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轻松学会C语言:[4]第三章: C语言程序设计01

if语句用if语句可以构成分支结构。它根据给定的条件进行判断, 以决定执行某个分支程序段。C语言的if语句有三种基本形式。1.第一种形式为基本形式if(表达式) 语句;其语义是:如果表达式的值为真,则执行其后的语句, 否则不执行该语句。其过程可表示为下图void main(){int a,b,max;printf("\n input two numbers: ");scanf("%d%d",&a,&b);max=a;if (maxb)printf("max=%d\n",a);elseprintf("max=%d\n",b);}输入两个整数,输出其中的大数。改用if-else语句判别a,b的大小,若a大,则输出a,否则输出b。3.第三种形式为if-else-if形式前二种形式的if语句一般都用于两个分支的情况。 当有多个分支选择时,可采用if-else-if语句,其一般形式为:if(表达式1)语句1;else if(表达式2)语句2;else if(表达式3)语句3;…else if(表达式m)语句m;else语句n;其语义是:依次判断表达式的值,当出现某个值为真时, 则执行其对应的语句。然后跳到整个if语句之外继续执行程序。 如果所有的表达式均为假,则执行语句n 。 然后继续执行后续程序。 if-else-if语句的执行过程如图3—3所示。#include"stdio.h"void main(){char c;printf("input a character: ");c=getchar();if(c<32)printf("This is a control character\n");else if(c>='0'&&c<='9')printf("This is a digit\n");else if(c>='A'&&c<='Z')printf("This is a capital letter\n");else if(c>='a'&&c<='z')printf("This is a small letter\n");elseprintf("This is an other character\n");}本例要求判别键盘输入字符的类别。可以根据输入字符的ASCII码来判别类型。由ASCII码表可知ASCII值小于32的为控制字符。 在“0”和“9”之间的为数字,在“A”和“Z”之间为大写字母, 在“a”和“z”之间为小写字母,其余则为其它字符。 这是一个多分支选择的问题,用if-else-if语句编程,判断输入字符ASCII码所在的范围,分别给出不同的输出。例如输入为“g”,输出显示它为小写字符。4.在使用if语句中还应注意以下问题(1) 在三种形式的if语句中,在if关键字之后均为表达式。 该表达式通常是逻辑表达式或关系表达式, 但也可以是其它表达式,如赋值表达式等,甚至也可以是一个变量。例如: if(a=5) 语句;if(b) 语句; 都是允许的。只要表达式的值为非0,即为“真”。如在if(a=5)…;中表达式的值永远为非0,所以其后的语句总是要执行的,当然这种情况在程序中不一定会出现,但在语法上是合法的。又如,有程序段: if(a=b)printf("%d",a);elseprintf("a=0"); 本语句的语义是,把b值赋予a,如为非0则输出该值,否则输出“a=0”字符串。这种用法在程序中是经常出现的。(2) 在if语句中,条件判断表达式必须用括号括起来, 在语句之后必须加分号。(3) 在if语句的三种形式中,所有的语句应为单个语句,如果要想在满足条件时执行一组(多个)语句,则必须把这一组语句用{} 括起来组成一个复合语句。但要注意的是在}之后不能再加分号。例如:if(a>b){a++;b++;}else{a=0;b=10;}if语句的嵌套当if语句中的执行语句又是if语句时,则构成了if 语句嵌套的情形。其一般形式可表示如下:if(表达式)if语句;或者为if(表达式)if语句;elseif语句;在嵌套内的if语句可能又是if-else型的,这将会出现多个if和多个else重叠的情况,这时要特别注意if和else的配对问题。例如:if(表达式1)if(表达式2)语句1;else语句2;其中的else究竟是与哪一个if配对呢?应该理解为:   还是应理解为:if(表达式1)    if(表达式1) if(表达式2)     if(表达式2)  语句1;       语句1;else         else  语句2;       语句2;为了避免这种二义性,C语言规定,else 总是与它前面最近的if配对,因此对上述例子应按前一种情况理解。比较两个数的大小关系。void main(){int a,b;printf("please input A,B: ");scanf("%d%d",&a,&b);if(a!=b)if(a>b) printf("A>B\n");else printf("AB、Ab) printf("A>B\n");else printf("Ab) max=a;else max=b;可用条件表达式写为 max=(a>b)?a:b; 执行该语句的语义是:如a>b为真,则把a赋予max,否则把b 赋予max。使用条件表达式时,还应注意以下几点:1. 条件运算符的运算优先级低于关系运算符和算术运算符,但高于赋值符。因此 max=(a>b)?a:b可以去掉括号而写为 max=a>b?a:b2. 