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1、第三章 C语言程序的基本控制结构,本章目录,4.1 程序的三种基本控制结构,4.2 顺序结构,4.3 选择结构,4.4 循环结构,4.1 程序的三种基本控制结构,程序的三种基本结构是：顺序结构、选择（分支）结构、循环结构。任何一个结构化程序都可以由三种基本控制结构来表示，下面是这三种结构的流程图，见图4.1到4.3。,入口,出口,入口,出口,真,假,图4.1 顺序结构,图4.2 选择(分支)结构,入口,出口,图4.3 循环结构,上述三种基本控制结构的共同特定是具有单入口和单出口。还有一种goto语句，又叫转向语句，在本章的小节中将会讲解到。我们在编写程序时，力求使用前三种基本结构语句。,4.2
2、 顺序结构,顺序结构是最简单的一种程序结构，它通常由说明语句、表达式语句、函数调用语句和输入输出语句组成，是一种按程序的书写顺序依次执行的结构。一般也出现在选择结构或循环结构的语句体内，总之整个程序都存在顺序结构。1.表达式语句空和语句 任何一个表达式，后面加一个分号就够成表达式语句，是C语言程序中最常用的语句。例如：x=a+b;（赋值表达式语句）+i;（算术表达式语句）printf(“%d”,a);(函数调用语句)等等，都是表达式语句。特别是在表达式语句中，如果没有表达式只有分号，即；则是一个空语句。空语句在语法上是一个语句，但不执行任何操作。,4.2 顺序结构,2.复合语句 在顺序结构中，
3、语句常常以复合语句的形式出现在程序中。复合语句是指由两条或两条以上的语句用花括号括起来的语句序列。如果该语句序列中含有说明语句，这样的复合语句又称为分程序。复合语句在语法上作为一条语句，可以出现在任何单一语句可以出现的地方。复合语句的形式如下：说明语句部分 执行语句部分 其中，说明语句可以没有，如果有则放在执行语句的前面。例如，下面的复合语句实现交换两个变量的值：int temp;temp=a;a=b;b=temp;该语句中定义的变量temp，只在本复合语句内有效。,4.2 顺序结构,3.顺序结构程序设计,顺序结构程序通常是由说明语句、表达式语句、函数语句和输入输出语句组成的一种顺序执行的程序
4、结构。以前所举的程序例子都是顺序结构的程序。,例4.1从键盘输入一个字符，求它的前一字符和后一字符，并输出它们的ASCII码。分析 求输入字符的前导和后续字符，只需将输入字符的ASCII码值减1或加1，分别按照字符和整数格式输出即可。程序如下：#include main()int c1,c2;scanf(%c,4.2 顺序结构,运行结果：,4.3选择结构,选择结构又称为分支结构，它根据对给定条件的判断，来选择某一个分支执行。C语言提供了解决这类问题的两个基本语句：if语句（条件语句）和switch语句（开关语句）。因为在进入程序分支结构前需要进行条件判断，所以我们需要先学习关系运算和逻辑运算的
5、有关内容。,4.3选择结构,1.关系运算和关系表达式 1关系运算符 C语言提供了一组关系运算符，如表4.1所示。它们用来比较两个运算对象之间的大小关系。,关系运算符都是二元（双目）运算符，它们的优先级比算术运算符低，高于赋值运算符。在关系运算符中，、=同级，它们高于=和!=。关系运算符的结合规则都有是自左至右。,4.3选择结构,2关系表达式 用关系运算符将两个表达式连接起来就构成了关系表达式。如：ab,x=y,a+b=c+b 都是合法的关系表达式。关系表达式的值是一个逻辑值，即“真”或“假”。C语言没有专门的逻辑型数据，而是用1（或非0）表示真，用0表示假。因此表达式3b的值则取决于a，b的值
6、，但只可能是真或假（非0或0）两种情况之一。下面我们来看一个例子：（设a=3,b=5）:c=5-3a+1=4=4,关系不成立，其值为0，即 c=0b a的ASCII码值为97，b为98，关系不成立，值为0。a50 关系不成立，值为0,4.3选择结构,2.逻辑运算和逻辑表达式,1逻辑运算符 逻辑运算符是用来对运算对象进行逻辑运算的。C语言提供了三种逻辑运算符，如表4.2所示。,表4.2 逻辑运算符,4.3选择结构,！逻辑非，单目运算符，自右至左结合。其运算规则是：当运算量为0,运算结果为1；反之，当运算量为,运算结果为。&逻辑与，双目运算符，自左至右结合。其运算规则是：只有当运算符两边的运算量都
