1、 第 3 章2重要提示 本章內容是程序設計的基礎，極為重要。我們要通過聽課、閱讀教材、編寫程序和上機實習，切實掌握程序設計的基礎知識和基本方法，為以后的學習打下堅實基礎。3 實際問題中，常常需要根據是否滿足實際問題中，常常需要根據是否滿足某種條件來做出判斷。某種條件來做出判斷。 例如，如果例如，如果a0，則，則a為負數；為負數； 又如，一元二次方程又如，一元二次方程 ax2+bx+c=0 有兩有兩個實根，必須同時滿足兩個條件：個實根，必須同時滿足兩個條件： a0 b2-4ac04 再如，年齡再如，年齡18歲，才是成年人。歲，才是成年人。 判斷各種條件是否成立，需要使用關判斷各種條件是否成立，需

2、要使用關系運算或系運算或邏輯運算，運算結果為邏輯值。邏輯運算，運算結果為邏輯值。邏輯值只有兩種：邏輯值只有兩種： 真真 (用用1表示表示) 假假 (用用0表示表示) 在在C語言中，將任何非語言中，將任何非0值看作真，值看作真，0看看作假。作假。53.1.1 關系運算符和關系表達式關系運算符和關系表達式 關系運算是一種比較運算。關系運算是一種比較運算。C語言提供語言提供6種關系運算符：種關系運算符： 運運 算算 符符優先級優先級結合性結合性 小于小于6自左向右自左向右 大于大于 = 大于或等于大于或等于 = 等于等于7 != 不等于不等于6 關系表達式關系表達式 用關系運算符將兩個表達用關系運算

3、符將兩個表達式連接起來便構成關系表達式。例如：式連接起來便構成關系表達式。例如： 關關 系系 表表 達達 式式值值 2 a 1 32=40 1.0/3*3=1.00等價于等價于 x =(5-2=4)1.0/3 的商是一個近似值，所以的商是一個近似值，所以1.0/3*3 !=1.0，即表達式的值為即表達式的值為 0關系運算符為左結合性，計算順序從關系運算符為左結合性，計算順序從左向右。左向右。325 相當于相當于(32)5字符比較是比較其字符比較是比較其ASCII 碼的大小碼的大小7 例例3.1 寫出下面程序的輸出結果。寫出下面程序的輸出結果。 #include void main() int

4、x=2, y=2; char z=b; printf(%dn, x+y!=x*y); printf(%dn, z B+10); 輸 出 結 果輸 出 結 果：01 B的的ASCII碼為碼為66z的值是字符的值是字符b， b的的ASCII碼為碼為9883.1.2 邏輯運算符和邏輯表達式邏輯運算符和邏輯表達式 C語言提供語言提供3種邏輯運算符種邏輯運算符:運運 算算 符符優先級優先級結結 合合 性性操作對象操作對象 ！ 非非 21 & 與與112 | 或或122 與運算規則：與運算規則：有有0則則0，全非，全非0才才1 例如例如：0 & 6 結果為結果為0 5 & 1 結果

5、為結果為19 或運算規則：或運算規則：有非有非0則則1，全，全0才才0 例如：例如：5 | 0 結果為結果為1 0 | 0 結果為結果為0 非運算規則非運算規則：0變變1，非非0變變0 例如：例如：x的值為的值為0，!x 的值為的值為1 x的值為的值為3，!x 的值為的值為0 邏輯表達式邏輯表達式 用邏輯運算符連接關系表達用邏輯運算符連接關系表達式或其他類型的表達式便構成邏輯表達式。式或其他類型的表達式便構成邏輯表達式。邏輯表達式可以表示復雜條件。邏輯表達式可以表示復雜條件。 例如，一元例如，一元10二次方程具有兩個實根的條件是：二次方程具有兩個實根的條件是： a!=0 & b*b-4

