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第 5章 选择结构 程序设计
C 语言程序设计
22009-7-31
提出问题:
自然语言,如果 … 那么 …
否则 …
C语言,分支语句问题 1:
如何根据收入,确定他的纳税比例及纳税额?
问题 2
如何根据学生的分数判断是否及格?
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本章主要内容
5.1 关系运算符和关系表达式
5.2 逻辑运算符和逻辑表达式
5.3 if语句
5.4 switch语句
5.5 程序举例
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5.1 关系运算符和关系表达式
1.关系运算符及其优先次序
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 )
优先级相同(高)
优先级相同(低)
说明:
关系运算符的优先级低于算术运算符关系运算符的优先级高于赋值运算符
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5.1 关系运算符和关系表达式
2.关系表达式
用关系运算符将两个表达式(可以是算术表达式或关系表达式,逻辑表达式,赋值表达式,字符表达式)
接起来的式子,称关系表达式例,a>b,a+b>b+c,(a=3)>(b=5),?a?<?b?,(a>b)>(b<c)
关系表达式的值是一个逻辑值,即“真”或“假”。
例,关系表达式” a>b”的值为“真”,表达式的值为 1。
C语言中没有专用的逻辑值,1代表真,0代表假
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5.2 逻辑运算符和逻辑表达式
1.逻辑运算符及其优先次序
(1)&& (逻辑与 ) 相当于其他语言中的 AND
(2)|| (逻辑或 ) 相当于其他语言中的 OR
(3)! (逻辑非 ) 相当于其他语言中的 NOT
例,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。
优先次序:
! (非 )->&&()->||()
逻辑运算符中的,&&”和,||”低于关系运算符,,!”高于算术运算符
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5.2 逻辑运算符和逻辑表达式
2.逻辑表达式
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”。
例,设 a=4,b=5:
!a的值为 0 a&&b的值为 1
a||b的值为 1 !a||b的值为 1
4&&0||2的值为 1
任何非零的数值被认作“真”
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5.2 逻辑运算符和逻辑表达式例,5>3&&8<4-!0
自左向右运算
1&&0逻辑值为 0 8<3逻辑值为 0
4-1值为 3!0逻辑值为 15>3逻辑值为 1
表达式值为 0
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5.2 逻辑运算符和逻辑表达式在逻辑表达式的求解中,并不是所有的逻辑运算符都要被执行。
(1)a&&b&&c 只有 a为真时,才需要判断 b的值,只有 a和 b都为真时,才需要判断 c的值。
(2)a||b||c 只要 a为真,就不必判断 b和 c的值,只有 a为假,才判断 b。 a和 b都为假才判断 c
例,(m=a>b)&&(n=c>d)
当 a=1,b=2,c=3,d=4,m和 n的原值为 1时,由于,a>b”的值为 0,因此 m=0,而,n=c>d”不被执行,因此 n的值不是 0
仍保持原值 1。
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5.2 逻辑运算符和逻辑表达式用逻辑表达式来表示闰年的条件
能被 4整除,但不能被 100整除。
能被 4整除,又能被 400整除。
答 (year%4==0&&year%100!=0)||year%400==0
案 值为真 (1)是闰年,否则为非闰年。
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1.If语句的三种形式
语句一般格式
if ( 表达式 ) 语句
功能:
– 计算 表达式的值,如果 是一个非 0值(即逻辑真),就执行内嵌语句,否则 (即逻辑假)跳过内嵌语句,顺序执行后续语句。
内嵌语句,可为:
赋值语句
函数调用语句
控制语句
复合语句
空语句可为算术、关系、逻辑、赋值等表达式
5.3 if语句
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例如:
⑴ if (x>0) m++;
⑵ if ( a>b )
{ c=a; a=b; b=c; }
表达式非 0
T F
语句
N-S结构图语句流程图
N
Y
表达式非 0?
