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04|选择结构

Properties2
descriptionC语言选择结构——if-else、switch-case、条件表达式、选择嵌套、指针变量初步——基于教学日历讲次5-7整理
tags学习, c语言

9分钟阅读

选择结构

对应教学日历：讲次 5-7（3月26日-4月2日）

一、条件的表示

关系表达式

用关系运算符连接：> < >= <= == !=

结果：真 → 1，假 → 0（C 语言没有布尔类型，用 int 表示真假）

逻辑表达式

用逻辑运算符连接：&&（与）、||（或）、!（非）

if (a > 0 && a < 100)     // 0 < a < 100 是错误的写法！
if (ch >= 'A' && ch <= 'Z')  // 判断是否大写字母
if (year % 4 == 0 && year % 100 != 0 || year % 400 == 0)  // 闰年判断

易错：0 < a < 100 在C语言中不等于数学中的 “a 在 0 到 100 之间”。 实际运算：先算 0 < a 得 0 或 1，再与 100 比较，结果总是真。 正确写法：a > 0 && a < 100

C语言中的”真假”概念

  • 假：0、'\0'、NULL
  • 真：一切非 0 值（包括负数）
if (3)     // 永远为真
if (-1)    // 永远为真
if (0)     // 永远为假
if ('A')   // 永远为真（'A' 的 ASCII 码 65 ≠ 0）

浮点数的等于判断

// 错误：if (f == 0.0)  浮点数不能用 == 精确比较
// 正确：if (fabs(f) < 1E-6)

二、if 语句

单分支

if (表达式)
    语句;     // 表达式为真时执行

双分支

if (表达式)
    语句1;   // 表达式为真时执行
else
    语句2;   // 表达式为假时执行

多分支

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
    语句n;   // 以上条件都不满足时执行

if 语句的嵌套

if (表达式1)
    if (表达式2)     // 内嵌 if
        语句1;
    else
        语句2;       // else 与最近的未配对的 if 匹配
else
    语句3;

悬空 else 问题：else 总是与它前面最近的、未配对的 if 匹配。不确定时用 {} 明确作用域。

复合语句（语句块）

if (a > b)
{
    t = a;       // 多条语句必须用 {} 括起来
    a = b;
    b = t;
}

三、switch 语句

switch (表达式)       // 表达式必须是整数或字符型
{
    case 常量1: 语句1; break;
    case 常量2: 语句2; break;
    ...
    default: 语句n;    // 可选的默认分支
}

执行机制

  1. 计算 switch 后表达式的值
  2. 与各 case 后的常量比较
  3. 匹配成功后从该 case 开始执行，直到遇到 break 或 switch 结束
  4. 如果所有 case 都不匹配，执行 default（如果有）

重点（贯穿现象）：如果 case 后没有 break，会贯穿到下一个 case 继续执行！这是考试常考点。

switch(score)
{
    case 0:
    case 1:
    case 2:
    case 3:
    case 4:
    case 5: grade='E'; break;   // 0-5 都对应 E
    case 6: grade='D'; break;
    case 7: grade='C'; break;
    case 8: grade='B'; break;
    case 9: grade='A'; break;
}

四、指针变量初步（讲次 5 引入）

在讲次5引入选择结构的同时，课程也引入了指针的基本概念，为后续章节铺垫。

指针定义与使用

int *p;       // 定义一个指向整型的指针变量 p
int x = 100;
p = &x;       // p 指向 x（p 存储 x 的地址）
printf("%d", *p);  // *p 表示取 p 所指向变量的值（即 x 的值 100）
符号含义示例
&取地址运算符p = &x;
*（定义时）声明指针类型int *p;
*（使用时）指针解引用（取值）*p = 10;

核心理解：p 存地址，*p 访问该地址的数据。

作业示例

ex6-1：if-else 猜数

#include<stdio.h>
#include<time.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    int a,b;
    srand((unsigned)time(NULL));
    a=rand()%101;            // 随机生成 0-100 的数
    printf("输入猜测整数：");
    scanf("%d",&b);
    if(a==b)
        printf("恭喜你猜对了！");
    else if(a>b)
        printf("小了");
    else
        printf("大了");
    return 0;
}