7、是非0时，运算结果才为1,否则为。|逻辑或，双目运算符，自左至右结合。其运算规则是：只要运算符两边的运算量有一个为为非0,运算结果就为。只有两个运算量都为0,结果才是0。这三个运算符的优先级，逻辑非！最高，逻辑与&次之，逻辑或|最低。！（逻辑非)的优先级高于算术运算符和关系运算符，而&(逻辑与)和|(逻辑或)的优先级低于算术运算符和关系运算符。由 此可见：ab&cd 相当于(ab)&(cd)a=0|b=0 相当于(a=0)|(b=0)!a&b=c 相当于(!a)&(b=c),4.3选择结构,2逻辑表达式 用逻辑运算符将逻辑量（逻辑的常量、变量、函数、关系表达式等）连接起来的式子称为逻辑表达式。
8、逻辑表达式的值是一个逻辑值，用1表示真，用0表示假，而在判断一个量的真或假时，以非0表示真，以0表示假。例如a=3,b=2,，则：!a 相当于!3为假，值为0a&b 相当于3&2为真，值为1a&!b 相当于3&0,值为0!a|b 相当于0|2，值为1,注意：逻辑“与”和逻辑“或”运算分别具有如下性质：1）a&b，当a 为0时，不管b 为何值，结果为0。对b不作运算 2）a|b，当a为1时，不管b 为何值，结果为1。对b不作运算 利用上述性质，在计算连续的逻辑与运算时，只要有一个运算对象的值为0,则整个表达式的结果为0,不再计算后继的运算对象；在计算连续的逻辑或运算时，只要有一个运算对象为1，则
9、整个表达式的值为1,不再计算其它的运算对象。,4.3选择结构,例4.2 main()int a=1,b=1,x=1,y=0,z=3,p=4,c,d;c=(a=xy)运算结果：,程序中变量a的值经过运算后为0，对于&运算符来讲，有一个运算对象为0，就不计算另外的运算对象（b），所以b的值保持不变为1。请读者注意。关系运算和逻辑运算经常用于流程控制，如选择语句或循环语句的条件表达式中。,4.3选择结构,3.if语句 if语句是条件选择语句，它通过判断是否满足给定的条件来决定所要执行的操作。1 if语句的三种形式,1if（表达式）语句例如：if(x=y)printf(“ok”);这种if语句的的执行
10、过程见图4.4。,假（0）,真（非0）,图4.4,4.3选择结构,2.if（表达式）,语句1else语句2 例如：if(x=y)printf(“ok”);else printf(“no”);见图4.5,图4.5,真,假,4.3选择结构,3 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 流程图见图4.6。,图4.6,4.3选择结构,例如：if(score=85)p=A;else if(score=70)p=B;else if(score=60)p=C;else p=D;,说明：1）三种形式的if 语
11、句中在if 后面都有“表达式”，一般为逻辑表达式或关系表达式。也可以是其它类型的表达式，只要能够判断最后确定的值为真或假就行了。2）else子句不能作为语句单独使用，它必须是if 语句的一部分，与if 配对使用。else语句只能和它最近的上面的if进行配对结合。3）在if和else后面可以只含一个内嵌的操作语句，这时可以不用花括号“”括起来，也可以有多个操作语句，此时必须用花括号“”将几个语句括起来成为一个复合语句。,4.3选择结构,例4.3 幼儿园里三个小朋友站队要求小个站在前面，高个站在后面。分析：我们可以把个子最小的小朋友放在a位置上，较高的小朋友放在b位置上，个子最高的小朋友放在c位置
12、上。输入三个数，a,b,c,要求按由小到大的顺序输出。先比较a和b，若a大于b，则a与b对换，再比较a和c，若a大于c，则a与c对换,这时a的值是最小的，最后比较b和c，若b大于c，则b与c对换。这样操作之后就使abc的关系成立。然后顺序输出a,b,c既可。,4.3选择结构,程序如下：main()float a,b,c,t;scanf(%f,%f,%f,运行结果：,4.3选择结构,2 if语句的嵌套,在if语句中又可包含一个或多个if 语句，这种形式称为if语句的嵌套。一般形式如下：if（）if（）语句1else 语句2 else if（）语句1else 语句2,应当注意if 与else的配对