5.3 if语句
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语句一般格式
if ( 表达式 ) 语句 1 else 语句 2
功能:
– 计算 表达式的值,如果 它的值是一个非 0值
(逻辑真),就执行内嵌语句 1,之后跳过内嵌语句 2,执行后续语句; 否则 跳过内嵌语句
1,执行内嵌语句 2,之后执行后续语句。
5.3 if语句
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例如:
⑴ if (x>0) m++; else m--;
⑵ if ( ch>= 'a' && ch<= 'z' )
{ ch=ch-32 ; printf(" %c\n",ch); }
else printf(" %c\n",ch) ;
表达式非 0
T F
语句 1 语句 2
N-S结构图语句 1 语句 2
流程图
NY 表达式非 0?
5.3 if语句
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语句一般格式
if ( 表达式 1) 语句 1
else if ( 表达式 2) 语句 2
……
else if ( 表达式 m) 语句 m
else 语句 n
功能:
– 依次计算并判断表达式 i,为非 0时执行后面的语句,都为 0时,执行语句 n
– 无论执行完那个语句分支,都转到后续语句
5.3 if语句
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流程图表达式 2?
表达式 1?
语句 n
语句 1
语句 2
语句 m
…Y N
Y N
NY
表达式 m?
5.3 if语句
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N-S结构图表达式 1?
T F
表达式 2?
语句 1 T F
语句 2 …
表达式 m?
T F
语句 m 语句 n
例如:
if (a<0) x= -1 ;
else if (a==0 ) x= 0 ;
else x=1 ;
5.3 if语句
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if (number>500)cost=0.15;
else if(number>300)cost=0.10;
else if(number>100)cost=0.075;
else if(number>50)cost=0.05;
else cost=0;
5.3 if语句
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说明:
(1)3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。
(2)第二,第三种形式的 if语句中,在每个
else前面有一个分号,整个语句结束处有一个分号。
(3)在 if和 else后面可以只含有一个内嵌的操作语句,也可以由多个操作语句,此时用花括号将几个语句括起来成为一个复合语句。
5.3 if语句
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例 5.1 输入两个实数,按代数值由小到大的顺序输出这两个数。
#include<stdio.h>
void main()
{float a,b,t;
scanf(″%f,%f″,&a,&b);
if(a>b)
{t=a;
a=b;
b=t;}
printf(″%5.2f,%5.2f\n″,a,b);}
y
n
a>b
T=a
A=b
B=t
5.3 if语句
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5.3 if语句例 5.2 输入三个数 a,b,c,要求按由小到大的顺序输出。
If a>b 将 a和 b对换
If a>c 将 a和 c对换
If b>c 将 b和 c对换
a>b
a>c
b>c
a和 b交换 a和 c交换 c和 b交换
y
y
y
n
n
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5.3 if语句
#include <stdio.h>
void main ( )
{ float a,b,c,t;
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\n",a,b,c);
}
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2,if语句的嵌套
如果 if的内嵌语句中又使用了一个 if语句,
则构成 if语句的嵌套。
【 例 】 比较两个整数的关系。
#include <stdio.h>
main( )
{ int x,y;
printf ("Enter integer X and Y:");
scanf ("%d%d",&x,&y);
if ( x != y )
if ( x > y ) printf ("X>Y\n");
else printf ("X<Y\n");
else printf ("X=Y\n");
}
应该正确判断:
if的 内嵌语句
if和 else的配对
if ( x != y )
if ( x > y ) printf ("X>Y\n");
else printf ("X<Y\n");
提倡缩格书写有利于阅读程序
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双重(或多重)分支 if语句的嵌套形式
if (表达式 )
if 语句
else
if 语句
if语句嵌套的形式
简单 if语句的嵌套形式
if (表达式 )
if 语句可以是各种形式的
if语句可以是各种形式的
if语句如果是简单 if语句,
必须用“{ }”括起
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⑵ if (c<=100)
if (c>=50) printf("50<=c<=100\n");
else printf("c<50\n");
else
if (c<=150) printf("100<c<=150\n");
else printf("c>150\n");
⑶ if (c<=100)
if (c>=50) printf("50<=c<=100\n");
else printf("c<50\n");
例如:
⑴ if (c<=100)
if (c>=50) printf("50<=c<=100\n");
与哪个
if
配对

262009-7-31
再例如:
if(a>b) /*………………… 1 */
if(a>c) /*………………… 2 */
if(a>d) flag=1; /*………………… 3 */
else flag=2; /*………………… 4 */
else flag=3; /*………………… 5 */
问题,第 4 行和第 5 行的 else 和哪一个 if 相匹配?
