轻松拿捏C语言——分支语句

选择语句（即分支语句）包含了if语句和switch语句，其允许程序在一组可选项中选择其中一条执行路径。

循环语句包含了while语句、for语句和do while语句来支持循环操作。

在讲解if语句之前，我们先来了解一下逻辑表达式：if语句可以测试的条件。

1.逻辑表达式

在这些语句中，许多是要判断条件真假来选择执行哪一条语句，因此我们需要知道在C语言中0为假，非0为真。然后再来看看构建逻辑表达式的运算符有哪些。

1.1关系操作符

用于比较的表达式称为“关系表达式”，里面使用的运算符就称为“关系运算符”，关系运算符主要有下面这些

> 大于运算符 < 小于运算符 >= 大于等于运算符 <= 小于等于运算符

一些例子

a < b; a > b; a = b;

关系表达式通常返回 0 或 1 ，表示真假。 C 语言中， 0 表示假，所有非零值表⽰真。比如， 20 > 12 返回 1 ， 12 > 20 返回 0 。 关系表达式常⽤于 if 或 while 结构。

if(a==3) printf("a is 3\n");

注意：相等运算符 == 与赋值运算符 = 是两个不⼀样的运算符，不要混淆。有时候，可能会不小心写出下面的代码，它可以运行，但很容易出现意料之外的结果。

if(x = 5) { …… }

这个代码表示给变量x赋值5，则x一定为非0，一定会执行if语句

上述代码可能将x == 5 错写成了 x = 5 ,其愿意应为判断变量x是否为5，则代码应为

if(x == 5) { …… }

此时变量x为5时才会执行if语句

为了避免在写代码时出现这种错误，我们可以将变量写在右边

if(5 == x) ···

此时若变量x为5，则与数值5相等

而如果错写的话

if(5 = x) ···

此时编译器会报错，代码无法运行

另外需要注意：多个运算符不宜连用

x < y < z

这个表达式虽然是合法的，但可能并不是你所期望的含义。关系表达式从左到右计算，先执行（x < y),因为关系表达式返回0或1，所以执行完(x < y)后是其返回的0或1来与z比较。

如果要将x < y和 y < z 进行比较，可以这样写

x <y&&y < z

1.2判等操作符

== 相等运算符（用于判等） != 不相等运算符（用于判不等）

例子

a == b; a != b;

与关系操作符一样，判等操作符也是产生0或1作为结果。但是判等操作符优先级低于关系操作符，例如 x < y == y < z等价于 (x < y) == (y < z),如果x<y和y<z同为真或假，那么这个表达式结果为真。

1.3逻辑操作符

逻辑运算符提供逻辑判断功能，⽤于构建更复杂的表达式，主要有下⾯三个运算符。

• ! ：逻辑取反运算符（改变单个表达式的真假）。

• && ：逻辑与运算符，就是并且的意思（两侧的表达式都为真，则为真，否则为假）。

• || ：逻辑或运算符，就是或者的意思（两侧⾄少有⼀个表达式为真，则为真，否则为假）。

注：C语⾔中，⾮0表⽰真，0表⽰假

1.3.1 逻辑取反运算符 ！

逻辑反操作 ⽐如，我们有⼀个变量叫 flag ,如果flag为假，要做⼀个什么事情，就可以这样写代码：

#include<stdio.h>

 int main()

{

        int flag = 0;

        if (!flag)

         {

            printf("do something\n");

          }

return 0;

} 

如果 flag 为真， !flag 就是假，如果 flag 为假， !flag 就是真. 所以上面的代码的意思就是 !flag 为真，执行if语句中的代码。

1.3.2逻辑与运算符&&

&& 就是与运算符，也是并且的意思， && 是⼀个双⽬操作符，使用的方式是 a&&b , && 两边的表达式都是真的时候，整个表达式才为真，只要有⼀个是假，则整个表达式为假。

如果我们说月份是3月到5月，是春天，那使用代码怎么体现呢？

int month = 0;
scanf("%d", &month);
if(month >= 3 && month <= 5)
{
 printf("春季\n");
}

这⾥表达的意思就是month既要大于等于3，⼜要小于等于5，必须同时满足。

1.3.3逻辑或运算符||

|| 就是或运算符，也就是或者的意思， || 也是⼀个双目操作符，使用的方式是 a || b ， || 两边的表达式只要有⼀个是真，整个表达式就是真，两边的表达式都为假的时候，才为假。

如果我们说12月或1月或2月是冬天，用代码怎么写？

int month = 0;
scanf("%d", &month);
if(month == 12 || month==1 || month == 2)
{
 printf("冬季\n");
}

1.3.4短路

运算符&&和运算符||都对操作数进行“短路”计算。逻辑运算符还有⼀个特点，它总是先对左侧的表达式求值，再对右边的表达式求值。

如果左边的表达式满足逻辑运算符的条件，就不再对右边的表达式求值，这种情况称为“短路”。

比如：

if(month >= 3 && month <= 5)

如果不满足条件左侧表达式month >= 3,左侧表达式结果为0，则整个表达式的结果也是0，右侧的表达式就不再运算。

对于运算符||：

if(month == 12 || month == 1 || month == 2) ...