13、关系。else总是与它上面的最近的if配对。如果if与else的数目不一样，为实现程序设计者的企图，可以加花括弧来确定配对关系。例如：if（）if（）语句1 else 语句2 这时花括号“”限定了内嵌if 语句的范围，因此else与第一个if配对。,4.3选择结构,例4.4 有一函数-1(x60)编写程序，输入一个x值，输出y值。程序如下：,#include main()int x,y;printf(Please input a mumber:n);scanf(%d,4.3选择结构,运行结果：,本题还有其它方法，请读者试着编一下。,4.3选择结构,4.switch语句,上节介绍的if语句，一般
14、适用于有两个的选择的情况，尽管也可以通过if嵌套形式实现多多个的选择。但这种方式由于嵌套层次过多，影响了程序的可读性。C语言提供了一种更方便于多分支选择的switch语句，称开关语句。它的一般形式如下：,switch(表达式)case 常量表达式1：语句1 break;case 常量表达式2：语句2 break;case 常量表达式n：语句n break;default:语句n+1,其中，switch、case、default和break均为C语言的保留字，内的break可以不写。switch 后面的表达式通常为整型、字符型或枚举型。常量表达式又称开关常数或分支标号，必须是与表达式类型对应一致
15、的整数、字符或枚举常数。语句1n+1，可以是单个语句，也可以是多个语句，如果是多个语句也不必用括起来。default 和语句组n+部分可以省略。,4.3选择结构,switch语句的执行过程是：1首先计算switch后面圆括号内表达式的值，然后依次与各个case后面的常量表达式的值相比较，若一致就执行该case后面的语句，直到遇到break语句，此时switch语句执行结束，就转出switch语句，执行后面的语句；2当表达式的值与case后面的常量表达式的值都不一致，则执行default后面的语句，switch语句执行结束，转出switch语句，执行后面的语句；如果没有default部分，则不执
16、行switch语句中的任何语句，而直接转出switch语句，执行后面的语句。每个case代表一个分支，所包含的语句代表该分支所要执行的功能。但是，如果语句组中没有break语句，程序就一直执行，从而进入下一个分支，这在C语言中是允许的，但一个好的习惯是在每个语句组中以break结束，从而保持各分支的独立性。,4.3选择结构,例如：以下程序段。char gard=B;switch(grade)case A:printf(90100);break;case B:printf(8089);break;case C:printf(7079);break;case D:printf(6069);brea
17、k;default:printf(不及格);break;,在使用switch语句时，应注意以下几点：1）switch后面括号内的“表达式”，ANSI标准允许它为任何类型。2）每一个以case的常量表达式的值必须互不相同，否则就会出现互相矛盾的现象。3）各个case和default的出现次序不影响执行结果。,4.3选择结构,4）多个case可以共用一组执行语句，相当于部分case没有break语句。如：switch(num)case 5:case 4:case 3:printf(“%d=3n”,num);break;case 2:case 1:printf(“%d=1n”,num);break;
18、default:printf(“error”);,程序中当num等于5，4，3的时候，3条case语句共用了一组执行语句，当num等于2，1的时候，2条case语句共用了一组执行语句。,4.3选择结构,4.switch语句,例4.5 利用switch语句对五分制和百分制的关系编写编程 main()char grade;scanf(%c,运行结果：,4.3选择结构,当然if语句和switch语句都能实现多分支选择结构的编程，可以根据编程者的想法进行编写C程序语句。,例4.6长途电话计费方式为，3分钟收费0.6元（不足3分钟，按3分钟计费），以后超过1分钟增收0.3元（不足1分钟，按1分钟计费）。