分析,匹配方案可以有很多种,(2-4,1-5),(3-4,
2-5)…
匹配规则,在 嵌套的 if~ lse语句 中,else
总是与 上面的,离它最近的,在同一复合语句中还没有配对的 if配对。 当 if和 else数目不同时,可以加花括号来确定配对关系。
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等价于:
⑴ if (a>b)
if (a>c)
if (a>d) flag=1;
else flag=2;
else flag=3;
⑵ if (a>b)
{ if (a>c)
if (a>d) flag=1;
else flag=2;
}
else flag=3;
flag=3的条件:
flag=3 的条件:
当 c≥a>b 时当 a ≤ b 时
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举例
【 例 】 输入一个数,判断它是奇数还是偶数,
如果是偶数则进一步判断它是否为 5的倍数。
定义变量 x
输入 x的值
x是奇数
T F
输出,odd”
x是 5的倍数 输出,even”
T F
是 5的倍数
x%2不等于
0?
x%5等于 0?
292009-7-31
程序:
main( )
{ int x;
scanf ("%d",&x);
if (x%2 != 0)
{ printf("%d is an odd \n",x) ;
if (x%5==0)
printf("%d is the times of 5 \n",x) ;
}
else
printf("%d is an even \n",x) ;
}
等价于
if(x%2)…..
等价于
if(!(x%5))…..
思考:如果没有,算法和输出如何?
302009-7-31
学习 if语句的难点
正确用表达式描述条件例如:当 x大于 5小于 10时令 x自增
if ( 5<x<10 ) x++;
if ~ else 语句的配对
正确判断内嵌语句例如,if(x<y)
x=x+3; y=y-2;
else
x=x-3; y=y+2;
if (x>5 && x<10) x++;
{ }
{ }
312009-7-31
熟悉常用的 if 表达式形式例如有定义,int a,b=0;
a等于什么值时,执行 b=2 ;语句?
if (a==0) b=2;
if (a==1) b=2;
if (a!=0) b=2;
if (a=1) b=2;
if (a=0) b=2;
if (a) b=2;
if (!a) b=2;
等价于 if (a!=0) b=2;
等价于 if (a==0) b=2;
322009-7-31
5.3 if语句
-1 (x<0)
例 5.3 有一个函数 y= 0 (x=0),编一程序,输入一个 x值,输出 y值 。 1 (x>0)
算法 1,算法 2:
输入 x 输入 x
若 x<0,则 y=-1 若 x<0,则 y=-1
若 x=0,则 y=0 否则:
若 x>0,则 y=1 若 x=0,则 y=0
输出 y 若 x>0,则 y=1
输出 y
332009-7-31
5.3 if语句
#include<stdio.h>
void main()
{
int x,y;
scanf(“%d”,&x);
{
程序段
}
printf(“x=%d,y=%d\n”,x,y);
}
342009-7-31
5.3 if语句上例中的程序段有四个,请判断哪个是正确的?
