第4章 選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(一)

IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBULecture7SelectionStructures(1/2)

——選擇結(jié)構(gòu)(1/2)

1IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBUCharacteristicsofSelectionStructuresRelationalExpressionsLogicalExpressionsif

StatementsNestedSelectionStructuresConditionalExpressionsswitchStatementLecture7SelectionStructures(1/2)

2IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBUCharacteristicsofSelectionStructures

——選擇結(jié)構(gòu)的特征

RelationalExpressionsLogicalExpressionsif

StatementsNestedSelectionStructuresConditionalExpressionsswitchStatementLecture7SelectionStructures(1/2)

3IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU順序結(jié)構(gòu)與選擇結(jié)構(gòu)的差異CharacteristicsofSelectionStructures4順序結(jié)構(gòu)操作A操作B分支（選擇）結(jié)構(gòu)判斷操作A操作BYN如果則否則IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU我們需要邏輯判斷2012年是閏年嗎？——從問題到答案地球繞太陽運(yùn)行周期為365天5小時48分46秒（1個回歸年，合365.24219日）因為在平年公歷只計算365日，結(jié)果四年后便會累積0.24220×4=0.9688日，大約等于一日，所以便逢四年增加一日閏日以抵銷這0.9688日經(jīng)過四百年就會多算出(1-0.9688)×100=3.12日（大約3日），因此，每四百年中要減少三個閏年CharacteristicsofSelectionStructures5IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU我們需要邏輯判斷閏年設(shè)定——讓地球/人類“等”一天，使我們與地球同步CharacteristicsofSelectionStructures0.24220day每年人類落后0.24220日≈8學(xué)時0.24220×4=0.9688day每4年人類落后近1日，每4年應(yīng)補(bǔ)1日1-0.9688=0.0312day每4年人類超前0.0312日≈1學(xué)時0.0312×100=3.12days每400年人類超前近3日，每400年應(yīng)減少3日，即100,200,300,400年中只增加1日6被100整除的年份，如果被400整除才加1日被4整除的年份，需加1日IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU我們需要邏輯判斷算法（y為年度，如2012）如果：y被4整除如果：y不被100整除則：y是閏年否則：如果：y被400整除則：y是閏年否則：y不是閏年否則：y不是閏年CharacteristicsofSelectionStructures7y被4整除但不被100整除y被4整除同時被100整除，也被400整除y被400整除12如果： y被4整除并且

y不被100整除或者y被400整除則：y是閏年否則：y不是閏年需解決3個問題IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBUCharacteristicsofSelectionStructuresRelationalExpressions

——關(guān)系表達(dá)式【重點(diǎn)】關(guān)系運(yùn)算規(guī)則【難點(diǎn)】真假值的確定LogicalExpressionsif

StatementsNestedSelectionStructuresConditionalExpressionsswitchStatementLecture7SelectionStructures(1/2)

8IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU關(guān)系表達(dá)式：進(jìn)行數(shù)據(jù)之間的大小比較運(yùn)算的表達(dá)式關(guān)系運(yùn)算符【pp91】RelationalExpressionsCategory

OperatorAssociativity大小關(guān)系運(yùn)算

>(大于，isgreaterthan)<(小于，islessthan)>=(大于等于，isgreaterthanorequalto)<=(小于等于，islessthanorequalto)

Lefttoright

相等運(yùn)算

==(等于，isequalto)!=(不等于，isnotequalto)

