C语言之选择结构

该章内容：本章我们学习三大结构之一：选择结构，采用选择结构来解决问题称为判断问题，它的求解规则是在不同的条件下进行不同的操作。选择结构比顺序结构要复杂一些。本章是考试的重点章节。

学习方法：先了解选择结构相关的基础知识，然后做选择结构简单的习题，逐步加入复杂的语句。最终一定要学会如何写简单的选择结构的程序。

第一节关系运算符、关系表达式

知识点：语句和表达式之间的联系；分号的使用；复合语句

重要程度：★★★★

1、C语言中的逻辑值

C语言中的逻辑值只有两个：“真”和“假”。用非零来代表“真”，用零来代表“假”。

C语言中只有一个数值表示假，就是0。其它的数据都是表示真，如：1.1，2.9，-2等等。

1、关系运算符和关系表达式

所谓的关系运算就是比较运算，将两个数进行比较，判断比较的结果是否符合条件。

1.1 C语言中的关系运算符

C语言提供了6种关系运算符，如表1所示。

表1 C语言中的6种关系运算符及其优先级

优先级

优先级相同（高）

优先级相同（低）

关系运算符

(大于)

(大于等于)

(小于)

(小于等于)

(等于)

(不等于)

注意：

1）由两个字符组成的运算符之间不可以加空格，如<=就不能写成：< =。

2）前四种关系运算符（>、>=、<、<=）的优先级相同，后两种关系运算符（==、!=）的优先级相同，前四种关系运算符的优先级高于后两种关系运算符。

3）关系运算符的优先级低于算术运算符。如“+”的优先级高于“<”。

4）关系运算符的优先级高于赋值运算符。如“=”的优先级低于“==”。（注意“=” “==”的区别）。（考试的重点）

5）关系运算符都是双目运算符，自左至右的结合性。如4<5<2则等价于（4<5）<2(考试重点)。

1.2 关系表达式

关系表达式：用关系运算符将表达式连接起来的式子称为关系表达式。

关系表达式的值：关系表达式的值若为真，则结果为1；若为假，则结果为0。（只有0和1两种！！）

如，3>2>1的值为1；若变量a中的值为10，变量b中的值为6，则关系表达式a>b的值为“真”，即为1。而关系表达式(a>5)<(b>10)的值为“假”，即为0。

第二节、逻辑运算符和逻辑表达式

1.1 C语言中的逻辑运算符

C语言提供了3种逻辑运算符，如表2所示。

表2 C语言中的3种逻辑运算符及其优先级

优先级	优先级低　　　　　　　　　　　　　优先级高
逻辑运算符	\|\| (逻辑“或”)	&&(逻辑“与”)	! (逻辑“非”)

注意：

（1）&&和||运算符是双目运算符，如(a>b)&&(x<y)。!运算符是单目运算符，应该出现在运算对象的左边，如!(a<b)。逻辑运算符具有自左向右的结合性。

（2）在关系运算符、算术运算符、赋值运算符、逻辑运算符四者中，优先级从高到低依次为：! (逻辑“非”)、算术运算符、关系运算符、&&(逻辑“与”)、||(逻辑“或”)、赋值运算符。

1.2 逻辑表达式和逻辑表达式的值

逻辑表达式：用逻辑运算符将表达式连接起来的式子称为逻辑表达式。

逻辑运算的对象可以是C语言中任意合法的表达式。如，!(a<b)，(a+b)&&(x=8)，(a=b)||(c+2)，'d'&&'c'等都是合法的表达式。

逻辑表达式的值：逻辑表达式的运算规则如表3所示。逻辑表达式的值若为真，则结果为1；若为假，则结果为0。（表达式的值也只有0和1两种！！！）

表3 逻辑运算的规则

a&&b

a||b

非0

例1：设有定义：int a=5,b=6,c=7;则以下选项中值为0的表达式是

A）（!a==0）&& (a<b<c) B）(b<c)&&!c||1

C）a&&b
D）(a+4)||( a+b)&&(c-a)

