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1、,第4章 选择结构程序设计,本章的目的是，学习选择结构程序的设计方法。,4.1 关系运算符及关系运算表达式,关系运算符是用来确定一个量与另一个量之间的关系，主要是比较两个量的大小，所以关系运算符也叫做比较运算符。C语言提供6种关系运算符，如表4-1所示。,关系运算的结果是一个逻辑值。逻辑值是一种只有两个值的量：真和假。关系运算的结果成立，或者说为真（true），则运算结果为1，也就是用1表示真。比较的结果不成立，或者说为假（false），则运算结果为0，也就是用0表示假。,在表4-1所示的6种关系运算符中，前4种（,=,=）的优先级是相同的，后两种（= =，!=）的优先级相同。前4种的优先级高
2、于后两种。,关系运算符的结合性为自左向右。关系运算符的优先级高于赋值运算符，低于算术运算符。,关系运算可以用于任何基本数据类型的变量或常量。由关系运算符连接表达式构成的表达式，称为关系表达式。其一般形式为： 表达式 关系运算符 表达式,关系运算和数学中的比较运算有所不同。,4.2 逻辑运算符及逻辑表达式,逻辑运算符用于支持基本逻辑运算。 C语言提供3种基本逻辑运算：逻辑与（AND）、逻辑或（OR）和逻辑非（NOT）。,它们的运算符分别为&，|，!。前两种逻辑操作要求有两个操作数（双目运算），逻辑非是单操作数的运算（单目运算）。3种逻辑运算符、意义和运算规则如表4-2所示。,逻辑运算是对逻辑量或
3、表达式进行运算的。逻辑运算的对象可以是数值型的、字符型的，也可以是逻辑量。,C语言规定，逻辑运算的运算对象为0时，代表逻辑量假；运算对象为非0时，代表逻辑量真。逻辑运算的结果仍是逻辑量：真或假。因为逻辑量的值为1或0，所以，在运算中，逻辑值也可以看作是整型数。 表4-3所示为3种逻辑操作的真值表。,逻辑操作符和关系操作符的优先级由高到低，如图4-2所示。,图4-2 逻辑运算与关系运算的优先级,逻辑运算符和关系运算符的运算优先级都低于算术运算符。 由逻辑运算符连接表达式构成的表达式，称为逻辑表达式。逻辑表达式和关系表达式常用于选择结构和循环结构程序中。,255 & !(87) | 2=10 根据
4、上述的关系运算和逻辑运算的意义以及运算符的优先级，不难知道该表达式的值为真。这可以从图4-3清楚地看出。,图4-3 逻辑操作举例,关于逻辑运算，有一点要特别说注意：当对两个表达式进行逻辑与运算时，若前一个表达式的值为假，则不再进行后一个表达式的计算，整个表达式的值肯定为假。同样，当对两个表达式进行逻辑或运算时，若前一个表达式的值为真，整个表达式的值肯定为真，也不再进行后一个表达式的计算。,4.3 选 择 语 句,选择语句是用于构造选择程序结构的语句。C语言提供两种类型的选择语句：if语句和switch语句。,4.3.1 单分支if选择语句 if选择语句也称为条件转移语句。它有两种形式：单分支形
5、式和双分支形式。单分支if选择语句是形式最简单的if条件转移语句，它的格式如下： if(表达式) 语句;,其中if是分支语句的关键字，其中“语句”可以是任何语句。 if选择语句的功能是，首先计算“表达式”的值，如果表达式的值为真，则执行“语句”，否则不执行，而是转去执行本语句后面的语句。单分支if语句的流程图如图4-4所示。,图4-4 单分支if语句的流程,要强调说明的是，if语句中表达式可以任何类型的C表达式。例如，可以是算术表达式，赋值表达式。但最常用的是关系表达式和逻辑表达式。,其中语句也可以是任何语句，包括另一个if语句（称嵌套if语句）；也可以是由若干语句组成的一个语句组。在这种情况
6、下，这组语句需要用花括号“ ”括起来。,用花括号括起来的一组语句，在语法上当作一个语句看待。这样的语句在C语言中叫做语句块，或复合语句。实际上语句块是比函数更小的程序单元（模块）。,4.3.2 双分支if_else选择语句 if_else语句的格式为： if(表达式) 语句块1; else 语句块2;,语句的功能是，首先计算表达式的值，如果为真，则执行语句（块）1，否则执行else后面的语句（块）2。上述功能如图4-5所示。,图4-5 双分支if_else选择语句流程,【例4-7】 比较用户输入的两个整数的大小。若输入的第1个数大于第2个数，则显示： firstsecond 否则，显示： fi
7、rst= second 最后，显示： All done!,显然，这是一个有两个分支的程序。用图4-6所示的流程图说明编程的思想。,图4-6 例4-7程序的流程图,4.3.3 多分支结构 如果在if选择语句的一个或两个分支语句中，还包含有if语句，则称这种结构为“if语句的嵌套”。利用if语句的嵌套，可以构成两个以上分支的多个分支的选择结构程序。,其中常用的一种结构是，在else后面的语句中包含有另一个if语句，这种多分支选择结构如图4-7所示。图中用3个if_else_if语句组成了4个分支。我们也把这种语句组合称为if_else_if选择结构。,图4-7 if_else_if选择语句流程,一