19、若通话时间在24点至晨8点之前，则按半价收费。分析：定义变量ts表示打电话的起始时间，如果ts在248点之间，rate表示半价。tm表示打电话的总时间，要取时间的整数，不足1分钟的要加上1分钟，本例中用到了强制类型转换运算符（），对时间tm进行tm+1的操作。cost表示电话费。,4.3选择结构,#include main()int ts;float tm,rate,cost;scanf(%d,%f,4.3选择结构,运行结果：,4.4 循环结构,许多实际问题中都需经有规律地重复某些操作，因此程序中就需要将某些语句重执行，这就是循环。语言循环的实现使计算机真正充当了代替人类工作的角色。循环语句可
20、以将计算机定义成无休止的工作状态。无论哪种循环的定义都包括四个部分：,1）循环初始状态；2）能够决定是否中止循环的条件判断；3）对上一循环状态的值进行修正；4）循环体，即重复执行的语句序列。C语言提供了三种用来实现循环的语句，即while语句，do_while语句和for语句。另外，还可以由goto语句和if 语句构成循环。,4.4 循环结构,1 while循环语句(“当型”循环),while循环语句的一般形式如下：while(表达式)语句（即循环体）其中，while是关键字，语句部分可以是一条语句，也可以是复合语句，还可以是空语句，这一部分称为循环体。该语句的执行过程是：先判断while后面
21、圆括号中表达式的值，如果式的值为非（真），则执行后面的语句部分，即循环体，然后次计算表达式，并重复上述过程，直到表达式的值为（假）为时，退出循环。该语句的特点是先判断表达式的真和假，后执行循环体。,4.4 循环结构,#include main()int i=1,sum=0;while(i=100)/*循环条件*/sum+=i;/i+;/*循环变量增值*/printf(1+2+.+100=%dn,sum);运行结果：,例4.7 求1100自然数之和。,4.4 循环结构,i是循环变量，i+能够使i的值增到100后，循环结束。sum的初值一定要为0，否则运算结果不可知。循环体中有两个语句必须用大括号
22、括起来，否则循环只对第一个语句起作用。使用while语句时应注意以下几点：1由于while语句先判断表达式，后执行循环体。如果表达式的值一开始就为假，则循环一次也下执行。所以是属于“当型”循环。2while语句的表达式要用圆括号括起来，当循环体有多个语句时，要用花括号括起来。以形成复合语句。3在循环体中应该有使表达式的值有所变化的语句，以使循环能趋于终止，否则会形成死循环。,4.4 循环结构,2do-while循环语句（”直到”型循环）,do-while循环语句一般形式如下：do 语句（即循环体）while(表达式)；其中，do、while是关键字，语句可以是一条语句，也可以是由多条语句组成的
23、复合语句。while后面的“；”一定要有。该语句的执行过程是：先执行循环体，再计算while后面圆括号内表达式的值，如果其值为真，则再次执行循环体，如此重复，直到表达式的值为假时结束循环。该循环结构的特点是先执行循环体。后判断表达式的值，所以循环体至少将被执行一次。,4.4 循环结构,例4.8 用do-while语句计算1100自然数之和。#include main()int i=1,sum=0;dosum+=i;i+;while(i=100);printf(1+2+.+100=%dn,sum);运行结果：,4.4 循环结构,使用do-while语句时应注意：1do-while循环是先执行循环
24、体，而后判断表达式的值，所以循环体至少被行一次。所以属于”直到”型循环。2其它同while循环比较来看，在循环条件不成立的条件下，dowhile语句会无条件的执行一次,3 for循环语句,for循环语句的一般形式如下：for(表达式；表达式；表达式)语句（即循环体）其中，for为关键字。三个表达式可以为任何类型。一般情况下，表达式1是给循环变量赋初值部分。表达式2是循环控制条件。表达式是循环变量的修改部分，用来表达循环变量的增量，常用自加、自减运算。语句部分为循环体，可以是一条语句，也可以是复合语句和空语句。该语句的执行过程：先求解表达式1。求解表达式2，若为真，执行循环体，然后转到第3步执行
