C语言入门系列之4.分支结构程序-关系、逻辑运算和if、switch语句
分支结构程序
一、关系运算符和表达式
关系运算符:
又叫比较运算符,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。
1.关系运算符及其优先顺序
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6个关系运算符中,前4个<、<=、>、>=的优先级相同,高于==和!=,==和!=的优先级相同。
2.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
这些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)中由于3 > 5不成立,故其值为假,即为0。
C语言中,数值不为0时均为真,为0时才为假。
练习如下:
#include <stdio.h> int 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); return 0; }
打印:
1, 0 1, 1 0, 0
在上面代码中求出了各个关系表达式的值。
其中,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,故整个表达式的值为0。
二、逻辑运算符和表达式
1.逻辑运算符及其优先顺序
C语言中提供了3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!为单目运算符,具有右结合性。
3个逻辑运算符的优先级为
!(非)> &&(与)> ||(或)。
逻辑运算符和其它常见运算符优先级的关系如下:
其中,&&和||低于关系运算符,!高于算术运算符。
按照运算符的优先顺序可以得出:
a>b && c>d等价于
(a>b) && (c>d);
!b==c || d<a等价于
((!b)==c) || (d<a);
a+b>c && x+y<b等价于
((a+b)>c) && ((x+y)<b)。
2.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,结果才为假。
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程序在编译并给出逻辑运算值时,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。
3.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,从而形成嵌套。
例如
(a&&b) && c,根据逻辑运算符的左结合性,表达式也可写为
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。
练习如下:
#include <stdio.h> int main() { char c = 'k'; int i = 1, j = 2, k = 3; float x = 3e5, 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); return 0; }
打印:
0, 0 1, 0 0, 1
三、if条件语句
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。
1.if语句的3种形式
第一种形式:
if(表达式) 语句
这也是基本形式,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。
其执行过程如下:
练习:
#include <stdio.h> int main() { int a, b, max; printf("Input two numbers:\n"); scanf("%d%d", &a, &b); max = a; if(a < b){ max = b; } printf("max=%d\n", max); return 0; }
打印:
Input two numbers: 3 5 max=5
如果if语句成立执行的语句有多条,必须加大括号{},只有1条时,可以直接跟在后面不加大括号,但是为了养成良好的习惯,还是建议加上大括号,所以不用管if语句后的语句有多少条,都加上大括号,后面的else、switch等语句也相同。
第二种形式(if-else):
if(表达式) 语句1; else 语句2;
执行过程图示如下:
练习如下:
#include <stdio.h> int main() { int a, b, max; printf("Input two numbers:\n"); scanf("%d%d", &a, &b); if(a > b){ printf("max=%d\n", a); } else{ printf("max=%d\n", b); } return 0; }
打印:
Input two numbers: 5 3 max=5
第三种形式(if-else-if):
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;
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。
其执行过程如下:
练习如下:
#include <stdio.h> int main() { char c; 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 an uppercase letter\n"); } else if(c >= 'a' && c <= 'z'){ printf("This is a Lowercase letter\n"); } else{ printf("This is an other character\n"); } return 0; }
打印:
5 This is a digit
2.if语句的注意事项
(1)在3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;
这些都是允许的,只要表达式的值为非0,即为真。
当if语句中的表达式是关系运算符表达式、判断两个值是否相等时,应该用 ==,而不是 =,举例说明如下:
if(a == b)(假设b为常量)语句中,只有a等于b时,才会执行if后面的语句,但是
if(a = b)语句,只有b为0时,才为假,不执行其后的语句,否则都会执行后面的语句,因为给a赋值不为0时,赋值表达式的值就等于给a赋的值,表达式的值不为0时即为真。
练习如下:
#include <stdio.h> int main() { int a; a = 2; if(a == 3){ printf("a equals 3!!!\n"); } else{ printf("a is %d\n", a); } return 0; }
打印:
a is 2
但是此时如果把if语句中的表达式改为
a = 3,即如下:
#include <stdio.h> int main() { int a; a = 2; if(a = 3){ printf("a equals 3!!!\n"); } else{ printf("a is %d\n", a); } return 0; }
打印:
a equals 3!!!