正确答案为A。

考试重点考察点：

1、在C语言中，由&&或||组成的逻辑表达式，在特定的情况下会产生“短路”的现象。在逻辑表达式的求解中，并不是所有的运算对象都被执行，只是在必须执行下一个逻辑运算符才能求出表达式的解时，才执行该逻辑运算符。（若“&&”的左边的运算对象的值为0，则不再对右边的运算对象进行运算，直接得出整个表达式的值为0；若“||”的左边的运算对象为1，则不再对右边的运算对象进行运算，直接得出整个表达式的值为1。）

（1）若执行下列语句

a=0;b=1;

c=a++&&(b=6);

各变量的值为：a为1，b为1，c为0，由于(b=6)没被执行到，故b的值不变。

（2）执行语句

a=1;b=1;c=0;

d=--a||b--||(c=b+3);

后，结果：a为0，b为0，c为0，d为1，表达式中的(c=b+3)没有被执行到，c值不变。

2、用C语言正确表示数学意义上的a<b<c,

正确的表示方法是 a<b&&b<c。因为a<b<c在C语言执行中，假定a=8,b=7,c=6，在数学中，a<b<c是不成立的。但是在C语言中，8<7<6会首先首先执行8<7得到0，再接着算0<6，这样就成合法了。所以一定注意C语言考试中这个a<b<c样子的是考试陷阱。

第三节 if语句

知识点：if语句的三种形式使用；if和else的搭配；嵌套的if语句的使用

重要程度：★★★★

1、if语句的三种形式

1.1 if语句

if只管后面一个分号；要管多个用大括号把多个语句括起来。

程序1：

if(a<b)

{t=a; a=b;
b=t;}

--------------------------

程序2：

if(a<b)

t=a; a=b;
b=t;

程序1、2注意两者的区别！！！

图1
if语句的流程图

1.2 if-else语句

它的一般格式如下：

if（表达式）

语句1；

else

语句2；

例如：对两数大小的比较，输出大数。用if-else语句实现：

if(x>y)

printf(“%d”,x);

else

printf(“%d”,y);

图2
if-else语句的流程图

例1：若有以下程序

main( )

{

int a=5,b=4,c=6,t=0;

if(a<b) {t=a;a=b;b=t;}

if(a<c) t=a;a=c;c=t;

printf("%d %d
%d\n",a,b,c);

}

执行后输出结果是

答案：645

分析：程序的第一行在定义a、b、c、t四个变量时初始化了值。接下来，第一个if语句的表达式为：a<b，a变量里存放的是整数5，b变量里存放的是整数4，可以判断该表达式为“假”，那么程序应该跳过if的子句。子句是一条复合语句则{t=a;a=b;b=t;}被跳过。第二个if语句的表达式为：a<c，因为变量a的值为5，变量c的值为6，因此该表达式的值为“真”，执行该if的语句“t=a;”，t的值被赋为5。该if语句执行完成后，还有两个其它的语句“a=c;c=t;”执行后这两条语句后，a的值被赋为6，c的值被赋为5。因此，最后输出a、b、c变量的值应该分别为6、4、5。若将if(a<b) {t=a;a=b;b=t;}改为if(a<b) t=a;a=b;b=t;，请读者自行分析结果。

1.3 if-else-if 语句结构

它的一般格式如下：（只有一个语句被执行）

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

语句n ；

图2
if-else-if 语句的流程图

例2：有如下程序

main( )

{ float x=2.0,y;

if(x<0.0) y=0.0;

else if(x<10.0) y=1.0/x;

else y=1.0;

printf("%f\n",y);

}

该程序的输出结果是（　）。

A) 0.000000　　 B) 0.250000　　 C)
0.500000 　　D) 1.000000

分析：首先x的初值为2.0。判断x<0.0，其为假，则跳过语句“y=0.0;”，接着又判断x<10.0，其为真，则执行“y=1.0/x;”，然后将其输出。因此答案选C。