25、；若为假，转到第4步。求解表达式3，转到第2步进行判断。退出循环，执行后面的语句。,4.4 循环结构,例4.9 计算1100自然数之和#include main()int i,sum=0;for(i=1;i=100;i+)sum+=i;printf(1+2+.+100=%dn,sum);运行结果：,4.4 循环结构,使用for语句时应注意以下几点：1）for语句的一般形式中的“表达式1”可以省略，此时应在for语句之前给出循环变量的初值。注意省略表达式1时，其后的分号不能省略。如例4.9的程序段中 int i=1，sum=0；for(;i=100;i+)sum+=i;2）如果表达式2省略，即不
26、判断循环条件，认为表达式2的值绐终为真，循环无终止地进行下去，成为死循环。为了避免死循环的出现可以在循体的内部加入条件判断，并用break退出循环。如例4.9的程序段中：int i,sum=0;for(i=1;i+)if(i=100)sum+=i;else break;,4.4 循环结构,3）表达式3也可以省略，但为了保证循环能正常结束，必须在循环体内加入对循环变量的修正语句。如例4.9的程序段中：for(i=1;i=100;)sum+=i;i+;4）可以省略表达式1和表达式3，只有表达式2。为了程序的正常运行，如例4.9的程序段中 int i=1,sum=0;for(;i=100;)sum+
27、=i;i+;,4.4 循环结构,5）三个表达式都可省略。如 for(;)语句 即不设初值，不判断条件（表达式2为永真），循环变量不增值，程序将无终止所执行下去，造成死循环。为了使程序正常运行，读者自己上机调试。6）三个表达式可以是逗号表达式。for前面sum=0也可放在表达式1的位置，循环体中的语句也可放到表达式3的位置，这时循环体为一个空语句。如例4.9的程序段中：int i,sum;for(sum=0,i=1;i=100;sum+=i,i+);,4.4 循环结构,4 循环的嵌套,一个循环体内又包含另一个完整的循环结构，称为循环的嵌套。内嵌的循环中还可以嵌套循环，这就构成了多层循环。不过嵌套
28、的层数不要过多，这样会使程序变的不易读。三种循环是可以相互嵌套的。和嵌套的if语句类似。如下面几种形式：,1）while中嵌whilewhile()while(),2）do-while中嵌do-whiledodowhile();while();,3）for中嵌forfor(;)for(;),等等。,4.4 循环结构,例4.10编程实现M行，N列的平行四边形，如M=4，N=5。,*,程序如下：#include main()int i,j,k,m,n;char a;printf(nnPlease input M:);scanf(%d,4.4 循环结构,运行结果：,5 循环的退出,1.break语句
29、 前面介绍过用break语句可以使流程跳出switch结构，继续执行switch语句后面的语句。实际上，break语句还可以用来从循环体内跳出循环体，即提前结束循环，接着执行循环下面的语句。一般形式：break；,4.4 循环结构,例4.11 break语句的使用#include main()int i;for(i=0;i=7;i+)if(i=4)break;printf(%dn,i);,运行结果：,4.4 循环结构,当程序执行到i=4时，执行break语句，提前结束循环。break语句的一般形式为：break;bread语句不能用于循环语句和switch语句之外的任何其他语句中。,4.4 循
30、环结构,2continue语句 一般形式为：continue;其作用为结束本次循环，即跳过循环体中下面尚未执行的语句，接着进行下一次是否执行循环的判断。如：例4.12 contiune语句的使用#include main()int i;for(i=0;i=5;i+)if(i=4)continue;printf(%dn,i);,4.4 循环结构,运行结果：,程序执行到i=4时，不执行下面的语句直接进行下一次判断，因此4没有输出来。请读者比较例4.11和例4.12来体会break和continue的区别。continue语句和break语句的区别是：continue语句只结束本次循环，而不是终止整
31、个循环的执行。而break语句则是结束整个循环过程，不再判断执行循环的条件是否成立。,4.4 循环结构,3.goto语句 goto语句是无条件转向语句。它的一般形式如下：goto 语句标号；其中，goto为关键字。语句标号用标识符表示，它的命名规则与变量名相同。用来标识一条语句，它出现在语句的前面，用冒号与语句隔开。如：语句标号：语句 goto语句的执行过程是：将执行转移到标号所标识的语句去执行。goto语句只能在所在函数体内转移，即goto与标号在同一函数内。,4.4 循环结构,注意：结构化程序设计的方法中主张限制使用goto语句，因为滥用goto语句将使程序流程无规律、可读性差。但也不是绝
