第4章程序的控制結(jié)構(gòu)第4章程序的控制結(jié)構(gòu)

通常計(jì)算機(jī)程序總是由若干條語(yǔ)句組成，從執(zhí)行方式上看，如果從第一條語(yǔ)句到最后一條語(yǔ)句完全按順序執(zhí)行，則是最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，順序結(jié)構(gòu)；若在程序執(zhí)行的過程當(dāng)中，根據(jù)用某一條件的結(jié)果去執(zhí)行若干不同的任務(wù)則為選擇結(jié)構(gòu)；如果在程序的某處，需要根據(jù)某項(xiàng)條件重復(fù)地執(zhí)行某項(xiàng)任務(wù)若干次或直到滿足或不滿足某個(gè)條件為止，這就構(gòu)成了循環(huán)結(jié)構(gòu)。大多數(shù)情況下，程序都不會(huì)是簡(jiǎn)單的只有順序結(jié)構(gòu)，而是順序、選擇、循環(huán)三種結(jié)構(gòu)的復(fù)雜組合。本章重點(diǎn)介紹這三種結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的C語(yǔ)言語(yǔ)句的使用規(guī)則。4.1順序結(jié)構(gòu)4.2選擇結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)是根據(jù)條件的結(jié)構(gòu)，有選擇的執(zhí)行相應(yīng)的程序段的一種程序結(jié)構(gòu)，也稱為分支結(jié)構(gòu)。一般常用if語(yǔ)句和switch語(yǔ)句來完成。4.2.1

if語(yǔ)句(1)if(條件表達(dá)式)

語(yǔ)句A;功能：判斷表達(dá)式的值，值為“真”，則執(zhí)行語(yǔ)句A；否則不執(zhí)行語(yǔ)句。語(yǔ)法規(guī)則：if語(yǔ)句由三部分組成，if關(guān)鍵字、小括號(hào)及條件表達(dá)式和語(yǔ)句A。語(yǔ)句A默認(rèn)只能是一條語(yǔ)句，如果是多條語(yǔ)句需要將多條語(yǔ)句用{}括起來，構(gòu)成一條復(fù)合語(yǔ)句即可。這三部分組成一條if語(yǔ)句。注意：小括號(hào)括死后，沒有分號(hào)。4.2.1

if語(yǔ)句(1)

例如：當(dāng)x>y時(shí)輸出x的值，否則不輸出。if(x>y)printf("%d",x);這種if語(yǔ)句的執(zhí)行過程如下圖所示。4.2.1選擇結(jié)構(gòu)4.2.1

if語(yǔ)句(2)if(條件表達(dá)式)

語(yǔ)句A;else

語(yǔ)句B;功能：判斷表達(dá)式的值，值為“真”，則執(zhí)行語(yǔ)句A；值為“假”則執(zhí)行語(yǔ)句B。語(yǔ)法規(guī)則：if語(yǔ)句由五部分組成，if關(guān)鍵字、小括號(hào)及條件表達(dá)式、語(yǔ)句A、else關(guān)鍵字和語(yǔ)句B。語(yǔ)句A和語(yǔ)句B默認(rèn)只能是一條語(yǔ)句，如果是多條語(yǔ)句需要將多條語(yǔ)句用{}括起來，構(gòu)成一條復(fù)合語(yǔ)句即可。這五部分組成一條if-else語(yǔ)句。4.2.1

if語(yǔ)句（2）

例如：判斷整數(shù)a是偶數(shù)還是奇數(shù)。if(a%2==0)printf("a為偶數(shù)");elseprintf("a為奇數(shù)");這種if語(yǔ)句的執(zhí)行過程如下圖所示。4.2.1

if語(yǔ)句4.2.1

if語(yǔ)句(3)既然if語(yǔ)句或者if-else語(yǔ)句，都是一條語(yǔ)句，那么如果if語(yǔ)句組成中的“語(yǔ)句A”，或者if-else語(yǔ)句組成中的“語(yǔ)句A”或“語(yǔ)句B”能否也是一條if語(yǔ)句或者if-else語(yǔ)句？當(dāng)然可以！這種if語(yǔ)句中再包含if語(yǔ)句的結(jié)構(gòu)，稱為if語(yǔ)句的嵌套。嵌套的形式多樣，例如以下形式都是嵌套的形式，不同的只是嵌套的位置不同。if(表達(dá)式1)if(表達(dá)式2)

語(yǔ)句1;else

語(yǔ)句2;elseif(表達(dá)式3)

語(yǔ)句3;else

語(yǔ)句4;if(表達(dá)式1)if(表達(dá)式2)

語(yǔ)句1;else

語(yǔ)句2;

if(表達(dá)式1)

語(yǔ)句A;elseif(表達(dá)式2)