注意：

（1）if后面圆括号中的表达式，可以是任意合法的C语言表达式，可以是任意类型的数据。

（2）if子句和else子句中如果只有一条语句，则该语句后的分号不能省。

2、if语句的嵌套（概念考得多）

if语句的嵌套：在if语句中又包含一个或多个if语句称为if语句的嵌套。一般形式如下：

if(表达式1)

if(表达式2) 语句1;

else 　
语句2;

else

if(表达式3) 语句3;

else 语句4;

其执行过程：若表达式1为“真”，则执行其嵌套的if-else语句，否则，执行else后的内嵌if-else语句。其中if-else语句在语法上是一条语句。

特别注意：C语言的语法规定：else子句总是与前面最近的不带else的if相结合，与书写格式无关。

如下面语句：

if(表达式1)

if(表达式2) 语句1；

else 　语句2；

实质上等价于：

if(表达式1)

if(表达式2) 语句1；

else 　语句2；

第四节条件运算符与条件表达式

知识点：条件运算符号的使用（唯一的三目）；条件表达式的运算；

重要程度：★★★★（口诀是“真前假后”）

1、条件运算符

条件运算符由两个运算符组成：？：。条件运算符要求有三个运算对象，称三目运算符，它是C语言中唯一的一个三目运算符。

2、条件表达式（“真前假后”口诀）

表达式1 ? 表达式2：表达式3

其执行过程：先求解表达式1，若为非0（真）则求解表达式2，并将表达式2的值作为整个表达式的值。若表达式1的值为0（假），则求解表达式3，表达式3的值就是整个表达式的值。

例1：以下程序的输出结果是（　）。
main()
{

int a=5,b=4,c=6,d;
　printf("%d\n",d=a>b?(a>c?a:c):(b));
}
A) 5 　　B)
4 　　C) 6 　　D)
不确定

分析：这是一个条件表达式的嵌套，先判断a>b为“真”，则需要求解表达式a>c?a:c的值。因此又对a>c进行判断，其为“假”，那么c就是整个表达式的值。答案选C。

3、条件运算符的优先级

条件运算符优先于赋值运算，但低于逻辑运算，关系运算符和算术运算符。条件运算符的结合方向为“自右向左”。如有以下表达式：

a>b?a:c>d?c:d 等价于 a>b?a:(c>d?c:d)

如果a=1，b=2，c=3，d=4，则表达式的值等于4。

第四节　switch语句及其构成的选择结构

知识点：switch语句的执行方式；switch语句和 break的搭配；

重要程度：★★★★

1、switch语句

switch语句的一般形式如下：

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: 语句块n+1;

}

其中语句1，语句2等等，可以是一条语句，也可以是若干语句。也可以是嵌套的switch语句。

注意：

（1）switch后圆括号中的表达式的值必须是实型或字符型，不能为实型。

（2）case后面是常量表达式，但常量表达式中不能有变量。

（3）default可以出现在语句体中的任何位置，但最多只能有一个。它通常出现在语句体的最后。

2、switch语句的执行过程

首先求解switch后圆括号中表达式的值，然后匹配case标号，有匹配成功则执行后面语句，只需要匹配一次成功，后面就不用再匹配了。(通过三个例子掌握switch的使用！)

例1：按照学生的考试成绩，打印出相应的等级。90分以上的输出“A”等级，80分以上的输出“B”等级，依此类推，60分以下输出“E”等级。程序如下：

main( )

{ int score;

scanf("%d",&
score); /* score中存放学生的成绩 */

printf("score=%d:
",score);

switch(score/10)

{ case 10:printf("A\n");

case 9:printf("A\n");

case
8:printf("B\n");

case
7:printf("C\n");

case
6:printf("D\n");

default:printf("E\n");