Lefttoright

highestprecedencelowestprecedence9IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU格式與運(yùn)算規(guī)則格式其中E1和E2為算術(shù)類型表達(dá)式或指針Op為關(guān)系運(yùn)算符運(yùn)算規(guī)則左結(jié)合，優(yōu)先級低于算術(shù)運(yùn)算、高于賦值運(yùn)算計算E1和E2的值如果E1和E2之間大小關(guān)系與Op的含義一致，則結(jié)果為1，否則結(jié)果為0結(jié)果類型為intRelationalExpressionsE1OpE210>,>=,<,<=,==,!=字符型整型枚舉型浮點(diǎn)型整型類型IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU關(guān)系表達(dá)式的值是邏輯值邏輯值是表示邏輯判斷結(jié)果的量關(guān)系表達(dá)式的值是邏輯值，即1或0；1表示真（True），0表示假（False）1==1的值為1（真）1<1的值為0（假）1!=5>=3的值為0（假）2012%4==0的值為1（真）2012%100!=0的值為1（真）2012%400==0的值為0（假）RelationalExpressions11值為1IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU關(guān)于關(guān)系表達(dá)式的說明不同類型之間運(yùn)算時進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換，應(yīng)盡量采用同類型（類型不同時可采用強(qiáng)制轉(zhuǎn)換）4>=3.9

4.0>=3.9RelationalExpressions#include<stdio.h>main(){inta=-1;unsignedintb=0;printf("%d,%d",a>b,-1>0);}1111111111111111a0000000000000000b65535intunsigned12顯示：1,0-1>0?不同類型混合運(yùn)算——進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換(int→unsignedint)！同類型(int)運(yùn)算IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU關(guān)于關(guān)系表達(dá)式的說明字符的比較通過其ASCII碼進(jìn)行’a’>’A’97>65的值為1實數(shù)的比較要考慮存儲和運(yùn)算的誤差x==0.0

可能永遠(yuǎn)不為真，可代替為fabs(x)<1.0e-6RelationalExpressions數(shù)學(xué)庫函數(shù)，x的絕對值13IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU計算機(jī)采用二值邏輯判斷結(jié)果只有真或假兩種情況的邏輯體系計算機(jī)中的邏輯運(yùn)算就是二值邏輯體系，C中的邏輯值只有1和0RelationalExpressions14IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU前沿知識：模糊邏輯（Zadeh,1965）經(jīng)典集合集合論中，任何一個元素a和集合A之間的關(guān)系只有兩種：aA和aA而模糊邏輯中一個元素a以一定的隸屬度屬于A模糊邏輯用于模擬人類的高級思維RelationalExpressions15IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBURelationalExpressions扎德（1921～

）

Zadeh，L.A.

美國自動控制專家。模糊集理論的先驅(qū)者。1921年2月生于蘇聯(lián)巴庫。1949年獲哥倫比亞大學(xué)電機(jī)工程博士學(xué)位。在博士論文中引入時變變換函數(shù)概念，成為分析線性時變系統(tǒng)的工具。50年代從事濾波器研究。60年代研究狀態(tài)空間理論。1965年在《信息與控制》雜志第八期上發(fā)表《模糊集》論文，通過引進(jìn)模糊集（邊界不明確的類）提供了一種分析復(fù)雜系統(tǒng)的新方法。他提出用語言變量代替數(shù)值變量來描述系統(tǒng)的行為，并繪出了一種較好的人類推理模式。他的模糊集理論開創(chuàng)了模糊系統(tǒng)與模糊控制理論的研究。CreatorofFuzzy16IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU模糊邏輯禿頂？RelationalExpressions17IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU模糊邏輯年輕？15歲,24歲,25歲,26歲,35歲,45歲,65歲,…RelationalExpressionsx=30時最模糊18經(jīng)典邏輯中的排中律不成立——30歲時“既年輕又不年輕”，否定與肯定同時為“真”IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBUCharacteristicsofSelectionStructuresRelationalExpressionsLogicalExpressions