6、*a*c=0 例例3.2 寫出下面程序的輸出結果。寫出下面程序的輸出結果。 #include void main() int a=5, b=6, c=7, d=8, m, n; printf(%dn, a5 & b8); printf(%dn, a=5 | c10 | bb)&(n=cd); 輸出輸出0輸出輸出1輸出輸出1輸出輸出011a%2=0 1. 能夠判斷整型變量能夠判斷整型變量a是否為偶數的表達是否為偶數的表達 式是式是 。課 堂 練 習2. 能夠判斷字符型變量能夠判斷字符型變量c是否為英文字母是否為英文字母的邏輯表達式為：的邏輯表達式為： 。 c=a & c=

7、A & c=0 是否成立；是否成立； 若條件成立，則輸出若條件成立，則輸出 n 的值；的值； 若條件不成立，則將若條件不成立，則將n取負，然后輸取負，然后輸出出n的值。的值。 這種描述方法不直觀，也較為煩瑣。這種描述方法不直觀，也較為煩瑣。 方法方法2：用傳統流程圖描述算：用傳統流程圖描述算法法 這種方法是用不同形狀的框圖及流程線這種方法是用不同形狀的框圖及流程線17來描述算法：來描述算法： 開始開始結束結束輸出輸出n輸入輸入nn=0?n=-nYN 這 種 方 法這 種 方 法的優點是直觀的優點是直觀清晰、易于理清晰、易于理解；解； 缺點是當缺點是當問題比較復雜問題比較復雜時，流程圖很

8、時，流程圖很復雜，不太適復雜，不太適用。用。18 方法方法3：用：用N-S圖描述算法圖描述算法 這種方法不使用流程線，比較緊湊。這種方法不使用流程線，比較緊湊。 編寫程序時，有了流程圖或編寫程序時，有了流程圖或N-S圖作參圖作參考，可使思路清晰，效率更高。考，可使思路清晰，效率更高。 輸入輸入n n=0? Y N n=-n 輸出輸出n193.2.2 基本程序控制結構基本程序控制結構 結構化程序設計方法指出，任何程序結構化程序設計方法指出，任何程序都可以由以下都可以由以下3種基本結構組成。種基本結構組成。 1. 順序結構順序結構 是一種最簡單的程序控制是一種最簡單的程序控制結構，即按著語句的先后

9、順序依次執行。結構，即按著語句的先后順序依次執行。 2. 選擇結構選擇結構 是根據判斷條件的不同取是根據判斷條件的不同取值執行不同的語句序列。值執行不同的語句序列。 2. 循環結構循環結構 在給定條件成立時，重復在給定條件成立時，重復執行某些操作。執行某些操作。20 選擇結構也叫分支結構，是結構化程序選擇結構也叫分支結構，是結構化程序設計的三種基本結構之一。設計的三種基本結構之一。 實現選擇結構的方式有實現選擇結構的方式有3種：種： if 語句語句 switch 語句語句 條件表達式條件表達式213.3.1 if 語句語句 格式格式1: if( e ) 語句語句1 else 語句語句2 其中，

10、其中，e是判斷條件；語句是判斷條件；語句1、語句語句2可可以是任何類型的以是任何類型的單個語句單個語句(包括復合語句或包括復合語句或空語句空語句)。 e 即即expression 表達式表達式 if 語句通常有語句通常有2個個分支，省略分支，省略else及語句及語句2時為單分支時為單分支if 語句語句22 if 語句執行過程語句執行過程： 計算計算e的值；的值； 若若e的值非的值非0，則，則執行語句執行語句1，然后執行然后執行if語句后面的語句；語句后面的語句； 若若e的值為的值為0，則，則執行語句執行語句2，然后執行然后執行if 語句后面的語句。語句后面的語句。計算計算e語句語句1非非00語

11、句語句2 if ( e ) 語句語句1 else 語句語句2 23 例例3.3 輸入被除數輸入被除數x和除數和除數y，如果，如果y0，則做除法，輸出結果；否則，不做除法，則做除法，輸出結果；否則，不做除法，什么也不輸出。什么也不輸出。 #include void main() float x, y; printf(input x, y:); scanf(%f,%f, &x, &y); if(y!=0) printf(x/y=%fn, x/y); 運行情況：運行情況：input x, y:10,4x/y=2.500000單分支單分支if 語句語句24 例例3.4 輸入輸入3個值存

