第4章选择结构程序设计.ppt

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1、第四章 选择结构程序设计,本章要点,内容要点提示:什么是算法？算法是如何描述的？程序的三种基本控制结构是什么？执行流程怎样？如何用关系表达式和逻辑表达式表示简单条件、复杂条件？if语句有几种形式？条件如何判断？switch语句一般形式如何？执行过程怎样？,本章内容,4.1 算法及其描述方法 4.2 关系运算与逻辑运算4.3 if语句4.4 条件运算符与条件表达式4.5 switch语句4.6 选择结构程序举例*4.7 if语句嵌套,4.1 算法及其描述方法,算法：把为解决一个问题而采取的方法和步骤称为“算法”。有三种控制结构：顺序结构、选择结构和循环结构。顺序结构：计算机自动按照语句编写的顺序

2、一句一句执行语句。选择结构：也称分支结构。根据输入的数据或中间结果的情况，选择一组语句执行。循环结构：又称重复结构，即当给定条件满足时，反复执行某一部分语句。,4.1 算法及其描述方法,算法的表示方法1.自然语言与伪代码表示方法（1）自然语言表示法将解决问题的步骤用自然语言表示。【例4.1】计算火车行李托运费。输入行李重量,计算并输出托运费。收费标准：(1)不超过50公斤，每公斤0.35元；(2)超过50公斤，其中50公斤同(1)，超过部分每公斤0.50元。,4.1 算法及其描述方法,算法：步骤1:输入行李的重量步骤2：根据行李的重量计算费用若重量=50 则 费用=weight*0.35 否则

3、 费用=50*0.35+(weight-50)*0.5步骤3：输出费用的值,4.1 算法及其描述方法,（2）伪代码表示法 伪代码：是不能由计算机执行的，但可以很容易地转化为高级语言的程序。例4.1的伪代码算法：begin input weight if weight is less than or equal to 50 set pay to weight*0.35 else set pay to 50*0.35+(weight-50)*0.5 output payend,4.1 算法及其描述方法,2 传统的流程图表示方法流程图是用称为“流线”的箭头将具有专门含义的表示各种操作的符号连接而成的

4、。流程图常用的符号：,4.1 算法及其描述方法,用流程图表示的程序的三种基本控制结构（1）顺序结构。（2）选择结构。,4.1 算法及其描述方法,（3）循环结构。包括两类循环结构。当（while）型循环：直到（until）型循环：,4.1 算法及其描述方法,用流程图表示例4.1的算法,4.1 算法及其描述方法,3 N-S流程图表示方法（1）顺序结构（2）选择结构（3）循环结构 当型循环 直到型循环,4.1 算法及其描述方法,用N-S流程图表示例4.1的算法,4.2 关系运算与逻辑运算,关系运算1.关系运算符（大于）=(大于或等于)=（等于）!=（不等于）优先级：高 低,4.2 关系运算与逻辑运算

5、,2.关系表达式一般形式为：表达式关系运算符表达式合法的关系表达式：ab a+b=b(ab)=(bc)关系表达式的值：逻辑值“真”“1”表示“假”“0”表示,4.2 关系运算与逻辑运算,例如：假设num1=3，num2=4，num3=5，则：(1)num1num2的值=0。(2)(num1num2)!=num3的值=1。思考：改变num1或num2的值，会影响整个表达式的值吗？注意：关系表达式的值，还可以参与其它种类的运算(为什么？）(4)(num1num2)+num3的值=6。,4.2 关系运算与逻辑运算,逻辑运算1.逻辑运算符&逻辑与（相当于“并且”）|逻辑或（相当于“或者”）!逻辑非（相

6、当于“不是”）运算规则：1)a&b：当且仅当a和 b的值都为真时，结果为真，否则为假。2)a|b：当且仅当a和 b的值都为假时，结果为假，否则为真。3)!a：当a的值为真时，结果为假；当a的值为假时，结果为真。优先级：1)！&|2)！算术运算符 关系运算符&|赋值运算符,4.2 关系运算与逻辑运算,2.逻辑表达式用逻辑运算符将运算对象连接起来的式子。合法的逻辑表达式：(x=0)&(x5)!(x=0)（year%4=0&year%100!=0)|(year%400=0)逻辑表达式的值:例如：num=12，则：！num的值为 0；num=1 num31的值为 1。,注意:55 else y=y+1

