第五章 分支结构和循环结构
【学习目标】
本章将详细介绍在C语言中如何进行流程控制。主要包括分支语句、循环语句、流程跳转语句等。本章的学习要点包括如下几点: (1)if分支语句。 (2)switch多分支语句。 (3)while循环语句。 (4)do-while循环语句。 (5)for循环语句。 (6)流程跳转语句。 【学习导航】
本章的在整个课程中的位置如图5-1所示。
图5-1 本章学习导航
任何编程语言中最常见的程序结构就是顺序结构。顺序结构就是程序从上到下一行一行地执行,中间没有任何判断和跳转。如图5-2所示。 如果main方法多行代码之间没有任何流程控制,则程序总是从上向下依次执行,排在前面的代码先执行,排在后面的代码后执行。这意味着:如果没有流程控制,方法里的语句是一个顺序执行流,从上向下依次执行每条语句。但是,当我们需要根据不同的情况来有选择的做一些操作时,顺序结构就不能满足要求了,这时候就需要分支结构出马了! 图 5-2 顺序结构语句的执行流程
5.1 分支结构
迄今为止,我们编写的程序都是按顺序从main方法的第一行执行到最后一行。但现实世界中有些情况是在必须满足一定条件下才发生的,比如一个学生能拿奖学金必须满足每门课程在75分以上。选择语句的基本功能是使程序在不同的情况下,执行不同的代码。这样程序就不单只是顺序执行了,可以按照预先定好的逻辑执行不同的流程(比如满足条件A就执行流程A,满足条件B就执行流程B)。C语言中有两种选择语句:if语句和switch语句。
5.1.1 if语句
1. 简略形式
基本的if语句的语法为:
if (表达式) { 程序代码块;//如果表达式为真,就执行这段代码 } if语句的作用是:当圆括号里的表达式返回值为真,则程序会执行花括号里面的程序代码块。如果表达式值为假,则不会执行花括号里的程序代码块。其执行流程可以参考图5-3。
图 5-3 基本if条件语句的执行流程
现在我们用这种写法来完成【课堂案例5-1】。
【课堂案例5-1】在学生成绩管理系统中,需要对学生的成绩进行管理,请编写程序来根据学生的成绩给出相应信息: 60分以上为“及格”,否则不显示。 【案例目标】会使用简略if语句
【案例知识要点】简略if语句的写法、表达式的运用。 【案例程序代码】simpleIf.c 1 #include
? 第4行定义了一个变量score,初始化为65,用来保存学生成绩。
? 第6行,系统会计算关系表达式“score>=60”的值,返回为true,所以会执行花括号里的输出语句,程序的输出结果如图5-4: 图5-4 Simple.c程序输出结果
? 试一试(一):
如果修改一下程序的第4行,将score的值改为50,再运行。程序的执行结果是怎样的
呢?
说明:因为这时系统在计算第6行的表达式的值为false,所以不会执行花括号里的代码。最终main方法执行完后没有任何输出信息。
? 试一试(二):
将程序代码的第7行和第9行的花括号删除,再运行。程序的执行结果是怎样的呢? 说明:如果程序代码块只有一条语句,则可以省略{}(但不推荐这种写法,参见下面的【规则5-1】)。但if语句或else语句的程序代码块中包含多条语句,则必须放在花括号{}内。 编程规范:
【规则5-1】if、for、do、while语句自占一行,且if、for、do、while等语句的执行语句部分无论多少都要加括号{}。
? 试一试(三):
下面的代码片段会输出什么结果?
1 #include
1.编写程序判断输入的数是不是偶数? 2.编写程序判断输入的年份是不是闰年? 2. 完整形式
接下来我们修改一下需求,假设对某个学生成绩进行判断,如果大于等于60则打印“及格”,如果小于60分则打印“不及格”。 要完成这个功能就需要用到if的完整形式。基本语法如下:
if (表达式) { 程序代码块1; //表达式值为真时执行 } else { 程序代码块2; //表达式值为假时执行 } 执行流程如图5-5所示。
图 5-5 完整形式if条件语句的执行流程
【课堂案例5-2】在学生成绩管理系统中,需要对学生的成绩进行管理,请编写程序来根据学生的成绩给出相应信息:如果大于等于60则打印“及格”,如果小于60分则打印“不及格”。
【案例目标】会使用完整形式的if语句
【案例知识要点】if完整形式的用法、else的理解 【案例程序代码】fullIf.c 1 #include
? 第4行定义了一个变量score,初始化为65,用来保存学生成绩。
? 第6行,系统会计算关系表达式“score>=60”的值,返回为true,所以会执行花括号里的输出语句,程序的输出结果为图5-6左:
? 修改第4行score的值为55,则第6行的表达式返回false,系统会跳到第10行,执行else(表示score<60的情况)后花括号里的代码,输出图5-6右。 图5-6 FullIf.c程序输出结果
【课堂练习】
1.编写程序testIf1.c,定义一个整型变量score,赋值0~100之间。判断score的大小,如果大于等于80,则输出“优秀”,否则输出“还要努力”。
2.编写程序upperCaseLetter.c,完成如下功能:判断输入的是否大写字母,是则输出“您输入的是大写字母”,否则输出“不是大写字母”。 3. if语句的嵌套
继续完善【课堂案例5-2】的功能。要求程序对60分以上的给出更细化的等级,增加“优”的等级,即:60~79分为“及格”,80分以上为“优秀”。
单单使用前面介绍的if-else是无法完成这个功能的。因为if-else表示事务的两个对