語(yǔ)句3;else

語(yǔ)句4;if(表達(dá)式1)if(表達(dá)式2)

語(yǔ)句1;else

語(yǔ)句2;else

語(yǔ)句B;4.2.1

if語(yǔ)句4.2.1

if語(yǔ)句if語(yǔ)句的嵌套，需要注意的重點(diǎn)就是if和else的配對(duì)關(guān)系，如果配對(duì)關(guān)系弄錯(cuò)，將會(huì)導(dǎo)致分支的流程錯(cuò)誤。有一個(gè)基本原則，就是else始終與其上面最近的if是一對(duì)。4.2.1

if語(yǔ)句if語(yǔ)句的嵌套，層次不易過多，一般以2～3層較為合適，層次多會(huì)影響程序的可讀性，會(huì)對(duì)以后程序的糾錯(cuò)帶來困難。為了使if語(yǔ)句嵌套的結(jié)構(gòu)有較好的可讀性，通常會(huì)使用下面這種結(jié)構(gòu)的嵌套： if(表達(dá)式A)

語(yǔ)句A； elseif(表達(dá)式B)

語(yǔ)句B； elseif(表達(dá)式C)

語(yǔ)句C；

．

．

． elseif(表達(dá)式m)

語(yǔ)句m； else

語(yǔ)句n；4.2.1

if語(yǔ)句例如：判斷正整數(shù)data為幾位數(shù)。if(data>=1000) printf("data至少為4位數(shù)");elseif(data>=100) printf("data為3位數(shù)");elseif(data>=10) printf("data為2位數(shù)");else printf("data為1位數(shù)");4.2.1

if語(yǔ)句4.2.1

if語(yǔ)句（1）三種形式的if語(yǔ)句中在if后面都有“表達(dá)式”，一般為邏輯表達(dá)式或者關(guān)系表達(dá)式。在執(zhí)行if語(yǔ)句時(shí)先對(duì)表達(dá)式求解，若表達(dá)式的值為0，按“假”處理，若表達(dá)式的值為非0，按“真”處理，執(zhí)行指定的語(yǔ)句。其實(shí)表達(dá)式的類型不限于邏輯表達(dá)式或者關(guān)系表達(dá)式，可以是任意的能得到“真”或“假”的結(jié)果的表達(dá)式（包括整型、浮點(diǎn)型、字符型、指針類型數(shù)據(jù)）。（2）第二、第三種形式的if語(yǔ)句中，注意每個(gè)語(yǔ)句后都有一個(gè)分號(hào)，這是由于分號(hào)是C語(yǔ)言中不可缺少的部分，是if語(yǔ)句中的內(nèi)嵌語(yǔ)句所要求的。如果無(wú)此分號(hào)，則出現(xiàn)語(yǔ)法錯(cuò)誤。else子句不能作為語(yǔ)句單獨(dú)使用，它必須是if語(yǔ)句的一部分，與if配對(duì)使用。（3）在if和else后面的語(yǔ)句只能是一條語(yǔ)句（如上例），若有多條操作語(yǔ)句，此時(shí)必須用花括號(hào)“{}”將幾個(gè)語(yǔ)句括起來作為一條復(fù)合語(yǔ)句。4.2.2條件運(yùn)算符條件運(yùn)算符是一種特殊的運(yùn)算符，由于它的執(zhí)行過程與if-else語(yǔ)句類似，因此可以替代簡(jiǎn)單的if語(yǔ)句。條件運(yùn)算符要求有三個(gè)操作對(duì)象，為三目（元）運(yùn)算符，它是C語(yǔ)言中唯一的一個(gè)三目運(yùn)算符。條件運(yùn)算符表達(dá)式的一般形式為：表達(dá)式1？表達(dá)式2：表達(dá)式3功能：若表達(dá)式1的結(jié)果為真，則條件運(yùn)算符表達(dá)式的結(jié)果為表達(dá)式2的結(jié)果，否則為表達(dá)式3的結(jié)果。4.2.2條件運(yùn)算符語(yǔ)法規(guī)則：（1）條件運(yùn)算符的執(zhí)行順序：先求解表達(dá)式1，若非0（真）則求解表達(dá)式2，此時(shí)表達(dá)式2的值就作為整個(gè)條件表達(dá)式的值。若0（假）則求解表達(dá)式3，此時(shí)表達(dá)式3的值就作為整個(gè)條件表達(dá)式的值。（2）條件運(yùn)算符的結(jié)合方向?yàn)椤白杂蚁蜃蟆?。如果有以下條件表達(dá)式：a>b?a:c>d?c:d相當(dāng)于a>b?a:(c>d?c:d)如果a=1，b=2，c=3，d=4，則條件表達(dá)式的值等于4。（3）條件表達(dá)式中，表達(dá)式1的類型可以與表達(dá)式2和表達(dá)式3的類型不同。4.2.2條件運(yùn)算符4.2.3