7、,4.关系表达式和逻辑表达式的运算结果得到一个逻辑值：真或者假。C语言中没有专门的逻辑值，也没有专门的逻辑变量用零表示假，用非零值表示真-非零即为真!,4.3 if语句,例4.1的程序清单void main()float weight,pay;printf(weight=);scanf(%f,if语句,4.3 if语句,简单if语句1.if语句 语句的一般形式为：if（表达式）语句,思考：若score的值是95，输出时什么？若score的值是85，输出怎样？,例如：if(score=90)printf(“Good!”);printf(“Your score is%d.n”,score);,if

8、语句的执行过程是：,4.3 if语句,2.if-else语句语句的一般形式为：if（表达式）语句1else 语句2,假设x的值是5，y的值是7，这段程序执行后会输出：?,例如：if(xy)min=x;else min=y;printf(“min=%dn”,min);,语句执行的过程：,4.3 if语句,说明：（1）if语句中，括号内的表达式用来表示条件，一般为关系表达式或逻辑表达式。（2）当if语句以某表达式的值不等于0作为条件时，可直接简写成表达式作为条件。例如，语句：if(x!=0)printf(“x!=0”);可以简写成：if(x)printf(“x!=0”);以某表达式的值等于0作为条

9、件时可写成对该表达式取反的形式。例如，语句：if(x=0)printf(“x=0”);可以简写成：if(!x)printf(“x=0”);,4.3 if语句,说明：（3）无论是if语句中的语句还是if-else语句中的语句1、语句2，都可以是任何语句。当它们中的某一个是有多条语句组成时，必须写成复合语句的形式。例如，语句：if(i!=j)i+=1;j+=2;else i-=j;,4.3 if语句,【例4.2】求三个数中的最大者。(1)问题分析及变量设置：从键盘读入三个数分别存入变量n1,n2,n3中，求出最大数存入变量max中，float型。,(2)算法设计：,4.3 if语句,(3)程序清单

10、void main()float n1,n2,n3,max;printf(n1,n2,n3=);scanf(%f%f%f,改为：max=n1;if(n2max)max=n2;if(n3max)max=n3;,这种方法即擂台法，对从3个以上的数中找最大数的处理，非常有效。,例题：输入一个数，判断它是否能被整除，若能被整除，打印；不能被整除，打印#include void main()int n;printf(“input n:”);scanf(“%d”,程序有错吗？?,4.3 if语句,多分支if语句当if-else语句中的语句2是另一条if语句时，就构成了多分支if语句。语句的一般形式为：if

11、(表达式1)语句1else if(表达式2)语句2else if(表达式3)语句3.else if(表达式n)语句nelse 语句n+1,执行过程：,4.3 if语句,【例4.3】求如下函数式y的值。,4.3 if语句,【例4.3】求如下函数式y的值。,程序代码：#include#include void main()double x,y;printf(“Enter x:”);scanf(“%lf”,4.4 条件运算符与条件表达式,条件运算符？：，C语言中唯一的一个三目运算符优先级与结合性(13级)算术运算符 关系运算符 条件运算符 赋值运算符 右结合性常用方式 max=(ab)?a:b 等价

12、于 if(ab)max=a;else max=b;条件表达式一般形式为：表达式1？表达式2：表达式3 求值过程：,4.4 条件运算符与条件表达式,【例 4.4】从键盘上输入一个字符，如果它是大写字母，则把它转换成小写字母输出；否则，直接输出。void main()char ch;printf(Input a character:);scanf(%c,4.5 switch语句,在C语言中，用switch语句描述多路按值选择结构。switch语句的一般形式为：switch(表达式)case 常量表达式1：语句1 case 常量表达式2：语句2.case 常量表达式n：语句n default:语句n

13、+1,执行过程：,4.5 switch语句,说明：（1）switch后面括号内的表达式的类型只限于是整型或字符型或枚举型。（2）各子句中包含的语句可以是任意条合法的C语言语句，也可以没有语句。（3）default子句可以省略，若不省略，至多出现一次。（4）各个case和default的出现次序不影响执行结果。习惯上总是将default子句写在所有case子句之后，有必要也可以写在某个case子句之前。（5）多个case子句可以共用一组执行语句。,4.5 switch语句,例如：执行下面这段代码时，若gread的值是B，结果？switch(gread)case A:printf(“GREAT!n

14、”);case B:printf(“GOOD!n”);case C:printf(“OK!n”);case D:printf(“NO!n”);default:printf(“ERROR!n”);,程序执行将输出：GOOD!OK!NO!ERROR!,如果想只执行某个子句中的语句，排斥其它的情况，最常用的方法是使用break语句，每个子句都以break语句结束。在switch语句中，执行break 语句将跳出switch语句，使控制转向switch语句的后继语句。,为什么错了?,4.5 switch语句,【例4.5】输入两个操作数及一个运算符，输出运算结果。,由于switch语句的表达式不允许实型