要点：

  • srand(time(NULL)) + rand()%101 生成 0-100 随机数
  • if-else if-else 三路分支结构

ex6-2：switch 实现成绩评级

#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    int score,temp;
    char grade;
    printf("enter score:");
    scanf("%d",&score);
    if((score>100)||(score<0))
    {
        printf("\n error,try again!\n");
        exit(0);
    }
    if(score==100) temp=9;
    else temp=(score%10);         // 只取个位数判断
    switch(temp)
    {
        case 0:
        case 1:
        case 2:
        case 3:
        case 4:
        case 5:grade='E';break;
        case 6:grade='D';break;
        case 7:grade='C';break;
        case 8:grade='B';break;
        case 9:grade='A';
    }
    printf("score=%d,grade=%c\n",score,grade);
    return 0;
}

要点：

  • 先排除非法输入（score>100 || score<0）
  • 通过 temp=score%10 取个位数简化 switch 分支
  • 利用贯穿现象：case 0-5 共享一个执行体
  • switch 的表达式必须是整型（int、char），不能是 float
  • 每个分支末尾的 break 不能忘

ex6-3：个税计算（多分支 else-if）

#include<stdio.h>
int main()
{
    float yingnashui,nashui;
    printf("请输入你的月应纳税所得额：");
    scanf("%f",&yingnashui);
    if((yingnashui-3000)<1E-6)
        nashui=yingnashui*0.03;
    else if((yingnashui-12000)<1E-6&&(yingnashui-3000)>1E-6)
        nashui=yingnashui*0.1-210;
    else if((yingnashui-25000)<1E-6&&(yingnashui-12000)>1E-6)
        nashui=yingnashui*0.2-1410;
    printf("您应交纳个人所得税为：%8.2f\n",nashui);
    printf("--纳税光荣--！\n");
    return 0;
}

要点：

  • if-else if-else if 多分支结构
  • 使用 1E-6 替代 0 做浮点比较（(yingnashui-3000)<1E-6 即 yingnashui <= 3000）
  • 注意各分支的边界划分，不要遗漏或重叠

ex6-4：运算符推断

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a, b, c;
    char op;
    scanf("%d,%d,%d", &a, &b, &c);
    if (a + b == c) {
        op = '+'; printf("%c\n", op);
    }
    else if (a - b == c) {
        op = '-'; printf("%c\n", op);
    }
    else if (a * b == c) {
        op = '*'; printf("%c\n", op);
    }
    else if (b != 0 && a / b == c) {
        op = '/'; printf("%c\n", op);
    }
    else if (b != 0 && a % b == c) {
        op = '%'; printf("%c\n", op);
    }
    else {
        printf("error\n");
    }
    return 0;
}

要点：

  • 除法和取余必须先判断除数不为 0：b != 0 && a / b == c
  • 注意检查顺序：先判断 b != 0 再计算 a / b（短路求值）

ex6-5：条件判断 + 简单算法

#include <stdio.h>
int main() {
    int n, x, y;
    scanf("%d %d %d", &n, &x, &y);
    int eaten = (y + x - 1) / x;    // 向上取整
    int remaining = n - eaten;
    if (remaining < 0) {
        remaining = 0;
    }
    printf("%d\n", remaining);
    return 0;
}

要点：

  • (y + x - 1) / x 是整数向上取整技巧
  • if (remaining < 0) remaining = 0 防止负值

ex4-4：指针基础——取地址与解引用

#include<stdio.h>
int main()
{
    int x=100,y=200;
    int *p,*q,sum;
    p=&x;                    // p 指向 x
    q=&y;                    // q 指向 y
    sum=*p+*q;               // 取值并相加（*p 即 x 的值）
    printf("x的地址=%d\n",p);   // 输出地址（应使用 %p）
    printf("y的地址=%d\n",q);
    printf("*p=%d\n",*p);       // 输出 100
    printf("*q=%d\n",*q);       // 输出 200
    printf("*p+*q=%d\n",sum);   // 输出 300
    return 0;
}

要点：

  • & 取变量的地址：p = &x（p 存 x 的地址）
  • * 解引用：*p 取 p 所指变量的值
  • int *p 中 * 表示 p 是指针类型（定义时），*p 表示取值（使用时）
  • 地址格式符：%p（不应使用 %d，程序此处不规范）

作业重点

  • if 条件中 ==（等于）和 =（赋值）绝对不可混淆
  • else 总是与最近的未配对 if 匹配（悬空 else）
  • 多语句时用 {} 括成复合语句
  • switch 的 case 后必须是整型常量，不能是变量或浮点数
  • switch 没有 break 会贯穿到下一个 case
  • 浮点数不能直接用 == 比较，应判断差的绝对值是否小于一个极小值
  • && 和 || 的短路求值规则
  • 指针基础：& 取地址，* 解引用

关系图谱

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