第3章 分支结构
分支结构又称选择结构,是程序设计的基本结构。它通过对给定的条件进行判断,决定
执行两个或多个分支中的哪一个。因此,在编写选择结构之前,应该明确判断条件以及当判
断结果为“真”或“假”时执行的操作。
通过本章学习,应掌握在C语言中实现选择结构的控制语句的格式、功能和执行过程,
熟练使用选择控制语句编写具有分支基本结构的程序。
C语言程序中提供的分支结构有两种:if条件分支结构和switch结构。
3.1 if条件分支结构
if语句是二分支选择语句。if语句可以给出两种操作,通过表达式结果(非0或0)选择
其中的一种操作。
if语句有以下3种格式。
格式1:单分支条件语句。
if (条件表达式)
{
语句序列
}
该语句的功能是对条件表达式进行判断,若结果为真,则执行“{}”中的语句序列,然后
执行“}”后面的语句;否则跳过“{}”中的语句序列,直接执行其后的语句。条件表达式可以
是关系表达式、逻辑表达式、表达式、常量、变量或函数。流程图描述如图3.1所示。
例3.1 判断用户输入的数据,如果输入的数值大于0,则在屏幕上显示“正数”。
解题思路:键盘输入数据a,利用if语句判断a 是否大于0,其流程图如图3.2所示。
图3.1 单分支条件语句的流程图 图3.2 例3.1的流程图
程序代码如下:
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3-0.mp4
3-1.mp4
#include <stdio.h>
int main()
{
int a;
printf("请输入一个数: ");
scanf("%d",&a);
if (a>0)
printf("正数\n");
printf("结束\n");
return 0;
}
程序运行结果如下:
第一次运行:
5 ↙
正数
结束
第二次运行:
-2 ↙
结束
当语句序列只包含一条语句时,包围该语句序列的“{}”可以省略。
格式2:二分支条件语句。
if (条件表达式)
{
语句序列1
}e
lse
{
语句序列2
}
该语句的功能为,如果“条件表达式”的判断结果为真,则执行语句序列1;如果“条件表
达式”的判断结果为假,则执行语句序列2。流程图描述如图3.3所示。
例3.2 判断用户输入的数据,如果输入的数值大于0,则在屏幕上显示“正数”;否则在
屏幕上显示“不是正数”。
解题思路:键盘输入数据a,利用if语句判断a 是否大于0,根据判断的结果执行不同
的语句,其流程图如图3.4所示。
程序代码如下:
#include <stdio.h>
int main()
{
·28·
3-2.mp4
int a;
printf("请输入一个数: ");
scanf("%d",&a);
if (a>0)
printf("正数\n");
else
printf("不是正数\n");
return 0;
}
图3.3 二分支条件语句的流程图 图3.4 例3.2的流程图
程序运行结果如下:
-5 ↙
不是正数
格式3:嵌套条件语句。
if (条件表达式1)
{
语句序列1
}e
lse if (条件表达式2)
{
语句序列2
}e
lse
{
语句序列3
}
该语句的功能为,如果“条件表达式1”的判断结果为真,则执行语句序列1;若为假,再
判断“条件表达式2”,如果判断结果为真,则执行语句序列2;否则,执行语句序列3。其流
程图如图3.5所示。
例3.3 找出a、b、c 这3个数中的最大值。
·29·
3-3.mp4
图3.5 嵌套条件的流程图
解题思路:将a 与b 进行比较,如果a 大,则a 与c 进行比较,大的数赋予max;如果b
大,则b 与c 进行比较,大的数赋予max。流程图如图3.6所示。
图3.6 例3.3的流程图
程序代码如下:
#include <stdio.h>
int main()
{
int a,b,c,max;
printf("请输入第1 个数: ");
scanf("%d",&a);
printf("请输入第2 个数: ");
scanf("%d",&b);
printf("请输入第3 个数: ");
scanf("%d",&c);
if (a>b)
if (a>c)
max=a;
else
max=c;
else if (b>c)
max=b;
else
max=c;
printf("最大数为%d\n",max);
·30·
return 0;
}
程序运行结果如下:
请输入第1 个数: 5 ↙
请输入第2 个数: 4 ↙
请输入第3 个数: 2 ↙
最大数为5
当多个if…else语句嵌套时,为了防止出现二义性,C语言规定,由后向前使每一个else
都与其前面的最靠近它的if配对。如果一个else的上面又有一个未经配对的else,则先处
理上面的(内层的)else的配对。另外也可以按照语法关系加上“{}”来标识逻辑关系的正确
性。如把例3.3程序中的判断部分进行如下改写:
if (a>b)
{
if (a>c)
max=a;
else
max=c;
}e
lse
{
if (b>c)
max=b;
else
max=c;
}
3.2 switch开关结构
switch语句是多分支的选择语句。虽然嵌套的if语句可以处理多分支选择,但是用
switch语句更加直观。
switch语句格式如下:
switch (表达式)
{ case 常量表达式1:<语句序列1>; <break;>
case 常量表达式2:<语句序列2>; <break;>
…c
ase 常量表达式n :<语句序列n >; <break;>
default:<语句序列n +1>;
}
switch语句的执行顺序是,首先对“表达式”进行计算,得到一个常量结果,然后从上到
下寻找与此结果相匹配的常量表达式所在的case语句,并以此作为入口,开始顺序执行入
口处后面的各语句,直到遇到break语句,才结束switch语句,转而执行switch结构后的其
·31·
他语句。如果没有找到与此结果相匹配的常量表达式,则从“default:”处开始执行语句序
列n+1。其流程图如图3.7所示。
图3.7 switch结构的流程图
例3.4 根据成绩的等级对应输出成绩的分数范围。
解题思路:等级为A,输出90~100,等级为B,输出80~89,等级为C,输出70~79,等
级为D,输出60~69,等级为E,输出0~59,若输入不是A、B、C、D、E其中之一,显示“数据
错误”信息,利用switch对其进行分类处理,流程图如图3.8所示。
图3.8 例3.4的流程图
程序代码如下:
#include <stdio.h>
int main()
{
char grade;
printf("输入成绩等级(ABCDE): ");
scanf("%c",&grade);
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3-4.mp4
switch(grade)
{
case 'A':printf("90~100\n");break;
case 'B':printf("80~89\n");break;
case 'C':printf("70~79\n");break;
case 'D':printf("60~69\n");break;
case 'E':printf("0~59\n");break;
default:printf("数据错误\n");
}
return 0;
}
程序运行结果如下:
B ↙
对应的分数范围: 80~89
程序中break语句的作用是结束switch语句,转而执行switch结构后的其他语句。
说明:
(1)switch后面“()”中的表达式只能是常量,数据类型包括整型、字符型,所有常量必
须互不相同 。
(2)在各个分支中的break语句起着退出switch语句的作用。若没有break语句,程
序将从匹配的case处开始向后执行所有语句。
(3)可以使多个case语句共用一组语句序列。
(4)各个case(包括default)语句的出现次序可以是任意的。在各个分支中都含有
break语句时,顺序的改变不影响执行结果。
(5)每个case语句中不必用“{}”,而整体的switch结构一定要写“{}”。
(6)default语句是可省略的。
(7)switch结构也可以嵌套。
例3.5 编写具有简单计数器功能的程序。
解题思路:程序首先在屏幕上输出加减乘除提示,选择相应的功能后,输入两个操作
数,根据功能选择,用switch语句对选择结果进行相应的处理。若选择1、2、3、4,则分别实
现对两个操作数进行加、减、乘、除计算;否则直接退出程序。流程图如图3.9所示。
程序代码如下:
#include <stdio.h>
int main()
{
int ans;
float x,y;
printf(" 请选择\n");
printf(" 1--加 2--减\n");
printf(" 3--乘 4--除\n");
printf(" 其他任意键--退出\n");
·33·
3-5.mp4
printf(" 请输入选择: ");
scanf("%d",&ans);
if (ans==1||ans==2||ans==3||ans==4)
{
printf("\n 请输入操作数1: ");
scanf("%f",&x);
printf("请输入操作数2: ");
scanf("%f",&y);
switch(ans)
{
case 1:printf("%f +%f =%.2f",x,y,x+y);break;
case 2:printf("%f -%f =%.2f",x,y,x-y);break;
case 3:printf("%f * %f =%.2f",x,y,x*y);break;
case 4:if (y!=0)
{
printf("%f/%f =%.2f",x,y,x/y);
break;
}
else
{
printf(" 除数不能为0,程序退出!\n");
break;
}
default :printf("选择错误\n");break;
}
}
return 0;
}
图3.9 例3.5的流程图
·34·
程序运行结果如下:
请选择
1--加 2--减
3--乘 4--除
其他任意键--退出
请输入选择: 1
请输入操作数1: 23 ↙
请输入操作数2: 12 ↙
23.000000 +12.000000 =35.00
思考:在案例1的程序中,若把switch结构中case1后面的break语句去掉,然后运行
程序并选加法功能,会出现什么情况? 若把break语句都去掉,又会出现什么情况?