条件运算符?和:是一对运算符,不能分开单独使用。3. 条件运算符的结合方向是自右至左。例如:a>b?a:c>d?c:d应理解为a>b?a:(c>d?c:d) 这也就是条件表达式嵌套的情形,即其中的表达式3又是一个条件表达式。void main(){int a,b,max;printf("\n input two numbers: ");scanf("%d%d",&a,&b);printf("max=%d",a>b?a:b);}用条件表达式对上例重新编程,输出两个数中的大数。switch语句C语言还提供了另一种用于多分支选择的switch语句, 其一般形式为:switch(表达式){case常量表达式1: 语句1;case常量表达式2: 语句2;…case常量表达式n: 语句n;default : 语句n+1;}其语义是:计算表达式的值。 并逐个与其后的常量表达式值相比较,当表达式的值与某个常量表达式的值相等时, 即执行其后的语句,然后不再进行判断,继续执行后面所有case后的语句。 如表达式的值与所有case后的常量表达式均不相同时,则执行default后的语句。void main(){int a;printf("input integer number: ");scanf("%d",&a);switch (a){case 1:printf("Monday\n");case 2:printf("Tuesday\n");case 3:printf("Wednesday\n");case 4:printf("Thursday\n");case 5:printf("Friday\n");case 6:printf("Saturday\n");case 7:printf("Sunday\n");default:printf("error\n");}}本程序是要求输入一个数字,输出一个英文单词。但是当输入3之后,却执行了case3以及以后的所有语句,输出了Wednesday 及以后的所有单词。这当然是不希望的。为什么会出现这种情况呢?这恰恰反应了switch语句的一个特点。在switch语句中,“case 常量表达式”只相当于一个语句标号, 表达式的值和某标号相等则转向该标号执行,但不能在执行完该标号的语句后自动跳出整个switch 语句,所以出现了继续执行所有后面case语句的情况。 这是与前面介绍的if语句完全不同的,应特别注意。为了避免上述情况, C语言还提供了一种break语句,专用于跳出switch语句,break 语句只有关键字break,没有参数。在后面还将详细介绍。修改例题的程序,在每一case语句之后增加break 语句, 使每一次执行之后均可跳出switch语句,从而避免输出不应有的结果。void main(){int a;printf("input integer number: ");scanf("%d",&a);switch (a){case 1:printf("Monday\n");break;case 2:printf("Tuesday\n"); break;case 3:printf("Wednesday\n");break;case 4:printf("Thursday\n");break;case 5:printf("Friday\n");break;case 6:printf("Saturday\n");break;case 7:printf("Sunday\n");break;default:printf("error\n");}}在使用switch语句时还应注意以下几点:1.在case后的各常量表达式的值不能相同,否则会出现错误。2.在case后,允许有多个语句,可以不用{}括起来。3.各case和default子句的先后顺序可以变动,而不会影响程序执行结果。4.default子句可以省略不用。程序举例输入三个整数,输出最大数和最小数。void main(){int a,b,c,max,min;printf("input three numbers: ");scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);if(a>b){max=a;min=b;}else{max=b;min=a;}if(maxc)min=c;printf("max=%d\nmin=%d",max,min);}本程序中,首先比较输入的a,b的大小,并把大数装入max, 小数装入min中,然后再与c比较,若max小于c,则把c赋予max;如果c小于min,则把c赋予min。因此max内总是最大数,而min内总是最小数。最后输出max和min的值即可。 计算器程序。用户输入运算数和四则运算符, 输出计算结果。void main(){float a,b,s;char c;printf("input expression: a+(-,*,/)b \n");scanf("%f%c%f",&a,&c,&b);switch(c){case '+': printf("%f\n",a+b);break;case '-': printf("%f\n",a-b);break;case '*': printf("%f\n",a*b);break;case '/': printf("%f\n",a/b);break;default: printf("input error\n");}}本例可用于四则运算求值。switch语句用于判断运算符, 然后输出运算值。当输入运算符不是+,-,*,/时给出错误提示。循环结构程序循环结构是程序中一种很重要的结构。