switch語(yǔ)句switch語(yǔ)句是多分支選擇語(yǔ)句。用來實(shí)現(xiàn)圖4.12表示的多分支選擇結(jié)構(gòu)。if語(yǔ)句較擅長(zhǎng)解決二分支結(jié)構(gòu)，而實(shí)際問題中常常需要用到多分支的選擇。例如，學(xué)生的成績(jī)分類（90分以上為‘A’，80-89分為‘B’，70-79分為‘C’，等……）；人的分類（按年齡所在年代分為70后、80后、90后、00后等等）；汽車價(jià)格分類…….。表達(dá)式的值若與某一分支常量表達(dá)式值相等語(yǔ)句組1語(yǔ)句組2語(yǔ)句組n語(yǔ)句組n+1……常量表達(dá)式1default常量表達(dá)式2常量表達(dá)式n4.3

switch語(yǔ)句switch語(yǔ)句的一般形式如下：switch(表達(dá)式){case常量表達(dá)式1:語(yǔ)句組1;case常量表達(dá)式2:語(yǔ)句組2; . . .case常量表達(dá)式n:語(yǔ)句組n;default:語(yǔ)句組n+1;}功能：多分支選擇結(jié)構(gòu)。用case關(guān)鍵字表示每一個(gè)分支。4.3

switch語(yǔ)句switch語(yǔ)句的一般形式如下：switch(表達(dá)式){case常量表達(dá)式1:語(yǔ)句組1;case常量表達(dá)式2:語(yǔ)句組2; . . .case常量表達(dá)式n:語(yǔ)句組n;default:語(yǔ)句組n+1;}功能：多分支選擇結(jié)構(gòu)。用case關(guān)鍵字表示每一個(gè)分支。4.3

switch語(yǔ)句語(yǔ)法規(guī)則：①switch后面括號(hào)內(nèi)的“表達(dá)式”的結(jié)果，只能是整形或者字符型。②

“case常量表達(dá)式”起語(yǔ)句標(biāo)號(hào)作用，當(dāng)表達(dá)式的值與某一個(gè)case后面的常量表達(dá)式的值相等時(shí)，就執(zhí)行此case后面的語(yǔ)句組，若所有的case中的常量表達(dá)式的值都沒有與表達(dá)式的值匹配的，就執(zhí)行default后面的語(yǔ)句組。這里各個(gè)case和default的出現(xiàn)次序不影響執(zhí)行結(jié)果。語(yǔ)句組可以是一條語(yǔ)句，也可以是多條語(yǔ)句，并且多條語(yǔ)句不用構(gòu)成復(fù)合語(yǔ)句。③

每一個(gè)case的常量表達(dá)式的值必須互不相同。④

在switch語(yǔ)句中，“case常量表達(dá)式”只相當(dāng)于一個(gè)語(yǔ)句標(biāo)號(hào)，表達(dá)式的值和某標(biāo)號(hào)相等則轉(zhuǎn)向該標(biāo)號(hào)執(zhí)行對(duì)應(yīng)的語(yǔ)句組，但不能在執(zhí)行完該標(biāo)號(hào)的語(yǔ)句組后自動(dòng)跳出整個(gè)switch語(yǔ)句，所以會(huì)出現(xiàn)繼續(xù)執(zhí)行所有后面case語(yǔ)句的情況。這是與前面介紹的if語(yǔ)句完全不同的，應(yīng)特別注意。4.2.3

switch語(yǔ)句⑤

多個(gè)case可以共用一組執(zhí)行語(yǔ)句，如：switch(s){case5:case4:case3:printf(“Pass\n”);break;}當(dāng)s的值為5，4，3時(shí)，都執(zhí)行同一組語(yǔ)句。⑥defalut語(yǔ)句可以省略；⑦switch語(yǔ)句可以嵌套使用，需要注意的是，嵌套使用時(shí)，在switch語(yǔ)句中出現(xiàn)的break，它只能結(jié)束本層的switch，請(qǐng)仔細(xì)分析下例。

4.2.3

switch語(yǔ)句4.3循環(huán)結(jié)構(gòu)實(shí)際問題中會(huì)出現(xiàn)很多需要重復(fù)處理的工作，例如統(tǒng)計(jì)30個(gè)學(xué)生4門課的個(gè)人平均成績(jī)和課程平均成績(jī)，需要將所有學(xué)生的成績(jī)累加起來，再除以相應(yīng)的數(shù)，最后得到想要的結(jié)果。寫程序的時(shí)候，不可能重復(fù)很多次寫相同的程序段，這就需要用循環(huán)結(jié)構(gòu)來解決。循環(huán)結(jié)構(gòu)是用來解決重復(fù)的、有規(guī)律的工作的一種程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。在C語(yǔ)言中，主要提供有while語(yǔ)句、do…while語(yǔ)句、for語(yǔ)句來實(shí)現(xiàn)循環(huán)結(jié)構(gòu)。4.3.1while語(yǔ)句while語(yǔ)句的一般格式是：while(表達(dá)式)

