C語言程序設計課件：選擇結構程序設計

選擇結構程序設計第一節(jié)單分支選擇結構第二節(jié)雙分支選擇結構第三節(jié)多分支選擇結構第四節(jié)項目任務：軟件用戶界面設計優(yōu)化第一節(jié)單分支選擇結構順序結構程序自上而下執(zhí)行，程序中的每一條語句都被執(zhí)行一次，而且只能執(zhí)行一次，完成簡單的運算。而在許多情況下，語句執(zhí)行的順序常常依賴于輸入的數(shù)據(jù)或中間運算結果，即只能根據(jù)當時的具體情況和需要采取不同的處理方式，這種程序結構稱為選擇結構。例如，輸入三角形的三條邊，首先必須判斷是否能構成三角形，若能才求出三角形的面積。這些問題在處理時都需要根據(jù)判定條件來選擇不同的操作。在C語言程序設計中，使用選擇結構需考慮兩個問題：一是確定要判斷的是什么條件，二是當判斷結果為不同的情況（“真”或“假”）時應該執(zhí)行什么操作。根據(jù)選擇執(zhí)行程序分支的數(shù)目，可以將選擇結構細分為三類：單分支選擇結構、雙分支選擇結構、多分支選擇結構。單分支選擇結構是最簡單選擇結構，一般形式如下：If(表達式)語句;流程圖如圖3.1所示。圖3.1單分支選擇結構流程圖單分支if語句的執(zhí)行過程是：如果表達式的值為真(非0)，則執(zhí)行其后的語句，否則不執(zhí)行該語句?！景咐?-1】輸入兩個數(shù)，輸出其中的大數(shù)。分析：這是一個兩個數(shù)中求較大數(shù)的問題。顯然，兩個數(shù)為程序的輸入項，較大數(shù)為程序的輸出項，其算法可以表示如下：（1）輸入兩個數(shù)a,b；（2）將a賦值給變量max；（3）將b與max比較，如果b>max，將b賦給max；（4）輸出max的值。#include<stdio.h>main(){inta,b,max;printf("\n請輸入第一個整數(shù):");scanf("%d",&a);printf("\n請輸入第二個整數(shù):");scanf("%d",&b);max=a;if(max<b)max=b;printf("較大數(shù)為%d",max);}【案例3-2】輸入x，求出并輸出x的絕對值。分析：在數(shù)學中，正數(shù)的絕對值是正數(shù)本身，負數(shù)的絕對值是其相反數(shù)。其算法可以表示如下：（1）輸入x；（2）判斷x是否小于0，若是，則取反；（3）輸出x的絕對值#include<stdio.h>main(){floatx;printf("請輸入一個數(shù)：");scanf("%f",&x);if(x<0)x=-x;printf("這個數(shù)的絕對值是：%f\n",x);}【注意】If后面的表達式一定要有圓括號?！景咐?-3】輸入3個數(shù)a、b、c，要求按由小到大的順序輸出。分析：其算法可以表示如下：（1）先將a與b比較，把小者放入a中，大者放入b中；（2）再將a與c比較，把小者放入a中，大者放入c中，此時a已是三者中最小的；（3）再將b與c比較，把小者放入b中，大者放入c中，此時a、b、c已按由小到大的順序排列；#include<stdio.h>main(){ floata,b,c,t;printf("請輸入需要排序的三個實數(shù)：");scanf("%f,%f,%f",&a,&b,&c);if(a>b) {t=a;a=b;b=t;}/*實現(xiàn)a和b的互換*/if(a>c){t=a;a=c;c=t;}/*實現(xiàn)a和c的互換*/if(b>c)

{t=b;b=c;c=t;}/*實現(xiàn)b和c的互換*/printf(“由小到大是：%5.2f,%5.2f,%5.2f",a,b,c);}【注意】if語句表達式為真時，若只處理一條語句，直接書寫即可；若處理多條語句，則此時需要用花括號括起來構成復合語句。第二節(jié)雙分支選擇結構一、if-else語句if語句更常用的形式是雙分支語句，一般形式如下：if(表達式)