本章小结
本章着重介绍了分支结构中的几个重要概念。
(1)if分支结构的基本用法。
(2)switch开关结构的基本用法。
习 题 3
一、单选题
1.x>0||y==5的相反表达式为( )。
A.x>0&&y==5 B.x<=0||y! =5
C.x<=0&&y! =5 D.x>0||y! =5
2.若有定义floatw; inta,b;,则合法的switch语句是( )。
A.switch(w){case1.0:printf("*\n");case2.0:printf("**\n");}
B.switch(a);{case1printf("*\n");case2printf("**\n");}
C.switch(b){case1: printf("*\n");default: printf("\n");case1+2:
printf("**\n");}
D.switch(a+b);{case1: printf("*\n"); case2: printf("**\n");
default:printf("\n");}
3.程序main(){intx=1,y=0,a=0,b=0;switch(x){case1:switch(y){case0:
a++;break;case1:b++;break;}case2: a++;b++;break;}printf("a=%d,
b=%d\n",a,b);}的输出结果是( )。
A.a=2,b=1 B.a=1,b=1 C.a=1,b=0 D.a=2,b=2
4.若a=7,b=3,则执行printf(“%d”,(a+b)%a||(a-b)%b)的结果是( )。
A.1 B.3 C.5 D. 7
5.若a=20,b=7,则执行printf("%d",(a+10)%a&&(a-b)/a)的结果是( )。
A.3 B.2 C.1 D. 0
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6.下列关于switch语句的描述中,( )是正确的。
A.switch语句中可以有一个default子句,也可以没有
B.switch语句中每个语句序列中必须有break语句
C.switch语句中default语句只能放在最后
D.switch语句中case子句后的表达式只能是整型表达式
二、编程题
1.从键盘输入x,y 的值,按下列公式求z 的值。
z =
x2 +1 x2 +2y, x ≥0,y >0
x -2 y2 +1, x ≥0,y ≤0
x +y, x <0
ì
.
í
...
...
运行过程如下:
输入x,y: -2.5,2 ↙
z=-0.500000
2.用整数1~12依次表示1月至12月,由键盘输入一个月份数,输出对应的季节中文
名称(12月至第二年2月为冬季;3月至5月为春季;6月至8月为夏季;9月至11月为秋
季),分别用if、switch实现。运行过程如下:
输入月份: 5 ↙
5 月是春季
3.城市实行车牌限号,即周一限尾号1和6,周二限2和7,周三限3和8,周四限4和9,周
五限5和0,周六日不限号,编程要求:输入周:1~7,显示要限制的尾号。运行过程如下:
今天是星期几(1~7): 3 ↙
星期三限尾号3 和8
今天是星期几(1~7): 6 ↙
周六日不限号
4.判断用户输入的数据,若数值大于0、等于0、小于0,分别在屏幕上显示“正数”“零”
“负数”。运行过程如下:
输入数据: 2 ↙
正数
5.编程判断某一年是否是闰年。提示:若年份能被400整除,或能被4整除但不能被
100整除,则该年份为闰年。运行过程如下:
输入年份: 2024 ↙
闰年
输入年份: 2025 ↙
非闰年
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