——邏輯表達(dá)式【重點(diǎn)】邏輯運(yùn)算規(guī)則【難點(diǎn)】運(yùn)算對象和運(yùn)算結(jié)果的真假值if

StatementsNestedSelectionStructuresConditionalExpressionsswitchStatementLecture7SelectionStructures(1/2)19IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU目前已解決的問題——簡單判斷LogicalExpressions如果： y被4整除并且

y不被100整除或者y被400整除則：是閏年否則：不是閏年檢測：y%4==0的值y%100!=0的值y%400==0的值20IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU下一步要解決的問題——實現(xiàn)更復(fù)雜的邏輯判斷LogicalExpressions如果： y被4整除并且

y不被100整除或者y被400整除則：是閏年否則：不是閏年21IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU邏輯表達(dá)式對邏輯量(具有邏輯值——真/假——的量，是某種判斷的結(jié)果)進(jìn)行邏輯組合，實現(xiàn)復(fù)雜邏輯判斷的表達(dá)式邏輯運(yùn)算符的運(yùn)算對象是邏輯量（可以是關(guān)系表達(dá)式），運(yùn)算結(jié)果也是邏輯量（最終判斷結(jié)果）關(guān)系表達(dá)式是邏輯表達(dá)式的特例LogicalExpressions22IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU邏輯運(yùn)算符LogicalExpressionshighestprecedencelowestprecedenceCategory

OperatorAssociativityLogicalNOT

（邏輯非）!Righttoleft

LogicalAND

（邏輯與）&&

Lefttoright

LogicalOR

（邏輯或）||

Lefttoright

23IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU邏輯表達(dá)式格式格式其中表達(dá)式E1和E2的類型不必一致，但必須為算術(shù)類型

(包括關(guān)系表達(dá)式)或指針?biāo)阈g(shù)類型字符型整型枚舉型浮點(diǎn)型LogicalExpressionsE1&&E2E1||E2!E124整型類型邏輯表達(dá)式運(yùn)算規(guī)則真值表（Truthtable，列出邏輯表達(dá)式真假值的表）邏輯運(yùn)算對象的邏輯值：非0為真，0為假邏輯運(yùn)算(包括關(guān)系運(yùn)算)結(jié)果：1為真，0為假E1的值E2的值E1&&E2E1||E2!E1000010非零011非零0010非零非零110IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBULogicalExpressions25IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU邏輯表達(dá)式運(yùn)算規(guī)則邏輯與運(yùn)算（&&）兩個運(yùn)算對象都非0，結(jié)果才為1，否則為0具有嚴(yán)格求值順序：E1&&E2中E1為非0時才計算E2，E1為0時不計算E2類比LogicalExpressionsE1E2E1&&E2E1打開時不必檢查E226IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU邏輯表達(dá)式運(yùn)算規(guī)則邏輯或運(yùn)算（||）兩個運(yùn)算對象都為0，結(jié)果才為0，否則為1具有嚴(yán)格求值順序：E1||E2中E1為0時才計算E2，E1為非0時不計算E2類比LogicalExpressionsE1||E2E1E2E1閉合時不必檢查E227IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU邏輯表達(dá)式運(yùn)算規(guī)則邏輯非運(yùn)算（?。┲挥幸粋€運(yùn)算對象（單目運(yùn)算符）運(yùn)算對象的邏輯值為0(非0)時，結(jié)果1(0)類比LogicalExpressions!E1E1R28IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU邏輯表達(dá)式運(yùn)算規(guī)則優(yōu)先級與結(jié)合性小結(jié)【pp378-379:App.D】LogicalExpressions29!（右結(jié)合）算術(shù)運(yùn)算符關(guān)系運(yùn)算符&&||賦值運(yùn)算符（右結(jié)合）逗號運(yùn)算符高低IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU閏年的條件y被4整除并且y不被100整除或者y被400整除((y%4==0)&&(y%100!=0)) ||(y%400==0)的值為1(真)考慮優(yōu)先級后：y%4==0&&

y%100!=0

||y%400==0的值為1(真)LogicalExpressions30IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBUCharacteristicsofSelectionStructuresRelationalLogicalExpressionsLogicalExpressionsif

Statements ——if語句【重點(diǎn)】if語句的執(zhí)行流程【難點(diǎn)】選擇結(jié)構(gòu)條件的表示NestedSelectionStructuresConditionalExpressionsswitchStatementLecture7SelectionStructures(1/2)

31IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU目前已解決的問題——邏輯判斷，即語句的執(zhí)行條件if