显然,此时出现了错误,明明给a赋值为2,打印结果却说a等于3;
除此之外,现在的很多编译器在编译
if(a = 3)时可能会有警告。
如果在写代码时容易忽略,可以将 == 两边的值交换,例如
if(3 == a),这种情况下,如果少写了一个等号,程序编译时就会报错,以提示修改。
(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3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。同时要注意在}之后不能再加分号。
例如:
if(a>b) { a++; b++; } else { a=0; b=10; }
此时如果需要在if、else语句等后面加入新的语句,也会更方便,不容易出错。
练习:
写一个程序完成下列功能:
1、输入一个分数score
2、score<60 输出 E
3、60 <=score <70 输出 D
4、75 <=score <80 输出 C
5、80 <=score <90 输出 B
5、90 <=score 输出 A
代码如下:
#include <stdio.h> int main() { int score; printf("Input a score:\n"); scanf("%d", &score); if(score < 60){ printf("F"); } else if(score >= 60 && score < 70){ printf("D"); } else if(score >= 70 && score < 80){ printf("C"); } else if(score >= 80 && score < 90){ printf("B"); } else{ printf("A"); } return 0; }
打印:
Input a score: 75 C
练习:
输入三个数a、b、c,要求按由小到大的顺序输出。
实现思路:
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。
代码如下:
#include <stdio.h> int main() { int a, b, c, temp; printf("Input 3 numbers:\n"); scanf("%d%d%d", &a, &b, &c); if(a > b){ temp = a; a = b; b = temp; } if(a > c){ temp = a; a = c; c = temp; } if(b > c){ temp = b; b = c; c = temp; } printf("a=%d, b=%d, c=%d", a, b, c); return 0; }
打印:
Input 3 numbers: 32 21 54 a=21, b=32, c=54
练习:
输入三个整数,输出最大数和最小数。
代码如下:
#include <stdio.h> int main() { int a, b, c, max, min; printf("Input 3 numbers:\n"); 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, min=%d", max, min); return 0; }
打印:
Input 3 numbers: 3 5 4 max=5, min=3
练习:
一个整数,它加上100后是一个完全平方数,再加上168又是一个完全平方数,求出该数是多少。
代码如下:
#include <stdio.h> #include <math.h> int main() { long x, y, i; for(i = 1;i <= 100000;i++){ x = sqrt(i + 100); y = sqrt(i + 268); if(x * x == i + 100 && y * y == i +268){ printf("%ld\n", i); } } return 0; }
打印:
21 261 1581
此例中用到的for语句是循环,会在后面讲到。
3.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;else if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应该与哪一个if配对呢?
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,即采用就近原则,因此对上述例子应理解如下:
if (表达式1) if (表达式2) 语句1; else 语句2;
练习如下:
#include <stdio.h> int main() { int a, b; printf("Please input A, B:\n"); scanf("%d%d", &a, &b); if(a != b){ if(a > b){ printf("a > b"); } else{ printf("a < b"); } } else{ printf("a = b"); } return 0; }
打印:
Please input A, B: 23 32 a < b
采用嵌套结构实质上是为了进行多分支选择。
在上例中有三种选择即A>B、A<B和A=B,这种问题用if-else-if语句也可以完成,而且程序更加清晰,如下:
#include <stdio.h> int main() { int a,b; printf("please input A,B:\n"); scanf("%d%d",&a,&b); if(a==b) printf("A=B\n"); else if(a>b) printf("A>B\n"); else printf("A<B\n"); return 0; }
因此,在一般情况下较少使用if语句的嵌套结构,以使程序更便于阅读理解。
四、条件运算符和条件表达式
1.基本概念
条件运算符为?和:,它是一个三目运算符,也是C语言中唯一一个三目运算符,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3的值作为整个条件表达式的值。
条件表达式经常用于赋值语句中。
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。
2.注意事项
(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可以去掉括号写为
max=a>b?a:b。
(2)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。
练习如下:
#include <stdio.h> int main() { int a, b, max; printf("Input two numbers:\n"); scanf("%d%d", &a, &b); printf("max=%d", a>b?a:b); return 0; }
打印:
Input two numbers: 35 53 max=53
显然,和之前使用if-else语句的效果是一样的。
练习:
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,则不转换。然后输出最后得到的字符。
代码如下:
#include <stdio.h> int main() { char c, d; printf("Input a character:\n"); scanf("%c", &c); d = (c >= 'A' && c <= 'Z')?c + 32:c; printf("d=%c", d); return 0; }
打印:
Input a character: F d=f
五、switch语句
1.基本概念
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。
表达式的值可以是int、char和枚举型中的一种。
练习如下:
#include <stdio.h> int main() { int a; printf("Input a integer number:\n"); 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("Saaturday\n"); case 7: printf("Sunday\n"); default:printf("Error\n"); } return 0; }
打印:
Input a integer number: 3 Wednesday Thursday Friday Saaturday Sunday Error
显然,当输入3时,将星期三及以后的所有都打印出来,这显然不是我们想要的,我们需要的是输入3只打印出Wednesday即可,此时需要使用break,用于跳出switch语句。