32、对禁止使用goto语句。一般来说，可以有两种用途：(1)与if语句一起构成循环结构；(2)用来退出多重循环，而前面介绍的break语句只能退出一层循环。但要注意。使用goto语句只能从循环内部跳转到循环外部，而不能由循环外部向循环内部跳转。但是这种用法不符合结构化原则，一般不采用，只有在不得已时才使用。,4.4 循环结构,例4.13 用if语句goto语句相结合构成循环来求1100自然数之和。main()int i,sum=0;i=1;Loop:if(i=100)sum+=i;i+;goto Loop;printf(1+2+.+100=%d,sum);运行结果如下：,4.5 应用举例,例4.1
33、4 输出九九乘法表。分析：分行于列考虑，共9行9列，i控制行，j控制列，再分别利用i和j来作为两个乘数输出。#include main()int i,j,result;printf(n);for(i=1;i10;i+)for(j=1;j=i;j+)result=i*j;printf(%d*%d=%-3d,j,i,result);printf(n);/*换行*/,4.5 应用举例,运行结果：,4.5 应用举例,例4.14 输入一字符串，分别统计其中字母，数字和其它字符的个数。分析：我们先定义三个变量用来存放字母，数字和其它字符的个 数，利用循环来逐个判断这一字符串，分别对每一个字符进行ASCII
34、码范围的比较，并分别对相应的变量作加一操作。,#include main()char c;int letter=0,digit=0,other=0;while(c=getchar()!=n)if(c=a,4.5 应用举例,运行结果：,例4.15 写程序，实现将100元人民币换成1元、5元、10元、50元的零钱兑换方法，要求在每种兑换方法中，每种面值的零钱至少有一张。,分析：将每种面值的人民币的张数的取值范围确定下来，如：a、b、c、d分别表示50元、10元、5元、1元的张数，50元的至少有一张至多也有一张，即a=1，10元的至少有一张至多有4张，即1b4，5元的至少有1张至多有7张，即1c7，
35、1元的至少有1张至多有35张，即1d35。只要是a*50+b*10+c*5+d*1=100，则a张50元、b张10元、c张5元、d张1元就是一种方案。,4.5 应用举例,#include main()int a,b,c,d,sum=0;printf(NO.t50t10t5t1n);printf(-n);for(a=1;a=1;a+)for(b=1;b=4;b+)for(c=1;c=7;c+)for(d=1;d=35;d+)if(a*50+b*10+c*5+d*1=100)sum+;printf(%d.t%dt%dt%dt%dn,sum,a,b,c,d);,4.5 应用举例,运行结果如下图所示共
36、有16种方法：,本章小结,本章主要介绍语言程序的三大控制结构：顺序结构、选择结构、循环结构。在顺序结构部分讲解了一些基本语句、表达式和运算符，如。空语句、表达式语句、复合语句等。了解顺序结构就是按照程序从开始到结束即从上到下的执行顺序，任何程序都包含的结构。关系运算和逻辑运算是用于选择结构和循环结构中的条件判断。要注意在C语言中逻辑与、逻辑或的运算规则。掌握if语句的使用，循环语句的使用。,本章小结,在选择结构中讲解了关系运算符、逻辑运算符。在选择结构中通过运算表达式的逻辑值是0或1，来看是否执行相应选择分支语句。选择结构主要是用if结构和switch结构来实现。掌握if结构的各种形式，其中if后面的表达式可以为任何合法的类型，一般是逻辑表达式和关系表达式。在循环结构中讲解了C语言提供的while，do-while，for的三种循环结构，还有if和goto语句构成的循环结构。在使用中体会各种循环结构的不同。介绍了两种语句break语句和continue语句，这两种语句可以和循环语句配合使用。break语句作用是中止当层循环结构，continue语句作用是提前结束本次循环，进入下一次循环判断。,Thank You!,