}

输入99分，可以知道case 9 是匹配成功的，所以就不用再匹配，直接执行后面的case剩下的语句。直到遇到break结束。

现将上面程序修改如下：

main( )

{ int score;

scanf("%d",&score);

printf("score=%d:
",score);

switch(score/10)

{ case 10:printf("A\n");break;

case 9:printf("A\n");
break;

case
8:printf("B\n"); break;

case
7:printf("C\n"); break;

case
6:printf("D\n"); break;

default:printf("E\n");
break;

}

此时score变量取值为75时，输出结果为：score=75:C

现将上面程序修改如下：

main( )

{ int score;

scanf("%d",&score);

printf("score=%d:
",score);

switch(score/10)

{ case 10:printf("A\n");

case 9:printf("A\n");

case
8:printf("B\n");

case
7:printf("C\n"); break;

case
6:printf("D\n");

default:printf("E\n");
break;

}

此时score变量取值为95时，输出结果为：score=75:ABC.

考试核心：

1、 switch的概念题目非常重要，switch后圆括号中、case后的表达式的要求牢记。

2、 switch语句有break和没有break之间的区别，注意，只要匹配成功一次，后面不需要继续的匹配了，直接执行匹配的语句直到遇到break语句。

3、 switch嵌套switch的题目是考试的重点，请多次练习。

(1)以下程序运行后的输出结果是:2,1

main()

{

int x=1,y=0,a=0,b=0;

switch(x)

{

case 1: switch(y)

{case 0: a++; break;

case 1: b++; break;

}

case 2: a++;b++;break;

}

printf(”%d %d\n”,a,b);

}

(2)

有以下程序，程序运行后的输出结果是——A

A、1 B、2 C、3 D、4

main()

{

int a=15,b=21,m=0;

switch(a%3)

{

case 0: m++;break;

case 1: m++;

switch(b%2)

{default: m++;

case 0: m++; break;

}

printf(”%d\n”, m);

}

第五节 goto语句

知识点：goto是关键字；goto语句的含义；

重要程度：★

1、goto语句

goto语句的作用是，无条件的把程序的执行转向语句标号所在的位置。滥用goto语句将使程序的流程毫无规律，可读性差，对于初学者来说应尽量不用。（记住这句话就可以了!）

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。

.可以考虑使用goto的情形

1.从多重循环中直接跳出

很多人建议废除C++/C的goto语句，以绝后患。但实事求是地说，错误是程序员自己造成的，不是goto的过错。goto 语句至少有一处可显神通，它能从多重循环体中一下子跳到外面，用不着写很多次的break语句。例如：

for(......){

for(....){

for(.....){

// 如何冲出重重包围？

}

break;只能跳出单层的循环，return将整个函数都返回了，没法再继续了，显然也不行，所以我们想到了goto。如果是在陷入了很深层次的循环里想要跳出最外层的循环，用 goto 直接跳出却比用 break 一个循环一个循环地跳出要好得多。有人甚至形象比喻说：“就像楼房着火了，来不及从楼梯一级一级往下走，可从窗口跳出火坑。” 其实，你可以将 break 和 continue 理解成弱化了的 goto 语句。

2. 出错时清除资源

如果一个函数有多个出口，则在每个出口处，会产生巨大的退出代码，如下例一，每个函数只能有一个出口，所有的资源释放必须放在出口统一解决，那全部使用大括号，十几个，几十个if判断条件下来，你数数你的大括号有多深？这种代码可读性不好，一旦写错了，难于寻找错误。所有这些问题，一个goto就解决了。

当程序要分配和清除资源时（像内存、或处理字形、窗口、打印机），这种情形下用goto通常是为了复制代码或清除资源。若遇到这种情况，程序员就要掂量是 goto 的缺点令人讨厌呢？还是复制代码那令人头痛的维护更讨厌呢？最后还是认为 goto 的缺点更可忍受。