Ｃ语言程序设计初步(3)

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

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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\");
}

条件运算符和条件表达式

如果在条件语句中，只执行单个的赋值语句时， 常可使用条件表达式来实现。不但使程序简洁，也提高了运行效率。
条件运算符为?和：，它是一个三目运算符，即有三个参与运算的量。由条件运算符组成条件表达式的一般形式为：
表达式1? 表达式2： 表达式3
其求值规则为：如果表达式1的值为真，则以表达式2 的值作为条件表达式的值，否则以表达式2的值作为整个条件表达式的值。 条件表达式通常用于赋值语句之中。
例如条件语句：
if(a>b) max=a;
else max=b;
可用条件表达式写为 max=(a>b)?a:b; 执行该语句的语义是：如a>b为真，则把a赋予max，否则把b 赋予max。
使用条件表达式时，还应注意以下几点：
1. 条件运算符的运算优先级低于关系运算符和算术运算符，但高于赋值符。因此 max=(a>b)?a:b可以去掉括号而写为 max=a>b?a:b
2. 条件运算符?和：是一对运算符，不能分开单独使用。
3. 条件运算符的结合方向是自右至左。
例如：
a>b?a:c>d?c:d应理解为
a>b?a:(c>d?c:d) 这也就是条件表达式嵌套的情形，即其中的表达式3又是一个条
件表达式。
void main(){
int a,b,max;
printf(\"\\n input two numbers: \");
scanf(\"%d%d\",&a,&b);
printf(\"max=%d\",a>b?a:b);
}
用条件表达式对上例重新编程，输出两个数中的大数。