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第三章: C语言程序设计初步(二)2005-12-16 19:55:00

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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。 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。
void 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);
}
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!为单目运算符,具有右结合性。逻辑运算符和其它运算符优先级的关系可表示如下:
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)
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:
1.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。
2.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
3.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”。
void 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。

1.第一种形式为基本形式 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。其过程可表示为下图
void 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);
}
输入两个整数,输出其中的大数。
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。
2.第二种形式为if-else形式
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 。
void 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。
3.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。 if-else-if语句的执行过程如图3—3所示。
#include"stdio.h"
void main(){
char c;
printf("input a character: ");
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 a capital letter\n");
else if(c>='a'&&c<='z')
printf("This is a small letter\n");
else
printf("This is an other character\n");
}
本例要求判别键盘输入字符的类别。可以根据输入字符的ASCII码来判别类型。由ASCII码表可知ASCII值小于32的为控制字符。 在“0”和“9”之间的为数字,在“A”和“Z”之间为大写字母, 在“a”和“z”之间为小写字母,其余则为其它字符。 这是一个多分支选择的问题,用if-else-if语句编程,判断输入字符ASCII码所在的范围,分别给出不同的输出。例如输入为“g”,输出显示它为小写字符。

4.在使用if语句中还应注意以下问题

(1) 在三种形式的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; 都是允许的。只要表达式的值为非0,即为“真”。如在if(a=5)…;中表达式的值永远为非0,所以其后的语句总是要执行的,当然这种情况在程序中不一定会出现,但在语法上是合法的。
又如,有程序段: if(a=b)
printf("%d",a);
else
printf("a=0"); 本语句的语义是,把b值赋予a,如为非0则输出该值,否则输出“a=0”字符串。这种用法在程序中是经常出现的。

(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语句的三种形式中,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。但要注意的是在}之后不能再加分号。
例如:
if(a>b){
a++;
b++;
}
else{
a=0;
b=10;
}

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究竟是与哪一个if配对呢?
应该理解为:   还是应理解为:
if(表达式1)    if(表达式1)
 if(表达式2)     if(表达式2)
  语句1;       语句1;
else         else
  语句2;       语句2;
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,因此对上述例子应按前一种情况理解。
比较两个数的大小关系。
void main(){
int a,b;
printf("please input A,B: ");
scanf("%d%d",&a,&b);
if(a!=b)
if(a>b) printf("A>B\n");
else printf("A<B\n");
else printf("A=B\n");
}
本例中用了if语句的嵌套结构。 采用嵌套结构实质上是为了进行多分支选择,例3.16实际上有三种选择即A>B、A<B或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。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。
void main(){
int a,b;
printf("please input A,B: ");
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");
}

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