3015C语言_流程设计

第五章 流程设计

• 5.1 C语句概述
  • C语言的语句用来向计算机系统发出指令，一个实际的源程序通常包含若干语句，这些语句用来完成一定的操作任务。
    • 1．其他类型语句
      • 函数调用语句(由函数调用加一个分号构成)，如 scanf(“%d”,&a)；。
      • 表达式语句(由一个表达式；构成一个语句)，如 a=b；。
    • 2．空语句
      • C语言中所有语句都必须由一个分号（；）结束，如果只有一个分号如main(){;}，这个分号也是一条语句，称为空语句，程序执行时不产生任何动作，但表示存在着一条语句。
    • 3．复合语句
      • 在C语言中花括号“{ }”不仅可以用做函数体的开始和结束标志，同时也常用做复合语句的开始和结束标志，复合语句也可称为 “语句体”。
      • 在C语言中，任何表达式都可以加上分号构成语句，如 “i++;”。随意加“；”会导致很多逻辑上的错误，要慎用，不要乱用。复合语句中最后一个语句中最后的分号不能忽略不写。
    • 4．赋值语句
      • 前面已经介绍赋值语句是由赋值表达式和末尾的分号 （；）构成的。这里要提醒读者注意：“=”与“==”是两个不同的运算符，前者才是赋值运算符，而后者是关系运算符，用来进行条件判断，不能把二者混为一谈。如“i=2;”，功能是把数值2放到变量i中，而i==2是判断变量i的值是否为2。“j=j+1;”在程序执行时，首先取出j中的值，执行加数值1的操作后再把新值放回到j中。
• 5.2 顺序结构
  • C程序中的语句，按照它们在程序中出现的顺序依次执行，由这样的语句构成的程序结构称为顺序结构。
• 5.3选择结构
  • 5.3.1  if语句和用if语句构成的选择结构
    • if语句用来对所给定的条件进行判定，判断其表达式的值是否满足某种条件，并根据判定的结果(真或假)决定执行给出的两种操作中的哪一种。
    • 5.3.1.1 if语句的几种形式
      • （1）if
        • if(表达式)语句
          • 例如：

            if(a>b)
                printf(“The answer is right!\n“);

            • 其中，if是Ｃ语言的关键字，a>b是条件判断表达式。表达式两侧的括号不可少，并且只能是圆括号，不能用其他括号替代。紧跟着的是一条输出语句，称为if子句，如果在if子句中需要多个语句，则应该使用大括号（{}）把一组语句括起来构成复合语句，这样在语法上满足“一条语句“的要求。
      • (2)if - else
        • if(表达式)
          • 语句1
        • else 语句2
          • 例如：

            if(a>b)printf(“The answer is right.\n“);
                else  printf(“The answer is wrong.\n“);

      • (3) if-else-if

        • 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

          “语句1“是if子句，“语句2…语句m“是else子句。这些子句在语法上要求是一条语句，但需要执行多条语句时，则应该使用花括号（{}）把这些语句括起来组成复合语句。

        • else不能独立成为一条语句，它只是if语句的一部分，不允许单独出现在程序中。else必须与if配对，共同组成if…else语句。
    • 5.3.1.2 if语句的嵌套
      • 在if语句中又包含一个或多个if语句结构，称为if语句的嵌套，一般形式如下：

      • if(  )
        if()语句1
        else语句2
        else
        if()语句3
        else语句4

        应当注意：else总是与它上面的最近的没有与else配对的if配对。

    • 5.3.1.3 条件运算符构成的选择结构
      • 有如下语句：

        if(x<y)
            min=x;/*求两数中较小的一个*/
            else min=y;

      • 可以用min=(x<y)?x:y来替换,其中(x<y)?x:y 是一个条件表达式，“? ：“就是条件运算符。该表达式是这样执行的：如果(x<y)条件成立,则整个条件表达式取值x ，否则取值y 。
      • 优先级：条件运算符高于赋值运算符，但低于逻辑运算符、关系运算符和算术运算符。
  • 5.3.2  switch语句和goto语句
    • 5.3.2.1 switch语句
      • switch语句是C语言提供的多分支选择语句，用来实现多分支选择结构。它的一般形式如下：