其特点是, 在给定条件成立时,反复执行某程序段,直到条件不成立为止。 给定的条件称为循环条件,反复执行的程序段称为循环体。 C语言提供了多种循环语句,可以组成各种不同形式的循环结构。while语句while语句的一般形式为: while(表达式)语句; 其中表达式是循环条件,语句为循环体。while语句的语义是:计算表达式的值,当值为真(非0)时, 执行循环体语句。其执行过程可用图3—4表示。 统计从键盘输入一行字符的个数。#include void main(){int n=0;printf("input a string:\n");while(getchar()!='\n') n++;printf("%d",n);}本例程序中的循环条件为getchar()!='\n',其意义是, 只要从键盘输入的字符不是回车就继续循环。循环体n++完成对输入字符个数计数。从而程序实现了对输入一行字符的字符个数计数。使用while语句应注意以下几点:1.while语句中的表达式一般是关系表达或逻辑表达式,只要表达式的值为真(非0)即可继续循环。void main(){int a=0,n;printf("\n input n: ");scanf("%d",&n);while (n--)printf("%d ",a++*2);}本例程序将执行n次循环,每执行一次,n值减1。循环体输出表达式a++*2的值。该表达式等效于(a*2;a++)2.循环体如包括有一个以上的语句,则必须用{}括起来, 组成复合语句。3.应注意循环条件的选择以避免死循环。void main(){int a,n=0;while(a=5)printf("%d ",n++);}本例中while语句的循环条件为赋值表达式a=5, 因此该表达式的值永远为真,而循环体中又没有其它中止循环的手段, 因此该循环将无休止地进行下去,形成死循环。4.允许while语句的循环体又是while语句,从而形成双重循环。do-while语句do-while语句的一般形式为:do语句;while(表达式);其中语句是循环体,表达式是循环条件。do-while语句的语义是:先执行循环体语句一次, 再判别表达式的值,若为真(非0)则继续循环,否则终止循环。do-while语句和while语句的区别在于do-while是先执行后判断,因此do-while至少要执行一次循环体。而while是先判断后执行,如果条件不满足,则一次循环体语句也不执行。while语句和do-while语句一般都可以相互改写。void main(){int a=0,n;printf("\n input n: ");scanf("%d",&n);do printf("%d ",a++*2);while (--n);}在本例中,循环条件改为--n,否则将多执行一次循环。这是由于先执行后判断而造成的。对于do-while语句还应注意以下几点:1.在if语句,while语句中, 表达式后面都不能加分号, 而在 do-while语句的表达式后面则必须加分号。2.do-while语句也可以组成多重循环,而且也可以和while语句相互嵌套。3.在do和while之间的循环体由多个语句组成时,也必须用{}括起来组成一个复合语句。4.do-while和while语句相互替换时,要注意修改循环控制条件。for语句for语句是C语言所提供的功能更强,使用更广泛的一种循环语句。其一般形式为:for(表达式1;表达式2;表达3)语句;表达式1 通常用来给循环变量赋初值,一般是赋值表达式。也允许在for语句外给循环变量赋初值,此时可以省略该表达式。表达式2 通常是循环条件,一般为关系表达式或逻辑表达式。表达式3 通常可用来修改循环变量的值,一般是赋值语句。这三个表达式都可以是逗号表达式, 即每个表达式都可由多个表达式组成。三个表达式都是任选项,都可以省略。一般形式中的“语句”即为循环体语句。for语句的语义是:1.首先计算表达式1的值。2.再计算表达式2的值,若值为真(非0)则执行循环体一次, 否则跳出循环。3.然后再计算表达式3的值,转回第2步重复执行。在整个for循环过程中,表达式1只计算一次,表达式2和表达式,3则可能计算多次。循环体可能多次执行,也可能一次都不执行。for 语句的执行过程如图所示。void main(){int n,s=0;for(n=1;n<=100;n++)s=s+n;printf("s=%d\n",s);}用for语句计算s=1+2+3+...+99+100int n,s=0;for(n=1;n<=100;n++)s=s+n;printf("s=%d\n",s);本例for语句中的表达式3为n++,实际上也是一种赋值语句,相当于n=n+1,以改变循环变量的值。void main(){int a=0,n;printf("\n input n: ");scanf("%d",&n);for(;n>0;a++,n--)printf("%d ",a*2);}用for语句修改例题。从0开始,输出n个连续的偶数。int a=0,n;printf("\n input n: ");scanf("%d",&n);for(;n>0;a++,n--)printf("%d ",a*2);本例的for语句中,表达式1已省去,循环变量的初值在for语句之前由scanf语句取得,表达式3是一个逗号表达式,由a++,n-- 两个表达式组成。每循环一次a自增1,n自减1。a的变化使输出的偶数递增,n的变化控制循次数。在使用for语句中要注意以下几点1.for语句中的各表达式都可省略,但分号间隔符不能少。