3.2　選擇結(jié)構(gòu)程序

選擇結(jié)構(gòu)程序體現(xiàn)了程序的判斷能力。運行程序時根據(jù)具體條件決定程序走向，即通過判斷條件決定哪部分程序運行，哪部分不運行。實際中經(jīng)常遇到這類問題，如電表分時段計費，收入繳稅問題等，均屬于選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計問題。

C語言提供了實現(xiàn)選擇結(jié)構(gòu)功能的語句主要有if和switch語句。

3.2.1　if語句

if語句是選擇結(jié)構(gòu)程序設(shè)計中最常用的一種語句，通常我們也把if語句稱為條件選擇語句。C語言為我們提供了三種形式的if語句：if形式（簡單選擇）、if…else形式（標(biāo)準(zhǔn)雙選擇）、多選擇if語句形式（嵌套選擇）。

1.單選擇if語句

格式：

if（條件表達(dá)式）語句；

功能：計算并判斷條件表達(dá)式的值，若為真（非0），執(zhí)行if后面的語句，然后運行if語句后面的語句；若為假，不執(zhí)行該語句，直接運行if語句后面的語句。執(zhí)行流程如圖3-2所示。

例如：下列程序段輸出字符串x等于y。

x=0；y=0；

if（x==y）printf（"x等于y"）；

因為x與y相等，條件表達(dá)式x==y成立，即為真值（值為1），所以printf（"x等于y"）；執(zhí)行，輸出字符串“x等于y”。

若誤寫成：if （x=y）printf（"x等于y"）；輸出語句就不會執(zhí)行，因為x=y是賦值表達(dá)式，這時，整個條件表達(dá)式的值為0，0是假值，條件不成立，不執(zhí)行輸出語句。

【例3.2】輸入一個整數(shù)，若大于60則輸出“大于60，及格”字樣，否則不做處理。

程序代碼如下：

也可以寫成兩行：

if（score>60）

printf（"大于60，及格\n"）；

【例3.3】給變量x和y輸入任意整數(shù)值，判斷x和y的大小，使x大于y。

程序代碼如下：

三條賦值語句必須用花括號括起來組成復(fù)合語句，若不用花括號，if（x<y）不成立時，只是不執(zhí)行語句t=x；但語句x=y；y=t；還是執(zhí)行的，這顯然不符合題目要求。

要進(jìn)行兩個變量交換，必須借助第三個變量，如圖3-3所示。而執(zhí)行語句x=y；y=x；后x和y均保留了y的值，沒有起到交換x和y的作用。

復(fù)合語句是由花括號括起來的多條語句組成的語句組，從語法上講是一條語句。語句格式如下：

執(zhí)行時依次運行語句1，語句2等。

復(fù)合語句主要用在選擇和循環(huán)程序中，條件成立要執(zhí)行多條語句時，可將多條語句用復(fù)合語句形式表示，見例3.4。

【例3.4】已知x、y、z三個數(shù)，比較他們的大小并排序，使得x>y>z。

3個數(shù)x、y、z排序需要比較3次，將x與y比較，使x>y，將x與z比較，使x>z，這樣x為最大；再將y與z比較，使y>z，這樣就變成x>y>z。

程序代碼如下：

運行結(jié)果如圖3-4所示。

2.雙選擇if語句

格式：

功能：判斷條件表達(dá)式，若為真（非0），執(zhí)行語句1，否則執(zhí)行語句2；執(zhí)行流程如圖3-5所示。

很顯然，語句1和語句2有一條且只有一條語句被執(zhí)行到。

【例3.5】計算分段函數(shù)y=的值。

程序代碼如下：

也可將輸出語句嵌入到選擇體內(nèi)，但必須加花括號組成復(fù)合語句，否則會出現(xiàn)語法錯誤。

讀者應(yīng)深刻理解這兩段程序中printf（）函數(shù)執(zhí)行情況，以及兩段程序的優(yōu)缺點，進(jìn)而深入理解雙選擇程序。

3.多選擇if語句

格式：

功能：判斷條件表達(dá)式1，若為真（非0），執(zhí)行語句1并結(jié)束多選擇if語句運行，若為假，繼續(xù)判斷條件表達(dá)式2；條件表達(dá)式2為真執(zhí)行語句2并結(jié)束多選擇if語句的運行，為假時，繼續(xù)判斷后續(xù)條件；依此類推，若所有條件表達(dá)式均不成立，執(zhí)行語句n+1。語句執(zhí)行流程如圖3-6所示。