15、表达式，当需要以实型表达式做选择控制时，要把实型表达式值映射到一个较小范围上的整型值。,程序代码：#includevoid main()float a,b,c;char ch;printf(“Enter:”);scanf(“%f%c%f”,4.6 选择结构程序举例,【例4.6】猜随机数的程序：由键盘输入一个数，程序产生一个随机数，判断二者是否相同。,1.简单if语句只对两数是否相等做判断。#include#includevoid main()int r;int g;r=rand();/*产生一个随机数*/printf(Input a number：);scanf(%d,/*如果二个数相等，输出

16、这条信息*/,4.6 选择结构程序举例,2.if-else语句#include#includevoid main()int r;int g;r=rand();/*产生一个随机数*/printf(Input a number：);scanf(%d,/*如果二个数不相等，输出这条信息*/,4.6 选择结构程序举例,3.多分支if语句#include#includevoid main()int r;int g;r=rand();/*产生一个随机数*/printf(Input a number：);scanf(%d,4.6 选择结构程序举例,4.if语句嵌套#include#includevoid m

17、ain()int r,g;r=rand();/*产生一个随机数*/printf(Input a number：);scanf(%d,4.6 选择结构程序举例,【例4.7】设计一个数制转换的程序，程序可以进行如下的数制转换：十进制转换为十六进制、十六进制转换为十进制、十进制转换为八进制、八进制转换为十进制。要求用菜单实现选择。分析：用菜单控制的程序结构一般是：输出菜单、输入选项、判断选项、根据判断结果执行相应功能。可以按照这样的结构完成程序的设计。在实现数制转换的部分，用最简单的方式，利用库函数printf()和scanf()中的格式指令：%x和%o。,4.6 选择结构程序举例,程序代码：#in

18、cludevoid main()int chioce;int value;printf(convert:n);printf(1:decimal to hexadecimaln);printf(2:hexdecimal to decimaln);printf(3:decimal to octaln);printf(4:octal to decimaln);printf(“enter your chioce:);scanf(%d,case 1:printf(enter decimal value:);scanf(%d,case3:printf(enter decimal value:);scanf

19、(%d,*4.7 if语句嵌套,在if语句中又包含一个或多个if语句的形式称为if语句的嵌套。常见的if语句嵌套的的形式有以下几种：1.if(表达式1)if(表达式2)语句1；else 语句2；else if(表达式3)语句3；else 语句4；2.if(表达式1)if(表达式2)语句1；else 语句2；else 语句3；3.if(表达式1)语句1；else if(表达式2)语句2；else 语句3；,【例4-10】计算：sin(x)0.5x1.5 y(x)=cos(x)1.5x4.5 tan(x)4.5x7.5分析：为了能用switch语句描述y(x)的计算，要把实型变量x的值映射到整型，

20、即对于x的每个区间用1个或多个整数表示。从题目可以看出，各个区间的上下限小数部分均为0.5，所以，只要把x加0.5再取整后，各个区间就可以映射到整数了。源程序文件名:exp4_10.cpp,#include#includevoid main()float x,y;printf(“Input x:”);scanf(“%f”,*4.7 if语句嵌套,注意：在嵌套的if语句中，else和if的配对是需要特别注意的，在实际的编程中很容易犯配对错误。具体的配对原则为：else总是与其上面离它最近的且尚未配对的if语句配对。,在程序设计时，如果出现if与else数目不相同的情况，为实现程序设计者的目的可以

21、用花括号来确定配对关系。,*4.7 if语句嵌套,【例4.8】求一元二次方程ax2+bx+c=0的根。程序代码：#include#include/*程序中要用到数学库函数*/void main()double a,b,c,delta,re,im,x1,x2;printf(“Enter a,b,c:”);scanf(“%lf%lf%lf”,if(delta=0.0)x1=re+im;x2=re-im;printf(”x1=%6.2f,x2=%6.2fn”,x1,x2);/*输出两个实根*/else printf(”x1=%6.2f+%6.2f i,x2=%6.2f-%6.2f in”,re,fabs(im),re,fabs(im);/*输出两个复根*/else if(b!=0.0)printf(“x=%6.2fn”,-c/b);/*单根*/else printf(“Error,no answer!n”);,