12、入個值存入a、b、c，如果它，如果它們能構成三角形，則輸出三角形的面積；否們能構成三角形，則輸出三角形的面積；否則，輸出錯誤信息。則，輸出錯誤信息。 注意：注意：a、b、c構成三角形的充要條件構成三角形的充要條件是任意兩邊之和大于第三邊。是任意兩邊之和大于第三邊。 #include #include void main() float a, b, c, s, area; 25 printf(input a,b,c:); scanf(%f,%f,%f, &a, &b, &c); if(a+bc & b+ca & c+ab) s=(a+b+c)/2; are

13、a=sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c); printf(area=%fn, area); else printf(It is not a triangle.n); 26 格式格式2: 多分支多分支if 語句語句 if( e1 ) 語句語句1 else if( e2 ) 語句語句2 else if( en ) 語句語句n else 語句語句n+1 其中語句其中語句1語句語句n+1可以是任可以是任何類型的單個語何類型的單個語句句(包括復合語句包括復合語句或空語句或空語句)27 n=3是賦值表達式，其值為是賦值表達式，其值為3 (非非0)， 條件永遠成立；條件永遠成立； n=3是關系表

14、達式，當是關系表達式，當n的值為的值為3時，時，條件成立條件成立；當當n的值為其它值時，條件不的值為其它值時，條件不成立。成立。4. 以下兩個以下兩個 if 語句中的表達式有何語句中的表達式有何區別？區別？ if( n=3 ) if( n=3 ) ？28 3.3.2 switch 語句語句 這是一種多分支語句這是一種多分支語句，一般形式為：一般形式為： switch ( e ) case 常量表達式常量表達式1: 語句段語句段1 case 常量表達式常量表達式2: 語句段語句段2 case 常量表達式常量表達式n: 語句段語句段n default: 語句段語句段n+1 e為整型或字符型為整型或

15、字符型29 switch 語句執行過程語句執行過程： 計算計算e的值；的值； 將將e的值逐個與各常量表達式的值進的值逐個與各常量表達式的值進行比較。當行比較。當e的值與某個常量表達式的值相的值與某個常量表達式的值相等時，就執行其后面的語句段等時，就執行其后面的語句段(若遇到若遇到break語句，則跳出語句，則跳出switch語句；否則繼續執行后語句；否則繼續執行后面的各語句段面的各語句段)。如果。如果e的值與所有常量表達的值與所有常量表達式的值都不相等，則執行式的值都不相等，則執行default后面的語句后面的語句段。段。30 補充例題補充例題1 輸入一個百分制成績輸入一個百分制成績(整數整數

16、)，輸出相應的等級。，輸出相應的等級。 # include void main() int s; scanf (%d, &s); switch (s/10) /整數的商仍為整數整數的商仍為整數 case 10: case 9: printf(An); break; case 8: printf (Bn); break; 多個多個case 可共用一個語句段可共用一個語句段31 case 7: case 6: printf (Cn); break; default: printf(Dn); 32AB C switch( s/10 ) case 10: case 9: printf(An);

17、 case 8: printf(Bn); case 7: case 6: printf(Cn); 5. 當當 s為90時，輸出結果是時，輸出結果是 。 輸出結果是錯誤的，修改方法是：輸出結果是錯誤的，修改方法是：在每條在每條 printf 語句后面加一個語句后面加一個 break 語句語句，如：，如： printf(An); break;？33 關于關于switch 語句的說明語句的說明： 執行執行switch中的某個語句段時，遇到中的某個語句段時，遇到break語句，便跳出語句，便跳出switch語句；如果未遇到語句；如果未遇到break語句，則向下順序執行，不再進行判語句，則向下順序執行，