可見，多選擇語句運行時，即使有多個條件滿足，也只能執(zhí)行先滿足條件的那個選擇。

【例3.6】編寫程序計算運輸收費問題。計算公式為：f=p*w*s*d。

其中，f為總運輸費，p為每噸公里貨物運費，w為貨物重量，s為公里數(shù)，d為費用折扣，折扣標(biāo)準(zhǔn)如下：

公里數(shù)s　　　　　折扣d

s＜250（km）　　　0

250≤s＜1000　　　2％

1000≤s＜2000　　8％

2000≤s＜5000　　15％

5000≤s　　　　　　20％

分析：程序運行時需要先輸入p、w、s三個基本數(shù)據(jù)，然后根據(jù)距離s的值，利用多選擇結(jié)構(gòu)求出折扣d，最后計算出總費用f.。

程序代碼如下：

編寫多選擇程序時，一定要注意if語句中判斷條件的合理使用，以免存在潛在的邏輯錯誤。分析本例的其他編寫方法：

4.if語句的嵌套

當(dāng)問題比較復(fù)雜，判斷條件比較多時，可能在if或else語句塊中也使用到if語句，稱這種使用方法為if語句的嵌套。例如：

上述程序段中語句“if （條件11）語句11；else語句12；”是嵌套在if塊中的if…else語句。

該程序段的執(zhí)行過程是：條件1和條件11都滿足時執(zhí)行語句11，條件1滿足條件11不滿足時執(zhí)行語句12；條件1不滿足時執(zhí)行語句2。

又如下列程序的輸出結(jié)果為符號串：x>y，y<z

注意：if…else語句嵌套配對問題。

if語句的配對原則：C語言規(guī)定else始終與同一層中上面最接近的if配對。閱讀下面的程序段：

在這里，第一個else與if （y>0）對應(yīng)，第二個else與if （x>0）對應(yīng)。

為便于閱讀程序，在書寫if…else嵌套程序時，建議采用層縮進(jìn)格式，如上述程序。但是，if…else的配對原則不是由縮進(jìn)格式?jīng)Q定的，不論縮進(jìn)與否都按上述原則配對，假如要改變上述配對原則，需要用花括號調(diào)整。例如：

這里的else與if （x>0）對應(yīng)，而不是與if （y>0）對應(yīng)。

思考：當(dāng)x=5，y=-6和x=-5，y=-6時，上述兩程序段的輸出結(jié)果分別為什么？

3.2.2　switch語句

C專門提供了實現(xiàn)多分支結(jié)構(gòu)的switch語句，該語句根據(jù)測試表達(dá)式的值決定執(zhí)行分支結(jié)構(gòu)中的哪一個分支。

格式：

測試表達(dá)式的類型要求與常量表達(dá)式類型一致，一般要求為整型或字符型；break語句為可選項，break語句的功能是結(jié)束switch語句的運行。

switch語句執(zhí)行流程：

先計算測試表達(dá)式的值，然后自上而下順序判斷哪個常量表達(dá)式的值與測試表達(dá)式的值相等，相等時執(zhí)行對應(yīng)的語句組，若該語句組中沒有執(zhí)行到break語句，就直接執(zhí)行下一個語句組，直到執(zhí)行到break語句時停止switch語句的執(zhí)行，退出switch語句；若沒有與測試表達(dá)式的值相等的常量表達(dá)式，則執(zhí)行default中的語句組n+1。

【例3.7】輸入1～7間的數(shù)字符號，輸出其對應(yīng)星期幾的英文表示。

程序代碼如下：

當(dāng)輸入數(shù)字字符2時輸出Tuesday，輸入數(shù)字字符8時輸出wrong number。

思考：若將case '2'中的break去掉，輸入數(shù)字字符2時，程序輸出結(jié)果為什么是兩個字符串：Tuesday和Wednesday？

一般來說，使用switch語句編寫程序時，在滿足程序功能要求的前提下，最好設(shè)計成每一個case語句組都有一個break語句，迫使switch語句每次只執(zhí)行一個語句組，這樣，程序結(jié)構(gòu)就更加清晰明了，符合結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的思想，如例3.7。當(dāng)然，這樣做的前提是首先要滿足程序的功能要求。當(dāng)每一個語句組都有break語句時，switch語句的執(zhí)行流程如圖3-7所示。

【例3.8】閱讀程序，進(jìn)一步加深對switch中出現(xiàn)break語句時的理解；當(dāng)x的輸入值分別為5、6和7時，程序的運行結(jié)果分別為什么？

程序代碼如下：

分析可知：x為5時，x％5為0，case 0語句組執(zhí)行，因該分支中沒有break語句，所以繼續(xù)執(zhí)行下一個分支case 1，當(dāng)運行到case 1語句組中的break時，switch語句結(jié)束執(zhí)行。運行結(jié)果如下：

x輸入5時，x％5值為0，運行結(jié)果為：

x=6，y=5

x=7，y=7

x輸入6時，x％5值為1，運行結(jié)果為：

x=7，y=7

x輸入7時，x％5值為2，運行結(jié)果為：

x=6，y=6

x=5，y=6