8、般情况下，只要在一个if语句中包含有另一个if语句就是if语句的嵌套，组成的就是多分支的选择结构程序。,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 ,图4-8所示为这种分支结构的流程图。,图4-8 多分支if语句结构流程图,C语言对语句在程序中书写形式没有严格的要求。一行可以写多个语句，也可以把一个语句写在两行里。一个语句可以从一行的头开始写，也可以从一行的某个位置开始写。,为了使嵌套结构清楚、醒目并避免产生错误的理解，建议各层嵌套的语句采用不同的缩进书写形式，如上面所写的那样。必要时，使用花括号也会使是程序的嵌套结构显示
9、得更清晰。,4.3.4 多分支开关语句switch if语句是靠嵌套来实现多分支结构的。多分支开关语句switch则可以直接构成多个分支。在许多情况下，switch语句非常适合构造多分支选择结构程序。,switch语句的一般格式为： switch(表达式) case 常量表达式1: 语句(块)1 break;,case 常量表达式2: 语句(块)2 break; ,case 常量表达式n: 语句(块)n break; default: 语句(块)n+1 ,语句中的switch，case和default是语句组成中的关键字。switch后面的“（表达式）”可以是任何类型，通常是字符型或整型表达式
10、。“常量表达式1”“常量表达式n”是整型或字符型的。,所有常量表达式的值必须是互不相同的。break语句和default（特殊的case）是任选的，switch语句中可不包含它们。Break语句的作用是结束switcn语句的执行。,Default的作用是，如果所有常量表达式的值都与表达式的值不同，则执行语句（块）n+1。语句（块）1语句（块）n+1中的语句可以是任何语句。也可是另一个switch语句，这种情况称为嵌套的swtch语句。,首先，计算switch后圆括号内的表达式的值，然后，用这个值逐个与各case的常量表达式i的值进行比较。当找到与其相等（匹配）的case时，就执行该case中的
11、语句（块）i，如果在语句（块）i中有break语句，便退出该switch语句。,如果没有break语句，则在执行完某个语句（块）i后，连续执行其后的语句（块），直到遇上另一个break语句，结束switch的执行，或者一直执行到最后的语句（块），然后，结束switch语句的执行。 switch语句的上述功能如图4-9所示。,图4-9 switch语句的流程,default在语句中出现的次序，对程序的执行结果是没有影响的。把default放在语句的最后是一个好的习惯。,执行完一个case的语句后，只要没有break语句，switch语句就会自动执行下一个case。因此，case中的break语句
12、是根据程序的需要选用的。,4.4 选择结构程序设计,4.5 条件运算符,条件运算符由3个运算对象及两个符号“？”和“：”组成。它的格式为： EXP1 ? EXP2: EXP3这里EXP1，EXP2，EXP3是3个表达式。,第1个表达式EXP1可以是任何类型的表达式，其作用通常是被看作逻辑表达式，即它的值理解为真（非0）或假（0值）。EXP2和EXP3是两个类型相同的表达式。,由条件运算符组成的表达式叫做条件运算表达式。,条件运算的功能是：如果表达式EXP1的值为真，则取表达式EXP2的值为条件运算表达式的值；如果表达式 EXP1的值为假，则取表达式EXP3的值作为条件运算表达式的值。条件运算的
13、流程如图4-11所示。,图4-11 条件运算符“？”操作的流程,从上述的功能看，条件运算符的作用，很像如下的if语句块： if(EXP1) EXP2; else EXP3;,所以，利用条件运算符可以实现一些简单的分支。因此，条件运算表达式也称为分支表达式。 但必须注意到，在条件运算格式中，EXP1，EXP2和EXP3必须是表达式，不能是语句。,条件运算符的优先级高于赋值运算，低于算术运算符、关系运算符和逻辑运算符。结合性是自右向左的。,小 结,本章主要讲了以下几个问题： （1）关系运算符和关系运算表达式； （2）逻辑运算符和逻辑运算表达式；,（3）条件运算符和条件运算表达式； （4）构成选择结构语句和选择结构程序的设计。,对于逻辑运算和关系运算，要掌握各运算符的写法，运算规则，优先级及结合性等。对于if语句switch语句，除了牢记它们的书写格式和功能外，要通过例题学习、做习题和上机操作，掌握解题（编程）的思路，能举一反三。不要死记硬背。,在程序设计的学习中，从一开始就养成一个良好编程习惯，是很重要的。首先是严紧，每个语句都有严格、明确的语法格式，语句中不允许有一点不符合语法的地方。,其次，书写程序要结构清晰，要养成使用缩进格式和正确使用花括号的习惯。这不仅使程序思想条理清楚，也能避免程序中的许多容易发生的错误。,