程序 1,程序 2:
if(x<0) if(x>=0)
y=-1; if(x>0) y=1;
else else y=0;
If(x==0) y=0; else y=-1;
else y=1;
程序 3,程序 4:
y=-1; y=0;
if(x!=0) if(x>=0)
If(x>0) y=1; if(x>0) y=1;
else y=0; else y=-1;
正确正确
352009-7-31
5.3 if语句
3.条件运算符
格式,表达式1?表达式2 ∶ 表达式3
功能,判断 表达式 1的值,如果成立就执行 表达式 2,否则就执行 表达式 3
使用场合:若在if语句中,当被判别的表达式的值为,真,或,假,时,都执行一个赋值语句且向 同一个变量 赋值时,可以用一个条件运算符来处理。
362009-7-31
5.3 if语句例:
if (a>b) max=a;
else max=b;
当 a>b时将 a的值赋给 max,当 a≤b时将 b的值赋给 max,
可以看到无论 a>b是否满足,都是向同一个变量赋值。
可以用下面的条件运算符来处理:
max=(a>b)? a,b;
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5.3 if语句说明:
(1)条件运算符的执行顺序:先求解表达式1,若为非0(真)
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(假),则求解表达式3,表达式3的值就是整个条件表达式的值。
(2)条件运算符优先级高于赋值运算符,低于关系运算符和算术运算符。
(3)条件运算符的结合方向为,自右至左,。
(4)“表达式 2”和,表达式 3”不仅可以是数值表达式,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。
382009-7-31
5.3 if语句例 5.4输入一个字符,判别它是否大写字母,如果是,将它转换成小写字母;如果不是,不转换。然后输出最后得到的字符。
#include <stdio.h>
void main ( )
{ char ch;
scanf("%c",& ch);
ch=(ch>='A'&& ch<='Z')?(ch+32):ch;
printf("%c\n",ch);
}
如果字符变量 ch的值为大写字母,
则条件表达式的值为(ch+3
2),即相应的小写字母。如果 ch
的值不是大写字母,则条件表达式的值为ch,即不进行转换。
392009-7-31
5.4 switch语句
switch语句的一般形式
switch ( 表达式 )
{ case 常量表达式 1,语句序列 1
case 常量表达式 2,语句序列 2
……
case 常量表达式 n,语句序列 n
default,语句序列 n+1
}
功能:
– 计算表达式的值,与常量表达式的值比较,等于第 i个值时,顺序执行语句序列 i,i+1,…,n+1
– 若与所有常量表达式值都不相等,执行语句序列 n+1。
402009-7-31
switch语句的算法描述
N-S结构图计算表达式常量表达式 1 语句序列 1
常量表达式 2 语句序列 2
…… ……
常量表达式 n 语句序列 n
default 语句序列 n+1
例如:
switch (a)
{ case 5,printf("&");
case 2,printf("#");
default:printf("$");
}
当 a等于 5,输出,&#$
当 a等于 2,输出,#$
当 a是其他值,输出,$
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5.4 switch语句例,
要求按照考试成绩的等级输出百分制分数段,用
switch语句实现:
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 ″);

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说明:
“case 常量表达式 i:”等价于语句标号,
计算出的表达式值等于哪个语句标号,就从哪个位置开始 顺序向下 执行语句序列。
∴ 语句位置影响运行结果例如:
switch (a)
{ case 2,printf("#");
default,printf("$");
case 5,printf("&");
}
当 a等于 2,输出,#$&
当 a是其他值,输出,$&
当 a等于 5,输出,&
switch与 break语句结合才能实现程序的分支
break;
bre k;
bre k;
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注意:
switch语句的 书写格式,语句体本身必须用花括号括起; case和 default后面如果有多条语句,
则可以不必使用花括号; case和常量表达式之间必须有空格; default可以写在语句体的任何位置,也可以省略不写
break语句 可以改变 case的语句标号作用,终止后续 case语句序列的执行。 switch语句和 break
语句结合,可以实现程序的选择控制( break语句还可以在循环语句中使用)
允许 switch嵌套使用,但同一个 switch语句中,
任意两个 case的常量表达式值不能相同。
442009-7-31
5.4 switch语句说明:
(1)switch后面括弧内的,表达式,,ANSI
标准允许它为任何类型。
(2) 当表达式的值与某一个 case后面的常量表达式的值相等时,就执行此 case后面的语句,若所有的 case中的常量表达式的值都没有与表达式的值匹配的,就执行 default后面的语句。
(3) 每一个 case的常量表达式的值必须互不相同,
否则就会出现互相矛盾的现象(对表达式的同一个值,有两种或多种执行方案)。
452009-7-31
5.4 switch语句
(4) 各个 case和 default的出现次序不影响执行结果。例如,可以先出现,default,…”,再出现
,case ′ D ′,…”,然后是,case′ A,…” 。
(5) 执行完一个 case后面的语句后,流程控制转移到下一 个 case继续执行。,case常量表达式,只是起语句标号作用,并不是在条件判断。在执行
switch语句时,根据 switch后面表达式的值找到匹配的入口标号,就从此标号开始执行下去,不再进行判断。 应该在执行一个 case分支后,可以用一个
break语句来终止 switch语句的执行。
(6) 多个可以共用一组执行语句。
462009-7-31
5.5 程序举例例 5,5 写程序,判断某一年是否闰年。
用下图来表示判断闰年的算法。
472009-7-31
5.5 程序举例
#include <stdio.h>
void main()
{int year,leap;
scanf("%d",&year);
if (year%4==0)
{if (year%100==0)
{if (year%400==0) leap=1;
else leap=0;}
else leap=1;}
else leap=0;
if (leap) printf("%d is ",year);
else printf("%d is not ",year);
printf("a leap year.\n");}
if(year 4!=0) leap=0;
else if(year%100!=0)
leap=1;
else if(year%400!=0)
leap=0;
else leap=1;
运行情况:
1998↙
1998 is not a leap year.