語句1；else

語句2；流程圖如圖3.5所示。雙分支if語句的執(zhí)行過程是：如果表達式的值為真(非0)，則執(zhí)行語句1；若表達式的值為假(0)，執(zhí)行語句2。語句1和語句2可以是一條語句也可以是多條語句。圖3.5雙分支選擇結構流程圖【案例3-4】完善案例3-2。輸入x，求出并輸出x的絕對值。分析：對任意數(shù)x，當x≥0時，它的絕對值為x；當x<0時，它的絕對值為-x。這可以用雙分支選擇結構解決。#include<stdio.h>main(){floatx,y;printf("請輸入一個數(shù)：");scanf("%f",&x);if(x<0)y=-x;elsey=x;printf("這個數(shù)的絕對值是：%f\n",y);}【說明】if語句和else語句屬于同一個if語句。else子句不能作為語句單獨使用，它必須是if語句的一部分，與if配對使用?！驹囈辉嚒糠抡瞻咐?-4，用雙分支if語句改寫案例3-1?！景咐?-5】完善案例2-12。輸入三角形的邊長，求三角形面積。分析：從數(shù)學知識可知，構成三角形的必要條件是兩邊之和大于第3邊，因此在計算三角形面積之前應當進行該條件的判斷。#include<stdio.h>#include<math.h>voidmain(){doublea,b,c,s,area;printf("pleaseentera,b,c：”);scanf("%lf,%lf,%lf",&a,&b,&c);if(a+b>c&&b+c>a&&c+a>b)/*檢查構成三角形的必要條件是否滿足*/{s=0.5*(a+b+c);area=sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c));printf("area=%6.2f\n",area);}/*大括號內是一個復合語句*/elseprintf("輸入錯誤，三邊不能構成三角形！.\n");}【說明】在if和else后面可以只含一個語句，也可以有多個語句，此時用花括號“{}”將幾個語句括起來成為一個復合語句?！景咐?-6】身高預測。每個做父母的都關心自己孩子成人后的身高，據(jù)有關生理衛(wèi)生知識與數(shù)理統(tǒng)計分析表明，影響小孩成人后的身高的因素包括遺傳、飲食習慣與體育鍛煉等。小孩成人后的身高與其父母的身高和自身的性別密切相關。設faHeight為其父身高，moHeight為其母身高，身高預測公式為男性成人時身高=(faHeight+moHeight)×0.54cm女性成人時身高=(faHeight×0.923+moHeight)/2cm此外，如果喜愛體育鍛煉，那么可增加身高2%；如果有良好的衛(wèi)生飲食習慣，那么可增加身高1.5%。分析：編程從鍵盤輸入用戶的性別（用字符型變量sex存儲，輸入字符F表示女性，輸入字符M表示男性）、父母身高（用實型變量存儲，faHeight為其父身高，moHeight為其母身高）、是否喜愛體育鍛煉（用字符型變量sports存儲，輸入字符Y表示喜愛，輸入字符N表示不喜愛）、是否有良好的飲食習慣等條件（用字符型變量diet存儲，輸入字符Y表示良好，輸入字符N表示不好），利用給定公式和身高預測方法對身高進行預測。程序如下所示：#include<stdio.h>main(){charsex;sports;diet; floatmyHeight; faHeight;moHeight; printf("Areyouaboy(M)oragirl(F)?"); scanf("%c",&sex);scanf("%c",&sex);printf("Pleaseinputyourfather'sheight(cm):");scanf("%f",&faHeight);printf("Pleaseinputyourmother'sheight(cm):");scanf("%f",&moHeight); printf("Doyoulikesports(Y/N)?"); scanf("%c",&sports); printf("Doyouhaveagoodhabitofdiet(Y/N)?");scanf("%c",&diet); if(sex=='M'||sex=='m') myHeight=(faHeight+moHeight)*0.54; else myHeight=(faHeight*0.923+moHeight)/2.0; if(sports=='Y'||sports=='y')myHeight=myHeight*(1+0.02); if(diet=='Y'||diet=='y')myHeight=myHeight*(1+0.015); printf("Yourfutureheightwillbe%f(cm)\n",myHeight);}【想一想】條件(sex=='M'||sex=='m')的作用？與（sex=='M'）有何區(qū)別？二、條件運算符與條件表達式C語言中有一種特有的運算符稱為條件運算符，即“？：”。它在某種程度上可以起到邏輯判斷的作用，一樣可以實現(xiàn)雙分支選擇結構。由條件運算符構成的表達式稱為條件表達式，與if-else語句具有相同的功能。其一般形式為：表達式1?表達式2:表達式3其運算規(guī)則為：先求解表達式1，若為非0(真)則求解表達式2，此時表達式2的值就作為整個條件表達式的值；若表達式1的值為0(假)，則求解表達式3，表達式3的值就是整個條件表達式的值?！景咐?-7】利用條件表達式改寫案例3-1，輸入兩個數(shù)，輸出其中的大數(shù)。#include<stdio.h>main(){inta,b,max;printf("\n請輸入第一個整數(shù):");scanf("%d",&a);printf("\n請輸入第二個整數(shù):");scanf("%d",&b);max=a>b?a:b;printf("\n較大數(shù)為%d",max);}【注意】條件運算符的優(yōu)先級高于賦值運算符，但低于關系運算符和算術運算符。第三節(jié)多分支選擇結構C語言中，可以使用嵌套if-else語句和switch語句來實現(xiàn)多分支選擇結構。一、嵌套if-else語句前兩種形式的if語句一般都用于兩個分支的情況。當有多個分支選擇時，可采用if…elseif結構，其一般形式為：