        • 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+
          }

          说明：

          • (1)switch是关键字，switch后面用花括号括起来的部分是switch语句体。
          • (2)switch后面括号内的“表达式“，可以是C语言中任意合法表达式，但表达式两侧的括号不能省略。
          • (3)case也是关键字，与其后面的常量表达式合称case语句标号，常量表达式的类型必须与switch后面的表达式的类型相匹配，且各case语句标号的值各不相同，不能重复。
          • (4)default也是关键字，起标号的作用，代表除了以上所有case标号之外的那些标号，default标号可以出现在语句体中任何标号位置上，当然，也可以没有。
          • (5)case语句标号后的语句1、语句2等，可以是一条语句，也可以是若干条，在必要时，case语句标号后的语句可以省略不写,case和常量表达式之间一定要有空格。
          • (6) 一定要注意 有break 和没有break的差别，没有break时候，只要有一个case匹配了，剩下的都要执行，有break则是直接跳出了swiche语句。
          • (7) switch只可以和break一起用，不可以和continue用。
          • (8) switch(x) x：是整型常量，字符型常量，枚举型数据。不可以是变量。
    • 5.3.2.2语句标号
      • 语句标号用标识符表示，它的命名规则与变量名相同，即由字母、数字和下画线组成，在标识符后加一个冒号，就成了一个语句标号。在Ｃ语言中可以在任何语句前加上语句标号。
      • m: 语句
    • 5.3.2.3 goto语句
      • goto语句为无条件转向语句，goto语句的一般形式如下：
      • goto  语句标号;
      • goto语句的作用：把程序的执行转向语句标号所在的位置，这个语句标号必须与此goto语句同在一个函数内，滥用goto语句将使程序的流程毫无规律，可读性差，因此初学者应慎用。
• 5.4 循环结构
  • 概念
    • 在许多问题中，需要做某些重复执行的操作，这时就会用到循环结构。
    • 在程序设计中也一样，例如，对1~100之间的自然数进行求和计算，计算某班级所有同学的成绩总分，还有很多，几乎所有的程序都会包含循环控制结构。循环结构是程序中一种很重要的结构。
    • 其特点是，在给定条件成立时，反复执行某程序段，直到条件不成立为止。给定的条件称为循环条件，反复执行的程序段称为循环体。Ｃ语言提供了多种循环语句，可以组成各种不同形式的循环结构。
      • 1)       用while语句；
      • 2)       用do-while语句；
      • 3)       用for语句；
  • 5.4.1 while循环语句
    • 5.4.1.1 while语句一般形式如下：

      while(表达式)
          循环体

    • 5.4.1.2说明：
      • while是C语言的关键字。
      • 紧跟其后的表达式可以是C语言中任意合法的表达式，该表达式是循环条件，由它来控制循环体是否执行。
      • 循环体可以是一条可执行语句，当多项操作需要多次重复做时，可以使用复合语句。
    • 5.4.1.3执行过程：
      • (1)计算紧跟while后括号中表达式的值，当表达式的值为非0时，则接着执行while语句中的内嵌语句；当整个表达式值为0时，则跳过该while语句，执行该while结构后的其他语句。
      • (2)执行循环体内嵌语句。
      • (3)返回去执行步骤(1)，直到条件不满足，即表达式的值为0时，退出循环，while结构结束。
    • 5.4.1.4 特点：
      • 先对表达式进行条件判断，后执行语句。
      • while语句构成的循环结构不同于由if语句构成的选择结构。当if后面的条件表达式的值为非零时，其if子句只执行一次；而当while后面的条件表达式的值为非零时，其后的循环体中的语句将被重复执行。而且在设计循环时，通常应在循环体内改变与条件表达式中有关变量的值，使条件表达式的值最终变成零，以便能及时退出循环。

      •  #include<stdio.h>
         main()
             {
                 int i,sum=;
                 i=;
                 while(i<=)
                 {
                     sum=sum+i;
                     i++;
                 }
                 printf ("%d\n",sum);
             }        

        例如：用while循环求自然数1到100的和，程序段如下：

  • 5.4.2 do…while循环语句
    • 5.4.2.1 do … while 循环结构的一般形式如下：

      do
          循环体语句
          while(表达式)；

    • 5.4.2.2说明：
      • (1)do是C语言的关键字，必须和while联合使用，不能独立出现。
      • (2)do …while 循环由 do 开始，用while结束。在语法上，在do和while之间只能是一条语句，如需要执行多条语句时，可以用大括号（{}）括起来，构成复合语句。必须注意的是：while(表达式)后的分号不可丢，它用以表示do … while 语句的结束。
      • (3)while后面的圆括号中的表达式，可以是C语言中任意合法的表达式，由它控制循环是否执行，且圆括号不可丢。
      • 执行过程：先执行一次指定的循环体语句，执行完后，判别while后面的表达式的值，当表达式的值为非零(真)时，程序流程返回，去重新执行循环体语句。如此反复，直到表达式的值等于零为止，此时循环结束。
    • 5.4.2.3特点：先执行循环体一次，然后判断循环条件是否成立。
      • do…while构成的循环与while循环十分相似，它们之间的重要区别是:while循环的控制出现在循环体之前，只有当while后面的表达式的值为非零时，才可能执行循环体；在do … while 构成的循环体中，总是先执行一次循环体，然后再求表达式的值，因此无论表达式的值是否为零，循环体至少要被执行一次。