2000↙
2000 is a leap year,
482009-7-31
5.5 程序举例例 5,6 求a x2+bx+c=0方程的解。
基本的算法:
① a=0,不是二次方程。
② -4ac=0,有两个相等实根。
③ -4ac>0,有两个不等实根。
④ -4ac<0,有两个共轭复根。
492009-7-31
502009-7-31
5.5 程序举例
#include <stdio.h>
#include <math.h>
void main ( )
{float a,b,c,disc,x1,x2,realpart,imagpart;
scanf("%f,%f,%f",&a,&b,&c);
printf("the equation ");
if(fabs(a)<=1e-6)
printf("is not a quadratic\\n");
else
{ disc=b*b-4*a*c;
if(fabs(disc)<=1e-6)
printf("has two equal roots:%8.4f\n",-b/(2*a));
512009-7-31
5.5 程序举例
else if(disc>1e-6)
{x1=(-b+sqrt(disc))/(2*a);
x2=(-b-sqrt(disc))/(2*a);
printf(″has distinct real roots:%8.4f and
%8.4f\n″,x1,x2);
}
else
{realpart=-b/(2*a);
imagpart=sqrt(-disc)/(2*a);
printf(″has complex roots∶ \n″);
printf(″%8.4f+%8.4fi\n″,realpart,imagpart);
printf(″%8.4f-%8.4fi\n″,realpart,imagpart);
}
}
}
522009-7-31
5.5 程序举例例 5.7 运输公司对用户计算运费。
路程(s)越远,每公里运费越低。标准如下:
s<250km 没有折扣
250 ≤s<500 2%折扣
500 ≤s<1000 5%折扣
1000 ≤s<2000 8%折扣
2000 ≤s<3000 10%折扣
3000 ≤s 15%折扣设每公里每吨货物的基本运费为p,货物重为w,
距离为s,折扣为d,则总运费f的计算公式为:
f=p *w *s *(1-d)
532009-7-31
5.5 程序举例分析折扣变化的规律性:
折扣的“变化点”都是250的倍数在横轴上加一种坐标c,c的值为 s/250。
c代表 250的倍数。
c <1,无折扣;
1 ≤c<2,折扣d=2%;
2 ≤c<4,d=5%;
4 ≤c<8,d=8%;
8 ≤c<12,d=10%;
c ≥12,d=15%。
542009-7-31
§ 5.5 程序举例(续)#include <stdio.h>
void main ( )
{int c,s;
float p,w,d,f;
scanf("%f,%f,%d",&p,&w,&s);
if(s>=3000) c=12;
else c=s/250;
switch(c){
case 0:d=0;break;
case 1:d=2;break;
case 2:case 3:d=5;break;
case 4:case 5:case 6:case 7:d=8;break;
case 8:case 9:case 10:
case 11:d=10;break;
case 12:d=15;break; }
f=p*w*s*(1-d/100.0);
printf("freight=%15.4f\n",f);}