Statements如果： y被4整除并且

y不被100整除或者y被400整除則：是閏年否則：不是閏年檢測：y%4==0&& y%100!=0|| y%400==0

的值32IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU下一步要解決的問題——實現(xiàn)程序的分支結(jié)構(gòu)if

Statements如果： y被4整除并且

y不被100整除或者y被400整除則：是閏年否則：不是閏年33IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU簡單if語句格式其中表達(dá)式E為算數(shù)類型（包括邏輯表達(dá)式）或指針，稱為條件E非0：條件成立；E等于0：條件不成立S為1條語句（以；號結(jié)尾）執(zhí)行過程if

Statementsif

(E)S計算EE0？執(zhí)行SYesNo表達(dá)式必須用（）括起！執(zhí)行S的下一條語句34IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU示例-1：從鍵盤輸入一個年份，如果是平年則顯示365，如果是閏年則顯示366if

Statements#include<stdio.h>main(){ unsignedintyear,days=365; printf("\nPleaseinputayear:"); scanf("%u",&year); if(year%4==0&&year%100!=0||year%400==0)

days=366; printf("\n%u",days);}SE35條件不成立時days=?閏年的條件：

year%4==0&&year%100!=0||year%400==0的值為1(真)if((year%4==0&&year%100!=0||year%400==0)==1)…等價于：if((year%4==0&&year%100!=0||year%400==0)!=0)…等價于：if(year%4==0&&year%100!=0||year%400==0)…在邏輯值的意義上：E!=0與E等價；E==0與!E等價邏輯表達(dá)式的值只能為1或0IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBUif(E)S在語法上是1條語句條件成立時需要執(zhí)行多條語句怎么辦？問題：E非0時需要執(zhí)行多個語句S1,S2,…,Sn解決方法：使用復(fù)合語句{S1S2…Sn}（語法上相當(dāng)于1條語句）替代Sif

Statementsif

(E)S36如果a大于b則交換a和b的值：

t=a;a=b;b=a;if(a>b)t=a;a=b;b=a;a>b時正常工作，但a≤b時不符合題意{}IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU可讀性好的編碼風(fēng)格采用鋸齒形格式，使{與}對齊，其內(nèi)部語句向右縮進(jìn)（采用Tab鍵）if(a>b){t=a;a=b;b=t;}if(a>b) {t=a;a=b;b=t;}if(a>b){ t=a; a=b; b=t; }if

StatementsK&Rstyle37if(a>b) {t=a;a=b;b=t; }AllmanstyleIntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU關(guān)于條件E可以是關(guān)系表達(dá)式或邏輯表達(dá)式：E的值為1時條件成立，0時條件不成立if(i!=0)x=1.0/i;E也可以是一般的數(shù)值表達(dá)式：當(dāng)E的值為非0時條件成立，0時條件不成立if(i)x=1.0/i;（效率更高，但是…）if((a<=b)==1)…

if((a<=b)!=0)…

if(a<=b)…if

Statements38IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU基本if語句【重點(diǎn)】格式其中表達(dá)式E為算數(shù)類型（包括邏輯表達(dá)式）或指針，稱為條件E非0：條件成立；E等于0：條件不成立S1，S2分別為1條語句執(zhí)行過程if

(E)S1elseS2在語法上視為1條語句if

Statementsif

(E)S1elseS2計算EE0？執(zhí)行S1YesNo執(zhí)行S2的下一條語句執(zhí)行S239表達(dá)式必須用（）括起！IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU示例-2：平年顯示365，閏年顯示366if

Statements#include<stdio.h>main(){ unsignedintyear,days; printf("\nPleaseinputayear:"); scanf("%u",&year); if(year%4==0&&year%100!=0||year%400==0)

days=366; else

days=365; printf("\n%u",days);}S1ES240IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU說明簡單if語句是if-else語句的特例當(dāng)S2為空語句時，if(E)S1elseS2等價于if(E)S1if