如:for(;表达式;表达式)省去了表达式1。for(表达式;;表达式)省去了表达式2。for(表达式;表达式;)省去了表达式3。for(;;)省去了全部表达式。2.在循环变量已赋初值时,可省去表达式1,如例3.27即属于这种情形。如省去表达式2或表达式3则将造成无限循环, 这时应在循环体内设法结束循环。例题即属于此情况。void main(){int a=0,n;printf("\n input n: ");scanf("%d",&n);for(;n>0;){ a++;n--;printf("%d ",a*2);}}本例中省略了表达式1和表达式3,由循环体内的n--语句进行循环变量n的递减,以控制循环次数。void main(){int a=0,n;printf("\n input n: ");scanf("%d",&n);for(;;){a++;n--;printf("%d ",a*2);if(n==0)break;}}本例中for语句的表达式全部省去。由循环体中的语句实现循环变量的递减和循环条件的判断。当n值为0时,由break语句中止循环,转去执行for以后的程序。在此情况下,for语句已等效于while( 1)语句。如在循环体中没有相应的控制手段,则造成死循环。3.循环体可以是空语句。#include"stdio.h"void main(){int n=0;printf("input a string:\n");for(;getchar()!='\n';n++);printf("%d",n);}本例中,省去了for语句的表达式1,表达式3也不是用来修改循环变量,而是用作输入字符的计数。这样, 就把本应在循环体中完成的计数放在表达式中完成了。因此循环体是空语句。应注意的是,空语句后的分号不可少,如缺少此分号,则把后面的printf 语句当成循环体来执行。反过来说,如循环体不为空语句时, 决不能在表达式的括号后加分号, 这样又会认为循环体是空语句而不能反复执行。这些都是编程中常见的错误,要十分注意。4.for语句也可与while,do-while语句相互嵌套,构成多重循环。以下形成都合法的嵌套。(1)for(){…  while()   {…}  …    }(2)do{   …  for()   {…}  …  }while();(3)while(){      …      for()       {…}      …     }(4)for(){    …    for(){    …     }    }void main(){int i,j,k;for(i=1;i<=3;i++){ for(j=1;j<=3-i+5;j++)printf(" ");for(k=1;k<=2*i-1+5;k++){if(k<=5) printf(" ");else printf("*");}printf("\n");}}转移语句程序中的语句通常总是按顺序方向, 或按语句功能所定义的方向执行的。如果需要改变程序的正常流向, 可以使用本小节介绍的转移语句。在C语言中提供了4种转移语句:goto,break, continue和return。其中的return语句只能出现在被调函数中, 用于返回主调函数,我们将在函数一章中具体介绍。 本小节介绍前三种转移语句。1.goto语句goto语句也称为无条件转移语句,其一般格式如下: goto 语句标号; 其中语句标号是按标识符规定书写的符号, 放在某一语句行的前面,标号后加冒号(:)。语句标号起标识语句的作用,与goto 语句配合使用。如: label: i++;loop: while(x<7);C语言不限制程序中使用标号的次数,但各标号不得重名。goto语句的语义是改变程序流向, 转去执行语句标号所标识的语句。goto语句通常与条件语句配合使用。可用来实现条件转移, 构成循环,跳出循环体等功能。但是,在结构化程序设计中一般不主张使用goto语句, 以免造成程序流程的混乱,使理解和调试程序都产生困难。统计从键盘输入一行字符的个数。#include"stdio.h"void main(){int n=0;printf("input a string\n");loop: if(getchar()!='\n'){ n++;goto loop;}printf("%d",n);}本例用if语句和goto语句构成循环结构。当输入字符不为'\n'时即执行n++进行计数,然后转移至if语句循环执行。直至输入字符为'\n'才停止循环。break语句break语句只能用在switch 语句或循环语句中, 其作用是跳出switch语句或跳出本层循环,转去执行后面的程序。由于break语句的转移方向是明确的,所以不需要语句标号与之配合。break语句的一般形式为: break; 上面例题中分别在switch语句和for语句中使用了break 语句作为跳转。使用break语句可以使循环语句有多个出口,在一些场合下使编程更加灵活、方便。continue语句continue语句只能用在循环体中,其一般格式是:continue;其语义是:结束本次循环,即不再执行循环体中continue 语句之后的语句,转入下一次循环条件的判断与执行。应注意的是, 本语句只结束本层本次的循环,并不跳出循环。void main(){int n;for(n=7;n<=100;n++){if (n%7!=0)continue;printf("%d ",n);}}输出100以内能被7整除的数。int n;for(n=7;n<=100;n++){if (n%7!