18、不再進行判斷。斷。 在在switch語句中，表達式語句中，表達式e及各常量及各常量表達式的值必須是整型或字符型。表達式的值必須是整型或字符型。 default及其后的語句段可缺省。及其后的語句段可缺省。343.3.3 條件表達式條件表達式 條件運算符條件運算符“ ? : ”與與3個表達式可構個表達式可構成條件表達式：成條件表達式： e1 ? e2 : e3 3個表達式可以是任意類型。個表達式可以是任意類型。 執行過程執行過程： 計算計算e1的值；的值； e1的值非的值非0，取，取e2的值為條件表達式的值為條件表達式的值；否則，取的值；否則，取e3的值為條件表達式的值。的值為條件表達式的值。 3

19、5 例如：例如： x=ab ? a-b : b-a; 這是一個賦值語句，賦值號右邊是一個這是一個賦值語句，賦值號右邊是一個條件表達式。條件運算符的優先級為條件表達式。條件運算符的優先級為13級，級，高于賦值運算符，所以先計算條件表達式的高于賦值運算符，所以先計算條件表達式的值，然后把計算結果賦給值，然后把計算結果賦給x。相當于：。相當于： if(ab) x=a-b; else x=b-a; 36 3.3.4 選擇結構的嵌套選擇結構的嵌套 選擇結構嵌套是指在一個分支的語句選擇結構嵌套是指在一個分支的語句段中，又出現了一個選擇結構。段中，又出現了一個選擇結構。 例例3.8 根據分數給出不同的等級：

20、根據分數給出不同的等級： 059分：分： 不及格不及格 6079分：分： 及格及格 80100分：優秀分：優秀 # include void main() int s; 37 printf(請輸入請輸入分數分數:); scanf(%d, &s); if(s=60) if(s=80) / 該語句段又是一個該語句段又是一個if 語句語句 printf (優秀優秀n); else printf (及格及格n); else printf (不及格不及格n);38 條件表達式可以嵌套。例如：條件表達式可以嵌套。例如： ab ? a : cd ? c : d 條件運算符為右結合性，上式等價于：條件

21、運算符為右結合性，上式等價于： ab ? a : (cd ? c : d) 即第即第3個表達式本身又是一個條件表達個表達式本身又是一個條件表達式。先計算右邊條件表達式的值式。先計算右邊條件表達式的值，計算結果計算結果作為第作為第3個表達式，然后，再計算左面條件個表達式，然后，再計算左面條件表達式的值。表達式的值。39 循環循環 是指在滿足給定條件時，重復執是指在滿足給定條件時，重復執行某些操作，直到不滿足條件為止。循環行某些操作，直到不滿足條件為止。循環結構是一種最常用、最重要的控制結構。結構是一種最常用、最重要的控制結構。 C語言提供語言提供 3 種循環語句：種循環語句： for while

22、 do-while 403.4.1 for 循環循環 一般形式：一般形式： for( e1; e2; e3 ) 循環體循環體 注意：注意：圓括號內有圓括號內有3個表達式，由個表達式，由2個個分號隔開；圓括號后面沒有分號。分號隔開；圓括號后面沒有分號。41for 語句執行過程語句執行過程循環體循環體非非0計算計算e2的值的值計算計算e1的值的值 只執行只執行 1 次次計算計算e3的值的值042 例例3.12 運動員繞運動員繞400米跑道跑米跑道跑5圈，每圈，每跑一圈輸出一次信息：當前是第幾圈，已跑一圈輸出一次信息：當前是第幾圈，已經跑完多少米。經跑完多少米。 分析：一共跑分析：一共跑5圈，已知循

23、環次數為圈，已知循環次數為5次，適合用次，適合用 for 語句編寫程序。語句編寫程序。 # include void main() int dis=0, i; 43 for( i=1; i=5; i+ ) dis=dis+400; / 每跑一圈，距離累加每跑一圈，距離累加400米米 printf(當前是第當前是第%d圈圈,已經跑完已經跑完%d米米n, i,dis); 運行結果：運行結果：44 補充例題補充例題2 計算：計算：s=1+2+3+99+100 分析：設分析：設n表示加數表示加數，初值為初值為1，終值為終值為100，適合用，適合用 for 語句編程。語句編程。 # include vo