Statementsif

(E)Sif

(E)Selse;41;計算EE0執(zhí)行SYesNo;IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU說明當(dāng)條件成立（不成立）時需要執(zhí)行多條語句，則S1（S2）應(yīng)以復(fù)合語句替換表達(dá)式計算可能的副作用在執(zhí)行S(或S1或S2）之前全部產(chǎn)生完畢后【難點(diǎn)】if

Statements42#include<stdio.h>main(){ inti=0; if(i++==0) printf("%d",i);}i++的值為0此時i值為1IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU說明注意區(qū)分=和==運(yùn)算的區(qū)別！=有副作用，==沒有副作用【重點(diǎn)】i=4==4；執(zhí)行后表達(dá)式的值與i的值？(i=4)==4；執(zhí)行后表達(dá)式的值與i的值？if

Statements43#include<stdio.h>main(){ inti=0; if(i=1) printf("1!"); else printf("0!");}【容易犯的錯誤！】此時i值變成1（副作用?。?，賦值運(yùn)算i=1的值為1（非0）IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU示例-3：如果鍵盤輸入是英文字母則顯示其ASCII碼if

Statements#include<stdio.h>main(){ charch; printf("\nPleaseinputacharacter:"); scanf("%c",&ch); if(ch>='A'&&ch<='Z'||ch>='a'&&ch<='z') printf("\nASCIIof%cis%d",ch,ch);}Pleaseinputacharacter:aASCIIofais97

不能寫成:’A’<=ch<=’Z’||’a’<=ch<=’z’當(dāng)ch值為’4’時：ch>=’A’&&ch<=’Z’的值為0；而’A’<=ch<=’Z’(’A’<=ch)<=’Z’(’A’<=’4’)<=’Z’0<=90的值為1(真)！44也不能寫成:ch>='A'&&ch<='z'IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU示例-4：問題同前if

Statements#include<stdio.h>main(){ charch; if((ch=getchar())>='A'&&ch<='Z'|| ch>='a'&&ch<='z') printf("\nASCIIof%cis%d",ch,ch); else printf("\nNotaletter");}45&&和||具有嚴(yán)格求值順序，計算過程中產(chǎn)生的副作用影響后續(xù)運(yùn)算一定會先調(diào)用getchar()，因而后續(xù)的ch具有確定的值！值為ch的值條件可否寫成: getchar()>=’A’&&getchar()<=’Z’||getchar()>=’a’&&getchar()<=’z’IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU多路if語句【重點(diǎn)】格式if

Statementsif

(E1) S1else

if

(E2) S2else

if

(E3) S3…else

if

(En) SnelseSn+1

其中E1,E2,…,En為條件：非0則條件成立；等于0則條件不成立S1,S2,…,Sn,Sn+1分別為1條語句當(dāng)Sn+1為空語句時，最后一個elseSn+1可以省略46IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU多路if語句執(zhí)行過程if

Statementsif

(E1) S1else

if

(E2) S2…else

if

(En) Snelse Sn+1

E10？執(zhí)行S1YesNo執(zhí)行Sn+1的下一條語句E20？執(zhí)行S2YesNoEn0？執(zhí)行SnYesNo執(zhí)行Sn+1No47計算E1計算E2計算En語法上視為1條語句IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU說明當(dāng)條件成立（不成立）時需要執(zhí)行多條語句，則S1,S2,…,Sn,Sn+1應(yīng)以復(fù)合語句替換各路判斷中的隱含前提if

Statementsif(E1)S1elseif(E2)S2/*此時E1為0*/elseif(E3)S3/*此時E1和E2皆為0*/…elseif(En)Sn/*此時E1,E2,…,En-1皆為0*/else/*此時E1,E2,…,En皆為0*/Sn+148IntelligentInformationProcessingLab.,Dept.ofComputerSci.&Tech.,YBU說明S1,S2,…,Sn,Sn+1中的語句必定能夠得到執(zhí)行，而且僅有一個語句得以執(zhí)行n==1時本語句變成基本if語句if

Statements4