分支结构程序 分支, 结构, 程序

多维时空

分支结构程序
分支结构程序
关系运算符和表达式
在程序中经常需要比较两个量的大小关系，以决定程序下一步的工作。比较两个量的运算符称为关系运算符。
关系运算符及其优先次序
在Ｃ语言中有以下关系运算符：
<   小于
<=  小于或等于
>   大于
>=  大于或等于
==  等于
!=  不等于
关系运算符都是双目运算符，其结合性均为左结合。关系运算符的优先级低于算术运算符，高于赋值运算符。 在六个关系运算符中，<,<=,>,>=的优先级相同，高于==和!=，==和!=的优先级相同。
关系表达式
关系表达式的一般形式为：
    表达式 关系运算符  表达式
例如：
a+b>c-d
x>3/2
‘a’+1<c
-i-5*j==k+1
都是合法的关系表达式。由于表达式也可以又是关系表达式。 因此也允许出现嵌套的情况。例如：
a>(b>c)
a!=(c==d)
等。
关系表达式的值是真”和“假”，用“1”和“0”表示。
如：
  5>0的值为“真”，即为1。
(a=3)>(b=5)由于3>5不成立，故其值为假，即为0。
main(){
  char c='k';
  int i=1,j=2,k=3;
  float x=3e+5,y=0.85;
  printf("%d,%d\n",’a’+5<c,-i-2*j>=k+1);
  printf("%d,%d\n",1<j<5,x-5.25<=x+y);
  printf("%d,%d\n",i+j+k==-2*j,k==j==i+5);
}

在本例中求出了各种关系运算符的值。字符变量是以它对应的ASCII码参与运算的。对于含多个关系运算符的表达式，如k==j==i+5,根据运算符的左结合性，先计算k==j,该式不成立，其值为0，再计算0==i+5，也不成立，故表达式值为0。

逻辑运算符和表达式
逻辑运算符极其优先次序
Ｃ语言中提供了三种逻辑运算符：
&&  与运算
||  或运算
!   非运算
与运算符&&和或运算符||均为双目运算符。具有左结合性。非运算符!

逻辑运算的值
逻辑运算的值也为“真”和“假”两种，用“1”和“0 ”来表示。其求值规则如下：
与运算 &&：参与运算的两个量都为真时，结果才为真，否则为假。
例如：
5>0 && 4>2
由于5>0为真，4>2也为真，相与的结果也为真。
或运算||：参与运算的两个量只要有一个为真，结果就为真。 两个量都为假时，结果为假。
例如：
5>0||5>8
由于5>0为真，相或的结果也就为真。
非运算!：参与运算量为真时，结果为假；参与运算量为假时，结果为真。
例如：
!(5>0)
的结果为假。
虽然Ｃ编译在给出逻辑运算值时，以“1”代表“真”，“0 ”代表“假”。 但反过来在判断一个量是为“真”还是为“假”时，以“0”代表“假”，以非“0”的数值作为“真”。例如：
由于5和3均为非“0”因此5&&3的值为“真”，即为1。

又如：
5||0的值为“真”，即为1。
逻辑表达式
逻辑表达式的一般形式为：
    表达式  逻辑运算符  表达式
其中的表达式可以又是逻辑表达式，从而组成了嵌套的情形。
例如：
    (a&&b)&&c
根据逻辑运算符的左结合性，上式也可写为：
    a&&b&&c
逻辑表达式的值是式中各种逻辑运算的最后值，以“1”和“0”分别代表“真”和“假”。
main(){
    char c='k';
    int i=1,j=2,k=3;
    float x=3e+5,y=0.85;
    printf("%d,%d\n",!x*!y,!!!x);
    printf("%d,%d\n",x||i&&j-3,i<j&&x<y);
    printf("%d,%d\n",i==5&&c&&(j=8),x+y||i+j+k);
}
   
本例中!x和!y分别为0，!x*!y也为0，故其输出值为0。由于x为非0，故!!!x的逻辑值为0。对x|| i && j-3式，先计算j-3的值为非0，再求i && j-3的逻辑值为1，故x||i&&j-3的逻辑值为 1。对i<j&&x<y式，由于i<j的值为1，而x<y为0故表达式的值为1，0相与，最后为0，对i==5&&c&&(j=8)式，由于i==5为假，即值为0，该表达式由两个与运算组成，所以整个表达式的值为0。对于式x+ y||i+j+k由于x+y的值为非0，故整个或表达式的值为1。

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。
if语句的三种形式
第一种形式为基本形式：if
    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。
main(){
    int a,b,max;
    printf("\n input two numbers:   ");
    scanf("%d%d",&a,&b);
    max=a;
    if (max<b) max=b;
    printf("max=%d",max);
}

    本例程序中，输入两个数a,b。把a先赋予变量max，再用if语句判别max和b的大小，如max小于b，则把b赋予max。因此max中总是大数，最后输出max的值。
第二种形式为: if-else
if(表达式)  
          语句1；  
        else  
          语句2；
   其语义是：如果表达式的值为真，则执行语句1，否则执行语句2 。
main(){
    int a, b;
    printf("input two numbers:     ");
    scanf("%d%d",&a,&b);
    if(a>b)
      printf("max=%d\n",a);
    else
      printf("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。
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。

条件运算符和条件表达式
    如果在条件语句中，只执行单个的赋值语句时， 常可使用条件表达式来实现。不但使程序简洁，也提高了运行效率。
条件运算符为?和：，它是一个三目运算符，即有三个参与运算的量。
由条件运算符组成条件表达式的一般形式为：
    表达式1?  表达式2： 表达式3
其求值规则为：如果表达式1的值为真，则以表达式2 的值作为条件表达式的值，否则以表达式2的值作为整个条件表达式的值。
条件表达式通常用于赋值语句之中。
例如条件语句：
    if(a>b)  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：
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:b
条件运算符?和：是一对运算符，不能分开单独使用。
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。
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
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。

程序举例
输入三个整数，输出最大数和最小数。
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(max<c)
      max=c;
    else
      if(min>c)
        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。
main(){
    float a,b;
    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。