24、id main() int n, s; for( n=1, s=0; n=100; n+ ) s=s+n; printf (s=%dn, s ); e1是逗號表達式，是逗號表達式，s 的初值為的初值為0運行結果：運行結果：s=5050請思考：要計算奇數之和請思考：要計算奇數之和 s=1+3+5+99程序應如何修改？程序應如何修改？45 for語句的變形語句的變形 for語句中的語句中的3個表達式個表達式可以缺省可以缺省1個、個、2個或個或3個，但個，但2個分號不可個分號不可缺省。例如，可將表達式缺省。例如，可將表達式1放在放在for語句之前語句之前： n=1, s=0; for( ; n=10

25、0; n+ ) s=s+n ; 也可以將表達式也可以將表達式3 放在循環體中：放在循環體中： n=1, s=0; for ( ; n=100 ; ) s=s+n; n+; 46 可見，可見，for 語句形式多樣、使用靈活。語句形式多樣、使用靈活。但不規則的寫法會降低程序的可讀性，少但不規則的寫法會降低程序的可讀性，少用為妙。用為妙。473.4.2 while 循環循環 一般形式：一般形式： while( e ) 循環體循環體 其中表達式其中表達式e可以是可以是任意類型。任意類型。計算計算 e循環體循環體非非0執行過程執行過程048 例例3.13 編寫程序，使用編寫程序，使用while循環輸出循

26、環輸出 110之間的偶數。之間的偶數。 分析：該問題循環次數已知，可以用分析：該問題循環次數已知，可以用for循環，也可以用循環，也可以用while循環。循環。 # include printf(n); void main() int num=1, i; while(num=10) if(num%2=0) printf(%-3d, num); num+; 輸出結果：輸出結果：2 4 6 8 1049 例例3.14 編寫程序，使用編寫程序，使用while循環把從循環把從鍵盤輸入的字符及其鍵盤輸入的字符及其ASCII值顯示出來，并值顯示出來，并統計一共輸入了多少個字符。統計一共輸入了多少個字符。

27、分析：該問題循環次數未知，適合用分析：該問題循環次數未知，適合用while循環處理。循環處理。 #include void main() int n=0; / 計數器初值設為計數器初值設為0 char ch; 50 while (ch=getchar()!=n) printf(%c %dn, ch, ch); n+; / 統計字符個數統計字符個數 printf(一共輸入一共輸入%d個字符個字符n, n); 運行情況：運行情況：輸入輸入：a1輸出：輸出： a 97 1 49 一共輸入一共輸入2個字符個字符51 補充例題補充例題3 求和：求和：s=1+2+3+ n 分析：求前分析：求前n個自然數之

28、和，循環次數未個自然數之和，循環次數未知，適合用知，適合用while循環。循環。 # include void main() int n, i=1, s=0; / i表示加數，表示加數，s存放和存放和 scanf(%d, &n); while(i=n) s=s+i; i+; / 或或 s+=i+; printf (s=%dn, s); 52 3.4.3 do-while 循環循環 一般形式一般形式： do 循環體循環體 while( e ); 表達式表達式e可以是任意可以是任意類型，其值為類型，其值為0或非或非0。這。這是一種是一種“直到型直到型”循環。循環。0循環體循環體非非0計算計

29、算e執行過程執行過程這里有分號這里有分號53 補充例題補充例題4 使用使用do-while 循環計算：循環計算： s=1+3+5+99 #include void main() int s=0, n=1; do s+=n; n=n+2; while(n=99); printf(s=%dn, s); do-while循環特點：循環特點： 先執行循環體，后判斷條先執行循環體，后判斷條件；循環體至少被執行件；循環體至少被執行1次。次。 運行結果：運行結果：s=250054 例例3.15 編寫程序，使用輾轉相除法編寫程序，使用輾轉相除法求求a和和b的最大公約數。的最大公約數。 輾轉相除求最大公約數的算