当最左侧month == 12 表达式结果为真时，则整个表达式的结果也为真，就不用再运算右侧表达式

1.3.5相关练习-判断平闰年

输入一个年份year，判断year是否是闰年。

闰年判断的规则： 1. 能被4整除并且不能被100整除是闰年

2. 能被400整除是闰年

#include <stdio.h>
//代码1
int main()
{
 int year = 0;
 scanf("%d", &year);
 if(year%4==0 && year%100!=0)
 printf("是闰年\n");
 else if(year%400==0)
 printf("是闰年\n");
 
 return 0;
}
//代码2
int main()
{
 int year = 0;
 scanf("%d", &year);
 if((year%4==0 && year%100!=0) || (year%400==0))
 printf("是闰年\n");
 
 return 0;
} 

2.if语句

2.1 if

if语句的语法：

if（表达式） 语句

当表达式为真时就执行语句，表达式为假则不执行。

举个例子：

#include <stdio.h>
int main()
{
 int C_grade = 0;
 scanf("%d", &C_grade);
 if(C_grade >= 90)
 printf("C语言成绩优异，继续保持。");
 return 0;
}

在C语言中，0为假，非0表示真，也就是表达式的结果如果是0，则语句不执行，表达式的结果如果不是0，则语句执行。

2.2 else

如果⼀个数不是奇数，那就是偶数了，如果任意⼀个整数，我们要清楚的判断是奇数还是偶数怎么表示呢？ 这里就需要 if...else... 语句了，语法形式如下：

if ( 表达式 )
 语句1
else
 语句2

例：输⼊⼀个整数，判断是否为奇数，如果是奇数打印是奇数，否则打印偶数。

#include <stdio.h>
int main()
{
 int num = 0;
 scanf("%d", &num);
 if(num % 2 == 1)
 printf("%d 是奇数\n", num);
 else
 printf("%d 是偶数\n", num);
 return 0;
}

2.3 分支中包含多条语句

默认在 if 和 else 语句中默认都只控制⼀条语句，比如：

#include <stdio.h>
int main()
{
 int age = 0;
 scanf("%d", &age);
 if(age >= 18)
     printf("成年了\n");
     printf("可以谈恋爱了\n");
 return 0;
}

上面的代码，你会发现输入的值不管是>=18 还是<18，"可以谈恋爱了" 都会打印在屏幕上。

这是为什么呢？

因为 if 语句只能控制⼀条语句，就是 printf("成年了\n"); if语句为真，则打印成年了， if语句为假，则不打印，对于 printf("可以谈恋爱了\n"); 是独立存在的，不管if语句的条件的真假，都会被执行。那如果我们要if语句同时控制2条语句，怎么办呢？那就要使用 {} 将代码括起来， else 后也可以跟上大括号。如下：

#include <stdio.h>
int main()
{
 int age = 0;
 scanf("%d", &age);
 if(age >= 18) //if 后使⽤{} 控制多条语句-这个块也叫：程序块，或者复合语句
 {
    printf("成年了\n");
    printf("可以谈恋爱了\n");
 }
 else //else 后使⽤{}控制多条语句-这个块也叫：程序块，或者复合语句
 {
    printf("未成年\n");
    printf("不可以早恋哦\n");
 }
 return 0;
}

2.4 嵌套if

在 if else 语句中， else 可以与另⼀个 if 语句连⽤，构成多重判断。 比如：要求输入⼀个整数，判断输入的整数是0，还是正数或者负数。请看如下代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
 int num = 0;
 scanf("%d", &num);
 if(num == 0)
     printf("输⼊的数字是0\n");
 else if(num > 0) //这⾥的if 相当于嵌套在else语句中，形成了嵌套结构
     printf("输⼊的数字是正数\n");
 else
     printf("输⼊的数字是负数\n");
 
 return 0;
}

上面第一个else后面的代码就是嵌套在前⾯的 else 子句中的，构成了嵌套的if语句。

有了嵌套if语句，就可以完成更多复杂逻辑的判断。

2.5 悬空else问题

如果有多个 if 和 else ，可以记住这样⼀条规则， else 总是跟最接近的 if 匹配。 我们先从下面代码开始

#include <stdio.h>
int main()
{
 int a = 0;
 int b = 2;
 if(a == 1)
     if(b == 2)
         printf("hehe\n");
 else
     printf("haha\n");
 return 0;
}

程序运行的结果是什么？ 可能大家会上来就判断 a 是 0，不等于 1 ，那就执行 else 子句，打印 haha 。但是当你去运行代码，输出的结果是：什么都不输出。