        • #include<stdio.h>
          main()
           {
                  int i,sum=;
                  i=;
                  do
                  {
                      sum=sum+i;
                      i++;
                  }while(i<=);
                  printf("%d\n",sum);
           }

          例如：用do-while循环求自然数1到100的和，程序段如下：

  • 5.4.3 for循环语句
    • for语句的一般形式为：

      for(表达式1；表达式2；表达式3)
          语句

    • 5.4.3.1 说明：
      • for是C语言中的关键字，其后的圆括号中通常是3个表达式，这3个表达式可以是C语言中任意合法表达式，它们通常用于for循环的控制。各个表达式之间用“；“隔开，且圆括号不可省略。按照语法规则，循环体只能是一条语句，如需要完成多项操作，可以用大括号（{}）括起来构成复合语句。
    • 5.4.3.2执行过程：
      • (1)先求表达式1的值 。
      • (2)求表达式2的值，若其值为真（非0），则执行for语句中指定的内嵌语句后执行下面步骤（3），若其值为假(0)，则退出循环，执行for以下的其他语句。
      • (3)求解表达式3的值。
      • (4)重复执行步骤（2）。

      • #include<stdio.h>
        main()
        {
            int i,sum=;
            for(i=;i<=;i++)
            {
                sum=sum+i;
            }
            printf("%d\n",sum);
        }

        例：用for循环求自然数1-100的和，程序段如下：

  • 5.4.4循环的嵌套
    • 在某一个循环体内部又包含了另一个完整的循环结构，称为循环的嵌套。前面介绍的3种类型的循环都可以互相嵌套，循环的嵌套可以多层，但要保证每一层循环在逻辑上必须是完整的。

    •  #include<stdio.h>
       main()
       {
           int i, j;
           for (i=; i<; i++)
               for(j=; j<; j++)
                   printf("%d %d \n", i,j);
       }
          /* 程序显示的结果是：
           0 0
           0 1
           1 0
           1 1
       */

      例 有如下程序段：

  • 5.4.5 几种循环的比较
    • 前面讲的几种循环都可以用来处理同一问题，一般情况下它们可以互相代替。不过最好根据每种循环的不同特点选择最适合的。
    • while和do … while 循环，只在while后面指定循环条件，循环体内应包含使循环趋于结束的语句，for中使循环趋于结束的操作可以包含在“表达式3“中。由while完成的循环，用for循环都能完成。在for语句“表达式1“中可以实现循环变量的初始化，而while和do…while的循环变量初始化应在while和do…while语句之前完成。
  • 5.6 break语句和continue语句
    • 5.6.1 break语句
      • 在break后面加上分号就可以构成break语句。
      • 在介绍选择结构时，我们已经知道break语句可以使流程跳出switch结构，继续执行switch语句下面的语句。实际上，break语句还可以用于从循环体内跳出，即提前结束循环。
      • 说明：
        • (1)break语句只能出现在循环体内及switch语句内，不能用于其他语句。
        • (2)当break出现在循环体中的switch语句体内时，其作用只是跳出该switch语句体。当break出现在循环体中，但并不在switch语句体内时，则在执行break后，跳出本层循环，当然也不再去进行条件判断。
    • 5.6.2 continue语句
      • 一般形式为：continue;其作用是结束本次循环，即跳过循环体中下面尚未执行的语句，而转去重新判定循环条件是否成立，从而确定下一次循环是否继续执行。
      • 说明
        • 与break语句不同,执行continue语句并没有使整个循环终止。在while和do … while 循环中，continue语句使得流程直接跳到循环控制的条件判断部分，然后决定循环是否继续执行。在for循环中，遇到continue后，跳过循环体中余下的语句，而去求解for语句中的“表达式3“的值，然后再次对“表达式2“的条件进行判断，最后根据“表达式2“的值来决定for循环是否继续执行。continue不管是作为何种语句中的语句成分，都按上述功能执行。
        • 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。

        •  #include<stdio.h>
           #include<math.h>
           main()
           {
                   int m,i,k;
                   scanf("%d",&m);
                   k=sqrt(m); /*此公式用于求m开根号*/
                   for(i=;i<=k;i++)
                       if(m%i==) break;
                   if(i>=k+)
                       printf("%d is a primenumber\n",m);
                   else
                       printf("%d is not a primenumber\n",m);
           }

          例如 输入任意的自然数，判断此数是不是素数，有程序段如下：