30、法：輾轉相除求最大公約數的算法： 求求a%b，余數為，余數為m； 把把b賦給賦給a，把把m賦給賦給b； 若若m!=0，則重復求余數則重復求余數a%b，一直一直到到m=0為止，這時，為止，這時，a就是最大公約數。就是最大公約數。 #include void main()55運行情況：運行情況：請輸入整數請輸入整數a, b: 12,18最大公約數是最大公約數是6 int a, b, m; 交換交換a、b的值的值 printf(請輸入整數請輸入整數a, b:); m scanf(%d,%d, &a, &b); if(ab) m=a, a=b, b=m; a b do m=a%b; a

31、=b; b=m; while(m!=0); printf(最大公約數是最大公約數是%dn, a); 56 do-while循環先執行循環體，后判循環先執行循環體，后判斷條件，循環體至少被執行斷條件，循環體至少被執行1次；次； while循環先判斷條件，后執行循循環先判斷條件，后執行循環體，如果條件不成立，則循環體環體，如果條件不成立，則循環體1次次也不被執行。也不被執行。 6. do-while 循環與循環與 while 循環最主循環最主要的區別是什么？要的區別是什么？ ？573.4.4 多重循環多重循環 當循環體內又出現循環語句時，便構成當循環體內又出現循環語句時，便構成循環嵌套，即多重循環

32、。循環嵌套，即多重循環。 注意，循環可以嵌套，但不能交叉：注意，循環可以嵌套，但不能交叉： 外循環外循環 外循環外循環 內循環內循環 內循環內循環 循環嵌套循環嵌套 錯誤的交叉錯誤的交叉58 例例3.16 編程輸出以編程輸出以下圖形。下圖形。 * * * * * 此三角形有此三角形有5行，每行，每行星號數與行號行星號數與行號i相等；相等；外循環循環外循環循環1次，內循環次，內循環循環循環i次，輸出次，輸出i個星號。個星號。#include void main() int i, j; for(i=1;i=5;i+) for(j=1;j=i;j+) printf(*); printf(n); 59

33、 例例3.17 編程輸出乘法口訣表。編程輸出乘法口訣表。 11=1 12=2 13=3 19=9 21=2 22=4 23=6 29=18 31=3 32=6 33=9 39=27 41=4 42=8 43=12 49=36 51=5 52=10 53=15 59=45 61=6 62=12 63=18 69=54 71=7 72=14 73=21 79=63 81=8 82=16 83=24 89=72 91=9 92=18 93=27 99=8160 分析：乘法口訣表共有分析：乘法口訣表共有9行，每行有行，每行有9個表達式。每個表達式為行號與列號的乘個表達式。每個表達式為行號與列號的乘積：

34、積： ij=k 使用雙重循環編程，外循環每循環使用雙重循環編程，外循環每循環1次次時，內循環循環時，內循環循環9次，輸出次，輸出9個表達式。個表達式。 程序如下：程序如下： #include void main() int i, j, k; 61 for(i=1; i=9; i+) for(j=1;j=9; j+) / 輸出輸出9個表達式個表達式 k=i*j; printf(%d%d=%dt, i, j, k); printf(n); 62 有時，需要改變程序的執行順序，轉移有時，需要改變程序的執行順序，轉移到程序的某個位置繼續執行；有時，需要提到程序的某個位置繼續執行；有時，需要提前終止正在執行的循環。前終止正在執行的循環。 本節介紹幾種轉移語句：本節介紹幾種轉移語句： break continue goto 633.5.1 break語句語句 格式：格式： break; 功能：功能： 用在各種循環用在各種循環語句中，中斷并跳出語句中，中斷并跳出循環，如右圖所示。循環，如右圖所示。 用在用在 switch 語語句中，跳出句中，跳出switch語語句句 。