一个数，则a是大的一个数*/printf(%d,max);例例:输入两个数，比较其大小，将较大的数输出。在例4.2中，我们用单分支实现过这个程序。现在我们用双分支实现。流程分析：(1)输入两个数据a，b；(2)如果ab则输出a；否则，输出b。使用if-else选择结构进行双分支，程序设计如下：#include main()float a,b;scanf(%f,%f,&a,&b);if(ab)printf(%f,

11、a);else printf(%f,b);注意：else之前有一分号。如无此分号，则会出现语法错误。例例：输入3个数a,b,c，要求按由小到大的顺序输出。main()float a,b,c,t;scanf(“%f,%f,%f”,&a,&b,&c);if(ab)t=a;a=b;b=t;if(ac)t=a;a=c;c=t;if(bc)t=b;b=c;c=t;printf(“%5.2f,%5.2f,%5.2fn”,a,b,c);在if语句中又包含一个或多个if语句称为if语句的嵌套。if语句嵌套结构如下：if(表达式表达式1)if(表达式表达式1_1)语句语句1_1;else 内嵌内嵌if语句语句1

12、_2;elseif(表达式表达式2_1)语句语句2_1;else 内嵌内嵌if语句语句2_2;5.3.2 if语句嵌套语句嵌套 应当注意应当注意if与与else的配对关系。的配对关系。else总是与它上面总是与它上面的最近的未配对的的最近的未配对的if配对。配对。如果if与else的数目不一样，为实现程序设计者的企图，可以加花括弧来确定配对关系。例如：if()if()语句 1 (内嵌if)else 语句 2例 计算分段函数：2*x x-10 y=2+x-10 x0 x-20 x10 x/10 x10 上面例题的分段函数可以用两层嵌套来完成：if(x=0)if(x=-10)/*当x-10*/y=

13、2*x;/*当-10 x0*/else/*当-100时走这条分支*/if(x=10)/*当0 xl 0*/yx-2;else/*当10 x*/yx/10;上述流程可以用图5.5表示。图5.5YN 为了使程序结构清晰，避免产生逻辑错误，可以加花括号来确定配对关系。例如：if(x=0)if(x=-10)/*当x=-10*/y=2*x;else/*当-10 x0时走这条分支*/if(x=10)/*当0 x=l 0*/y=x-2;else/*当10 x*/y=x/10;添加花括号后可以很清楚地表示出else与外层if的配对情况。程序实现：main()float x,y;scanf(“%f”,&x);i

14、f(x=0)if(x=-10)y=2*x;else y=2+x;else if(xb)max=a;else max=b;可以用下面的条件运算符来处理：max=(ab)?a:b 其中“(ab)?a:b”是一个“条件表达式”。？:是条件运算符。对于条件运算符要求有3个操作对象，称三目运算符，它使C语言中唯一的一个三目运算符。对于条件表达式的一般形式为：表达式表达式1？表达式？表达式2：表达式：表达式3 对于条件表达式的一些说明如下：5.3.3 条件运算符条件运算符(1)条件运算符的执行顺序：先求解表达式1，若为非0则求解表达式2，此时表达式2的值就作为整个条件表达式的值。若表达式1的值为0，则求解

15、表达式3，表达式3的值就是整个条件表达式的值。(2)条件运算符的优先级比赋值运算符高，比关系运算符和算术运算符低。(3)条件运算符的结合方向为“自右至左”。(4)条件表达式中的表达式2和表达式3还可以是赋值表达式或函数表达式。(5)条件表达式中，表达式1的类型可以与表达式2和表达式3的类型不同。5.4 switch 语句语句 switch语句是另一种分支控制语句，其特点是可以根据一个表达式的多种值，选择多个分支，因而也称为分情况语句和开关语句。实际问题中常常需要用到多分支结构，例如，学生成绩分档次(85分以上为“A”等，7084分为“B”等，6069分为“C”等)。switch语句一般形式如下

16、：switch(表达式表达式)case常量表达式常量表达式1：语句：语句1;case常量表达式常量表达式2：语句：语句2;case常量表达式常量表达式3：语句：语句3;case常量表达式常量表达式n：语句语句n;default：语句语句n+1;语句中的“表达式”可以是数值型或是字符型，表达式的值称为开关值。语句结构中各个case后常量表达式的值必须互不相同，否则执行时将出现矛盾，即同一个开关值，将对应多种执行方案。当表达式的值与某一个常量相等时，就执行常量后面的语句。case常量起的是语句标号的作用，程序并不在此进行判断。当程序执行某个标号的语句，就会按顺序执行以后的语句，直到遇到直到遇到br

17、eak语句或语句或switch语句结束。语句结束。若表达式的值与所有常量表达式的值都不相等，则执行default：后面的语句。default语句一般放在最后，否则会出现逻辑错误。注意：虽说“表达式”可以是数值型，但由于浮点数是用近似值表示的。“=”用于两个浮点数的判断时，由于存储误差，会得出错误的结果。例如：1.0/3.0*3.0=1.0 由于1.0/3.0得到的值用有限位保存，是近似值，所以，1.0/3.0*3.01.0。也就是说，“表达式”中不可以是浮点数。例4.7 根据变量i的值，输出字符。#include void main()int i;printf(please input i:)

18、;scanf(%d,&i);switch(i)case l:printf(An);case 2:printf(Bn);case 3:printf(Cn);case 4:printf(Dn);default:printf(En);若输入i的值为3，则与第3个常量相等，执行时会以case3：为入口，执行此后的所有语句，其输出结果为：CDE为了实现多分支，在执行了满足条件的语句后，就要使流程跳出switch分支结构，而不执行其后续的case后面的语句。因此，必须在常量表达式后面语句的最后，加上“break语句。具体形式如下：switch(i)case l:printf(An);break;case