if(表達式1)語句1；

elseif(表達式2)語句2；

elseif(表達式3)語句3；

……elseif(表達式n)語句n；

else語句m；流程圖如圖3.8所示。圖3.8多分支選擇結構流程圖嵌套if-else語句的執(zhí)行過程是：依次判斷表達式的值，當出現(xiàn)某個值為真時，則執(zhí)行其對應的語句。然后跳到整個if語句之外繼續(xù)執(zhí)行程序。如果所有的表達式均為假，則執(zhí)行語句m。然后繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)程序。【案例3-8】商場團購促銷活動如下：凡買50件以上(含50件)的優(yōu)惠5%，買100件以上(含100件)的優(yōu)惠7.5%，買300件以上(含300件)的優(yōu)惠10%，買500件以上(含500件)的優(yōu)惠15%。請輸入購買的數(shù)量和單價，輸出應付貨款。分析：首先檢查所購貨物數(shù)量是否大于或等于500，如是，則確定折扣為15%，如果不是(即少于500件)，再檢查是否大于或等于300，如是，則表示在300～499范圍內，折扣應為10%，以此類推。而計算公式為：應付貨款=件數(shù)*單價*(1-優(yōu)惠折扣)#include<stdio.h>#include<math.h>voidmain(){intnumber;doublecost,price,total;printf("請輸入商品數(shù)量和單價：");scanf("%d,%lf",&number,&price);/*輸入件數(shù)和單價*/if(number>=500)cost=0.15;/*嵌套的if語句*/elseif(number>=300)cost=0.10;elseif(number>=100)cost=0.075;elseif(number>=50)cost=0.05;elsecost=0;total=number*price*(1-cost);printf("應付貨款=%10.2f\n",total);}【提示】為了使程序結構清晰，便于維護，程序盡量寫成鋸齒形式，養(yǎng)成寫程序的良好習慣。圖3.9案例3-8流程【案例3-9】評定學生成績等級：85分以上為優(yōu)秀，75分至85分之間為良好，60分至75分之間為及格，60分以下為不及格。請輸入學生成績，輸出相應的等級。#include<stdio.h>main(){floatx;printf("請輸入學生的成績：");scanf("%f",&x);if(x>=85)printf("成績優(yōu)秀\n");elseif(x>=75)printf("成績良好\n");elseif(x>=60)printf("成績及格\n");elseprintf("成績不及格\n");}【試一試】仿照案例3-8,繪制案例3-9的流程圖。二、switch語句用嵌套的if語句可以處理多分支選擇，但如果分支較多，則嵌套的if語句層數(shù)就多，程序冗長而且可讀性降低。C語言提供的switch語句可以直接處理多分支選擇，并且switch語句條理清楚，結構明了。其一般形式為：switch(表達式){case常量表達式1:語句1;case常量表達式2:語句2;...case常量表達式n:語句n;default:語句n＋1;}switch語句的執(zhí)行過程是：先計算表達式的值，如果值與哪個常量相匹配，就執(zhí)行哪個case后的語句；如果表達式的值與所有列舉的常量都不同，則執(zhí)行default后的語句?！景咐?-10】利用switch語句改寫案例3-9。分析：案例3-9也可以用switch語句來實現(xiàn)，使用switch語句要簡潔一些。#include<stdio.h>main(){intk;floatx;printf("輸入一個百分制成績：");scanf("%f",&x);if(x<0||x>100) /*判斷輸入數(shù)據(jù)的有效性*/{printf("輸入的數(shù)據(jù)無效！\n");exit(0);}/*終止程序*/k=x/10;switch(k){case10:case9:printf("優(yōu)秀\n");break;case8:printf("良好\n");break;case7:case6:printf("合格\n");break;default:printf("不及格\n");