break语句只有关键字break,没有参数,当匹配到一个条件时,执行完该语句后即退出switch语句。
改进如下:
#include <stdio.h> int main() { int a; printf("Input a integer number:\n"); 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("Saaturday\n");break; case 7: printf("Sunday\n");break; default:printf("Error\n"); } return 0; }
打印:
Input a integer number: 3 Wednesday
switch中的值除了变量,还可以是表达式,如
switch(a + 2)。
2.注意事项
(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,但是建议使用括号包含,使代码结构更美观;如果在case语句中声明变量,此时必须加{},因为switch中的所有case语句在同一个作用域,所以在某个case下面声明变量的话,其他case语句也能访问到,这样就会导致错误、编译不能通过,加上{}的作用是限定作用域,让局部变量只在某个作用域有效。
(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。
练习:
计算器程序,用户输入运算数和四则运算符,输出计算结果。
代码如下:
#include <stdio.h> int main() { double a, b; char c; printf("Input an expression(a+(-*/)b)):\n"); scanf("%lf%c%lf", &a, &c, &b); switch(c){ case '+':{ printf("%lf+%lf=%lf", a, b, a + b); break; } case '-':{ printf("%lf-%lf=%lf", a, b, a - b); break; } case '*':{ printf("%lf*%lf=%lf", a, b, a * b); break; } case '/':{ printf("%lf/%lf=%lf", a, b, a / b); break; } } return 0; }
打印:
Input an expression(a+(-*/)b)): 3.2/2.3 3.200000/2.300000=1.391304
练习:
输入一个年份,并判断是否为闰年。
实现思路:
判断闰年的条件:能被4整除、但不能被100整除或者能被400整除的年份都是闰年。
代码如下:
#include <stdio.h> int main() { int year, leap; // leap是判断闰年的标志,值为1表示闰年,为0表示非闰年 printf("Input a year:\n"); 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 a leap year", year); } else{ printf("%d is not a leap year", year); } return 0; }
打印:
Input a year: 1900 1900 is not a leap year
代码也可以简化如下:
#include <stdio.h> int main() { int year, leap; printf("Input a year:\n"); scanf("%d", &year); if(year % 400 == 0 || (year % 4 == 0 && year % 100 != 0)){ leap = 1; } else{ leap = 0; } if(leap){ printf("%d is a leap year", year); } else{ printf("%d is not a leap year", year); } return 0; }
练习:
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 < 250 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)
代码如下:
#include <stdio.h> int main() { int c, s; double p, w, d, f; printf("Input fee p, weight w, distance s:\n"); scanf("%lf, %lf, %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("Pay is %15.2f", f); return 0; }
打印:
Input fee p, weight w, distance s: 20, 3000, 500 Pay is 28500000.00
除了用switch语句,也可以用if语句实现。
练习:
输入某年某月某日,判断这一天是这一年的第几天。
代码如下:
#include <stdio.h> #include <math.h> int main() { int day, month, year, sum, leap; printf("Input a date(xxxx-xx-xx):\n"); scanf("%d-%d-%d", &year, &month, &day); switch(month){ case 1:{ sum = 0; break; } case 2:{ sum = 31; break; } case 3:{ sum = 59; break; } case 4:{ sum = 90; break; } case 5:{ sum = 120; break; } case 6:{ sum = 151; break; } case 7:{ sum = 181; break; } case 8:{ sum = 212; break; } case 9:{ sum = 243; break; } case 10:{ sum = 273; break; } case 11:{ sum = 304; break; } case 12:{ sum = 334; break; } default:{ printf("Input Error!!!"); break; } } sum += day; if(year % 400 == 0 || year % 4 == 0 && year % 100 != 0){ leap = 1; } else{ leap = 0; } if(month > 2 && leap){ sum++; } printf("sum of days is %d", sum); return 0; }
打印:
Input a date(xxxx-xx-xx): 2020-4-21 sum of days is 112cutercorley 原创文章 127获赞 1394访问量 34万+ 关注 私信
- if 结构和三目运算和switch语句
- 《C语言及程序设计》程序阅读——用switch语句实现多分支结构
- 浅谈分支结构——if语句与switch语句…
- C语言程序结构之分支结构if switch
- C#中的分支结构:if..else if 、if... else 和 switch ...case语句的区别
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- Swift学习记录 -- 3. 逻辑分支语句(if , else if ,三目运算 ,guard)
- 【编程规范系列】if 语句中的关系表达式/逻辑表达式
- [9-13]Shell系列3――分支结构if与case语句
- 分支结构、循环结构流控语句(if、switch、for、while)
- [TwistedFate]bool类型,关系运算符,逻辑运算符,程序的三种结构,条件表达式,枚举类型,if,switch语句
- 第十九讲:画分支结构程序图(项目十九:if语句分支结构)
- JavaScript的分支结构(if语句,switch语句)
- lesson 23 if语句实现分支结构
- Java 分支结构 - if...else/switch
- 23 用if语句实现分支结构
- 每天学习一算法系列(12) (求1+2+…+n,不能使用乘除法,for、while、if 、else、switch、case 等关键字以及条件判断语句)
- switch语句与多重if选择结构的异同点
- 选择结构语句---if语句,switch语句
- c的if else嵌套与switch分支语句