19、2:printf(Bn);break;case 3:printf(Cn);break;case 4:printf(Dn);break;default:printf(En);最后一个分支的default语句后面可以不加“break;”语句。根据程序的需要在语句后面加或不加“break”，可以使多分支处理变得非常灵活可以使多分支处理变得非常灵活。如果多种情况需要共用一个执行语句，可用case的常量表达式将多种情况列出，在最后一种情况之后，才安排需执行的语句。例如：switch(i)case l:case 2:case 3:printf(ABCn);break;case 4:printf(Dn);b

20、reak;default:printf(En);当表达式的值为l，2，3中任一个值，都会输出：ABC。case语句出现的次序并不影响执行结果。case后面可以只有一条简单语句，也可以是用花括号括起来的几条语句构成的复合语句，还可以是空语句或流程控制语句。当有多条语句时，将会顺序执行完所有语句。例4.8 根据输入的学生的成绩判断等级。当成绩score90时为A等；成绩70score90为B等；成绩60score70为C等；成绩score60为D等(score为整数)。分析：设score为整型数，在score90的范围内，score可能取100，99，90，如果把这些值都列出来，太繁琐。利用两个整

21、数相除，结果自动取整的特性，当score在90到100之间变化时，score/10就只可能取10和9两个值。score和score/10的对应关系：scorescore/109010,970897,86069660以下default因此，可以用score/10的值来确定分支。上述任务可以由以下的程序完成：#include void main()int score;scanf(%d,&score);switch(score/10)case 10:case 9:printf(%d：An,score);break;case 8:case 7:printf(%d：Bn,score);break;cas

22、e 6:printf(%d：Cn,score);break;default:printf(%d：Dn,score);5.5 程序举例程序举例 我们已经学习了顺序结构和两种选择结构。这些结构都可以互相嵌套和组合，设计出结构复杂的程序。在本节中，将通过几个具体的例子介绍两种选择结构和顺序结构的嵌套和组合。例4.9 求方程ax2+bx+c0的实数解。分析：根据3个系数的不同情况，方程的根有如下几种情况：(1)a=0：不是二次方程(2)b2-4ac0：有两个相等的实根，只要求一个根(3)b2-4ac0：有两个不等的实根，求x1和x2(4)b2-4ac0：没有实数解程序：#includevoid mai

23、n()float a,b,c,xl,x2,disc;printf(input a b c:);scanf(%f%f%f,&a,&b,&c);if(fabs(a)le-6)/*a=0*/printf(The equation is not a quadratic);elsedisc=b*b-4*a*c;/*求判别式*/if(disc0)/*判别式小于0*/printf(The equation has not real root);elseif(fabs(disc)1e6)/*判别式等于0*/printf(The equation has two equal roots：%8.4f,-b/(2*

24、a);elsexl=(-b+sqrt(disc)/(2*a);x2(-b-sqrt(disc)/(2*a);printf(The equation has distinct real roots：%8.4f,%8.4f,xl,x2);/*3条顺序结构的语句组成一条复合语句*/*l条赋值语句和if(disc0)组成一条复合语句*/程序中用disc代表b2-4ac，先计算disc的值，以减少以后的重复计算。对于判断b2-4ac是否等于0时，要注意一个问题：由于disc(即b2-4ac)是实数，而实数在计算和存储时会有一些微小的误差，因此不能直接进行如下判断：if(disc=0)因为这样可能会出现本

25、来是零的量，由于上述误差而被判别为不等于零而导致结果错误。所以采取的办法是判别disc 的绝对值(fabs(disc)是否小于一个很小的数(例如1e6)，如果小于此数，就认为disc=0。图4.6 判断闰年程序流程。思考：有多条语句嵌套在结构中时，必须用花括号将多条语句组合成一条复合语句。如果去掉花括号，会出现什么问题呢?例4.10 输入年号，判断它是否为闰年。分析：如果此年号能被400整除，则它是闰年；否则，如果能被4整除，而不能被100整除则是闰年，否则不是闰年。程序流程图如图4.6所示。程序：#includeleap=0void main()unsigned int year,leap;

26、printf(Enter year:);scanf(%d,&year);if(year%400=0)leap=1;/*是闰年leap置成1*/elseif(year%4=0&year%100!=0)leap=1;/*是闰年leap置成l*/else leap0;/*不是闰年leap置成0*/if(leap=1)printf(%d：is a leap year.,year);else printf(%d is not a leap year.,year);例4.11 输入一个由两个数据和一个算术运算符组成的表达式，根据运算符完成相应的运算，并将结果输出。分析：输入形如a+b的表达式，a和b为整型

27、数。如果运算符是+、-、*中的任意一个，则进行相应的运算。如果运算符为或/，则应先判断b是否为0，并作相应处理。如果运算符不合法，则报错。程序：void main()int a,b;char c;scanf(%d%c%d,&a,&c,&b);switch(c)case+:printf(a+b=%d,a+b);break;case:printf(a-b=%d,a-b);break;case*:printf(a*b=%d,a*b);break;case/:if(b!=0)printf(a/b=%d,a/b);else printf(b=0);break；/*嵌套if语句*/case%:if(b!=0)printf(a mod b=%d,a%d);else printf(b=0);break;default:printf(Data out of range);/*出错*/