}}【注意】①case語句和default語句后允許使用語句序列，當要安排多個語句時，不必用花括號括起來。②在switch結構中，每個case對應的語句中都有一條break語句，最后一個分支(default)可以不加break語句。【試一試】將案例3-10中的所有break語句刪除，程序結果會改變嗎？【案例3-11】編寫程序，從鍵盤輸入兩個操作數(shù)和一個運算符，由計算機輸出運算結果。（運算符為：+、-、*、/）分析：這是一個多分支選擇的問題，根據(jù)運算符的不同，分為四種情況進行處理。#include<stdio.h>#include<math.h>main(){floatdata1,data2; /*定義兩個操作符*/charop; /*定義運算符*/printf("請輸入算術表達式:\n");scanf("%f%c%f",&data1,&op,&data2); /*輸入運算表達式*/switch(op) /*根據(jù)輸入的運算符確定要執(zhí)行的運算*/ {case'+':printf("%f+%f=%f\n",data1,data2,data1+data2);break; /*處理加法*/case'-': printf("%f-%f=%f\n",data1,data2,data1-data2);break;/*處理減法*/case'*': printf("%f*%f=%f\n",data1,data2,data1*data2);break;/*處理乘法*/case'/': if(fabs(data2)<=1e-7)/*與實數(shù)0比較*/printf("Divisionbyzero!\n"); elseprintf("%f/%f=%f\n",data1,data2,data1/data2);break;/*處理除法*/default:printf("無效操作符!\n"); }}【思考】為什么要用到語句“fabs(data2)<=1e-7”？【試一試】將星期一、星期二……星期六、星期日依次編號為1，2，……，6，7，編一程序從鍵盤輸入星期的序號，則輸出其對應的英文。比如，輸入1，則輸出Monday。第四節(jié)項目任務：軟件用戶界面設計優(yōu)化【項目案例】“學生成績管理系統(tǒng)”軟件用戶界面設計優(yōu)化分析：結合項目案例任務實現(xiàn)，需對軟件主界面和功能進行更加合理的設計。一般在軟件開始主菜單界面中會讓用戶選擇執(zhí)行不同的功能模塊，程序應該能夠處理功能模塊輸入錯誤的情況，使軟件初始界面程序更加健壯?？梢岳胕f嵌套語句，多分支語句實現(xiàn)這種功能。其處理流程如下：（1）用戶界面顯示。顯示進入系統(tǒng)的用戶界面，用戶根據(jù)界面的提示選擇不同的操作。（2）用戶輸入功能編號。（3）判斷輸入功能編號。若選擇錯誤功能編號，輸出提示信息并退出系統(tǒng)。否則執(zhí)行第④步。（4）根據(jù)用戶所選擇的功能編號執(zhí)行不同的語句塊。算法流程圖如圖3.10所示。圖3.10算法流程圖程序如下：#include<stdio.h>#include<stdlib.h>/*包含雜項函數(shù)及內存分配函數(shù)*/main(){charfunc_code;/*存放選擇功能模塊編號*/