为什么呢？

这就是悬空 else 的问题，如果有多个 if 和 else ，可以记住这样⼀条规则， else 总是跟最接近 的 if 匹配。

如果代码改成下面这样就更加容易理解了

#include <stdio.h>
int main()
{
 int a = 0;
 int b = 2;
 if(a == 1)
 {
     if(b == 2)
         printf("hehe\n");
     else
         printf("haha\n");
 }
 return 0;
}

或者如果就是想要else和第一个if语句匹配，可以这样修改

#include <stdio.h>
int main()
{
 int a = 0;
 int b = 2;
 if(a == 1)
 {
     if(b == 2)
         printf("hehe\n");
 }
 else
 {
     printf("haha\n");
 }
 return 0;
}

只要带上适当的大括号{}，代码的逻辑就会更加的清晰，所以大家以后在写代码的时候要注意括号的使用，让代码的可读性更高。

2.6条件表达式

C语言提供了一种特殊的运算符，其允许表达式根据条件的值来产生两个值中的一个。条件操作符也叫三目操作符，需要接受三个操作数的，形式如下：

exp1 ? exp2 : exp3

条件操作符的计算逻辑是：如果 exp1 为真， exp2 计算，计算的结果是整个表达式的结果；如果 exp1 为假， exp3 计算，计算的结果是整个表达式的结果。

使用条件表达式前：

#include <stdio.h>
int main()
{
 int a = 0;
 int b = 0;
 scanf("%d", &a);
 if (a > 5)
     b = 1;
 else
     b = -1;
 printf("%d\n", b);
 return 0;
}

使用条件表达式：

#include <stdio.h>
int main()
{
 int a = 0;
 int b = 0;
 scanf("%d", &a);
 b = a>5 ? 1:-1;
 printf("%d\n", b);
 return 0;
}

条件表达式使程序更短小也更难以阅读

3.switch语句

除了 if 语句外，C语言还提供了 switch 语句来实现分支结构。 switch 语句是⼀种特殊形式的 if...else 结构，用于判断条件有多个结果的情况。它把多重 的 else if 改成更易用、可读性更好的形式。

switch (expression) { case value1: statement case value2: statement default: statement }

上面代码中，根据表达式 expression 不同的值，执行相应的 case 分支。如果找不到对应的值， 就执行 default 分支。

注： • switch 后的 expression 必须是整型表达式

• case 后的值，必须是整形常量表达式

3.1 if语句和switch语句的对比

练习：输入任意⼀个整数值，计算除3之后的余数 如果使用if语句完成，如下：

#include <stdio.h>
int main()
{
 int n = 0;
 scanf("%d", &n);
 if(n%3 == 0)
     printf("整除，余数为0\n");
 else if(n%3 == 1)
     printf("余数是1\n");
 else
     printf("余数是2\n");
 return 0;
}

如果用switch语句

#include <stdio.h>
int main()
{
 int n = 0;
 scanf("%d", &n);
 switch(n%3)
 {
 case 0:
     printf("整除，余数为0\n"); 
     break;
 case 1:
     printf("余数是1\n"); 
     break;
 case 2:
     printf("余数是2\n"); 
     break;
 }
 return 0;
}

注意：case 和后边的数字之间必须有空格

每⼀个 case 语句中的代码执行完成后，需要加上 break ，才能跳出这个switch语句。

3.2switch语句中的break

switch 语句也是分支效果的，只有在 switch 语句中使用 break 才能在跳出 switch 语 句，如果某⼀个 case 语句的后边没有 break 语句，代码会继续往下执行，有可能执行其他 case 语句中的代码，直到遇到 break 语句或者 switch 语句结束。

所以在 switch 语句中 break 语句是非常重要的，能实现真正的分支效果。

但是并不是所有的case语句后都要用break，我们应根据实际需求来判断

例如，输入1~5打出工作日，6~7打出周末

#include <stdio.h>
int main()
{
 int day = 0;
 scanf("%d", &day);
 switch(day)
 {
 case 1：
 case 2:
 case 3:
 case 4:
 case 5:
     printf("⼯作⽇\n");
     break;
 case 6:
 case 7:
     printf("休息⽇\n");
     break;
 }
 return 0;
}

3.3switch语句中的default

如果switch 后的表达式中的值无法匹 配代码中的 case 语句的时候，这时候要不就不做处理，要不就得在 switch 语句中加入 default 子句。

switch (expression) { case value1: statement case value2: statement default: statement }

当switch 后边的 expression 的结果不是 value1或value2 的时候，就会执行 default 子句

比如前面那个打印 工作日 或 周末 的例子，如果输入不是1~7的数字，我们要提示错误，就可以加一个default子句

default:
 printf("输⼊错误\n");
 break;

3.4 switch语句中的case和default的顺序问题

没有固定顺序，不过通常把default语句放在case语句后面。