循環(huán)體語(yǔ)句;其特點(diǎn)是先判斷表達(dá)式，后執(zhí)行循環(huán)體。while語(yǔ)句的執(zhí)行過程如圖所示。功能：先判斷表達(dá)式值的真假，若為真（非零）時(shí)，就執(zhí)行循環(huán)體語(yǔ)言；否則，退出循環(huán)結(jié)構(gòu)。4.3.1while語(yǔ)句語(yǔ)法規(guī)則：①

表達(dá)式是循環(huán)條件，根據(jù)表達(dá)式返回的邏輯值是真是假來判斷條件是否成立，決定循環(huán)體執(zhí)行的次數(shù)，因此循環(huán)體有可能一次也不執(zhí)行；循環(huán)體如果有多條語(yǔ)句，一定要用“{}”括號(hào)括起來構(gòu)成一條符合語(yǔ)句；②

條件表達(dá)式不成立（為0），或循環(huán)體內(nèi)遇break，return，goto等語(yǔ)句，將退出while循環(huán)；③

循環(huán)有一種特殊情況，就是循環(huán)無(wú)休止地進(jìn)行，稱為無(wú)限循環(huán)。有的時(shí)候編程有特殊需要，要進(jìn)行無(wú)限循環(huán)，可以采用下面形式：

while(1)循環(huán)體;4.3.1while語(yǔ)句4.3.1while語(yǔ)句4.3.1while語(yǔ)句4.3.2

do-while語(yǔ)句do-while語(yǔ)句的一般格式為：do

循環(huán)體語(yǔ)句;while(表達(dá)式);其特點(diǎn)是先執(zhí)行循環(huán)體，后判斷表達(dá)式。do-while語(yǔ)句的執(zhí)行過程如圖4.18所示。4.3.2

do-while語(yǔ)句語(yǔ)法規(guī)則：①

先執(zhí)行一次循環(huán)體語(yǔ)句，再判斷表達(dá)式的結(jié)果，若結(jié)果為真，繼續(xù)再次執(zhí)行循環(huán)體語(yǔ)句；若表達(dá)式結(jié)果為假，則停止循環(huán)的執(zhí)行；因其特點(diǎn)是先執(zhí)行循環(huán)體，后判斷表達(dá)式，因此循環(huán)體至少要執(zhí)行一次。②do-while語(yǔ)句最后的分號(hào)不能漏掉；③

循環(huán)體如果有多條語(yǔ)句，一定要用“{}”括號(hào)括起來構(gòu)成一條符合語(yǔ)句。4.3.3

for語(yǔ)句for語(yǔ)句的一般形式為：for([表達(dá)式1];[表達(dá)式2];[表達(dá)式3])

循環(huán)體語(yǔ)句;功能：與while或do-while的功能一樣，同為循環(huán)語(yǔ)句。4.3.3

for語(yǔ)句語(yǔ)法規(guī)則：①

一條for語(yǔ)句由關(guān)鍵字for、小括號(hào)和其中的三個(gè)表達(dá)式、循環(huán)體語(yǔ)句三部分組成；②

表達(dá)式1通常為變量賦初值的表達(dá)式，表達(dá)式2為循環(huán)的條件，表達(dá)式3通常是能使循環(huán)條件趨向終止的表達(dá)式；例如：for(i=1;i<=10;i++)printf("%d",i);③

這3個(gè)表達(dá)式之間用分號(hào)分隔，值可以為任意類型，而且可以省略，但是2個(gè)分號(hào)不可省略，例如可以寫成：for(;;);表示的是無(wú)限循環(huán)，而且循環(huán)體為空語(yǔ)句。4.3.3

for語(yǔ)句④

執(zhí)行的流程：首先執(zhí)行表達(dá)式1，接著判斷表達(dá)式2的值是否為真，如果為真，則繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體語(yǔ)句，然后執(zhí)行表達(dá)式3，到此一次循環(huán)執(zhí)行完畢。執(zhí)行下一次循環(huán)時(shí)，則從判斷表達(dá)式2的值開始，以此類推，循環(huán)下去。其執(zhí)行過程如圖4.19所示；

⑤

循環(huán)體如果有多條語(yǔ)句，一定要用“{}”括號(hào)括起來構(gòu)成一條符合語(yǔ)句。4.3.3

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