=0)continue;printf("%d ",n);}本例中,对7~100的每一个数进行测试,如该数不能被7整除,即模运算不为0,则由continus语句转去下一次循环。只有模运算为0时,才能执行后面的printf语句,输出能被7整除的数。#include"stdio.h"void main(){char a,b;printf("input a string:\n");b=getchar();while((a=getchar())!='\n'){if(a==b){printf("same character\n");break;}b=a;}}检查输入的一行中有无相邻两字符相同。char a,b;printf("input a string:\n");b=getchar();while((a=getchar())!='\n'){if(a==b){printf("same character\n");break;}b=a;}本例程序中,把第一个读入的字符送入b。然后进入循环,把下一字符读入a,比较a,b是否相等,若相等则输出提示串并中止循环,若不相等则把a中的字符赋予b,输入下一次循环。输出100以内的素数。素数是只能被1 和本身整除的数。可用穷举法来判断一个数是否是素数。void main(){int n,i;for(n=2;n<=100;n++){for(i=2;i=n) printf("\t%d",n);}} int n,i;for(n=2;n<=100;n++){for(i=2;i=n) printf("\t%d",n);}本例程序中,第一层循环表示对1~100这100个数逐个判断是否是素数,共循环100次,在第二层循环中则对数n用2~n-1逐个去除,若某次除尽则跳出该层循环,说明不是素数。 如果在所有的数都是未除尽的情况下结束循环,则为素数,此时有i>=n, 故可经此判断后输出素数。然后转入下一次大循环。实际上,2以上的所有偶数均不是素数,因此可以使循环变量的步长值改为2,即每次增加2,此外只需对数n用2~n去除就可判断该数是否素数。这样将大大减少循环次数,减少程序运行时间。#include"math.h"void main(){int n,i,k;for(n=2;n<=100;n+=2){k=sqrt(n);for(i=2;i=k) printf("\t%2d",n);}}小结1.从程序执行的流程来看, 程序可分为三种最基本的结构: 顺序结构,分支结构以及循环结构2.程序中执行部分最基本的单位是语句。C语言的语句可分为五类:(1)表达式语句  任何表达式末尾加上分号即可构成表达式语句, 常用的表达式语句为赋值语句。(2)函数调用语句  由函数调用加上分号即组成函数调用语句。(3)控制语句  用于控制程序流程,由专门的语句定义符及所需的表达式组成。主要有条件判断执行语句,循环执行语句,转向语句等。(4)复合语句  由{}把多个语句括起来组成一个语句。 复合语句被认为是单条语句,它可出现在所有允许出现语句的地方,如循环体等。(5)空语句  仅由分号组成,无实际功能。3.C语言中没有提供专门的输入输出语句, 所有的输入输出都是由调用标准库函数中的输入输出函数来实现的。scanf和getchar函数是输入函数,接收来自键盘的输入数据。scanf是格式输入函数, 可按指定的格式输入任意类型数据。getchar函数是字符输入函数, 只能接收单个字符。printf和putchar函数是输出函数,向显示器屏幕输出数据。printf是格式输出函数,可按指定的格式显示任意类型的数据。putchar是字符显示函数,只能显示单个字符。4.关系表达式和逻辑表达式是两种重要的表达式, 主要用于条件执行的判断和循环执行的判断。5.C语言提供了多种形式的条件语句以构成分支结构。(1)if语句主要用于单向选择。(2)if-else语句主要用于双向选择。(3)if-else-if语和switch语句用于多向选择。这几种形式的条件语句一般来说是可以互相替代的。6.C语言提供了三种循环语句。(1)for语句主要用于给定循环变量初值, 步长增量以及循环次数的循环结构。(2)循环次数及控制条件要在循环过程中才能确定的循环可用 while或do-while语句。(3)三种循环语句可以相互嵌套组成多重循环。循环之间可以并列但不能交叉。(4)可用转移语句把流程转出循环体外,但不能从外面转向循环体内。(5)在循环程序中应避免出现死循环,即应保证循环变量的值在运行过程中可以得到修改,并使循环条件逐步变为假,从而结束循环。7.C语言语句小结名 称         一 般 形 式简单语句       表达式语句表达式;空语句;复合语句        { 语句 }条件语句       if(表达式)语句;           if(表达式)语句1; else语句2;           if(表达式1)语句1; else if(表达式2) 语句2…else语句 n;开关语句        switch(表达式){ case常量表达式: 语句…default: 语句; }循环语句       while语句           while(表达式)语句;           for语句 for(表达式1; 表达式2; 表达式3)语句;           break语句 break;           goto语句 goto;           continue语句 continue;           return 语句 return(表达式);
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