show: step version: 1.0 enable_checker: true --- # 选择程序设计 ## 一、实验简介 #### 实验内容前面讲述了顺序结构设计，同时在里面穿插了 C 语言的数据类型和运算符等内容。本实验我们将重点练习选择结构的程序设计。在顺序结构设计中，每个语句都是按照自上而下的顺序执行的，执行完成一个语句就自动执行下一个语句，是无条件的，不必作任何判断。但是生活中很多情况下，需要根据某个条件是否满足来决定是否执行相应的操作。比如说遇到红灯需要等待，遇到绿灯直接前行，这就是一个判断。就是选择结构的内容。 #### 知识点 - 条件判断案例 - 用 `if` 语句实现选择结构 - 关系运算符和关系表达式 - 逻辑运算符和逻辑表达式 - 条件运算符和条件表达式 - 用 `switch` 语句实现多分支选择结构 **请下载此[C实验3 报告模板.md](https://labfile.oss.aliyuncs.com/courses/3179/C%E5%AE%9E%E9%AA%8C3%20%E6%8A%A5%E5%91%8A%E6%A8%A1%E6%9D%BF.md)，用火狐浏览器打开，将其中的内容粘贴你的实验报告输入框中，然后按要求完成其中的内容。** ## 二、实验步骤接下来，我们将通过一些实际的例子，来熟悉 C 语言的选择结构，以及相关语言的语法特点。 ### 1、条件判断案例现在我们来看这样一个题：利用输入的三角形三条边长，计算三角形的面积。创建3-1.c源程序文件，利用已有的知识，我们可以编写出如下代码： ```c #include #include //程序中要调用求平方根函数 sqrt int main() { double a,b,c,p,area; printf("Please input a,b,c for a triangle:"); scanf("%lf%lf%lf", &a, &b, &c); p = (a + b + c)/2.0; area = sqrt( p * (p - a) * (p - b) * (p - c)); printf("The area is %7.2lf\n", area); return 0; } ``` ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1530131-20210408-1617860992953) 这个程序我们并没有判断输入的三条边长是否能构成一个三角形，现在我们对这个程序做出一些改动，加入判断语句： ```c #include #include //程序中要调用求平方根函数 sqrt int main() { double a,b,c,p,area; printf("Please input a,b,c for a triangle:"); scanf("%lf%lf%lf",&a,&b,&c); if( a + b > c && a + c > b && b + c > a)//任意两边之和大于第三边 { p = (a + b + c)/2.0; area = sqrt( p * (p - a) * (p - b) * (p - c)); printf("The area is %7.2lf\n",area); } else printf("The three sides %lf, %lf and %lf cannot form a triangle", a, b, c); return 0; } ``` ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1530131-20210408-1617861596073) ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1530131-20210408-1617861646551) 我们运行两次，分别输入 a，b，c 不同的值，保证两次得到不同的结果。将两次运行结果粘贴到报告中。第一次输入：1.0 2.2 3.3，不能构成三角形。第二次输入：3.0 4.0 5.0，可以构成三角形。 #### 程序分析这就是一个选择结构，`if` 对给定的条件 `a + b > c && a + c > b && b + c > a` 进行判断后，形成了两条路径，如果 `条件` 成立，执行 `p = (a + b + c)/2.0; s = sqrt( p * (p - a) * (p - b) * (p - c)); printf("The area is %7.2lf\n",s);`这三条语句。如果 `条件` 不成立，执行 `else` 中的内容。知识点： - 如果管辖了多条语句，则应几个语句放在一个 {} 中，如上述的if。当只管辖一条语句时，这对{}大括号可以不加，如上述的else。 ### 2、用 `if` 语句实现选择结构在 C 语言中选择结构最常用的就是 `if` 语句，而`if` 语句的一般形式： ```c if (number>500) cost=0.15; else if (number>300) cost=0.10; else if (number>100) cost=0.07; else if (number>50) cost=0.05; else cost=0; ``` ### 3、关系运算符和关系表达式 C 语言提供 6 种关系运算符，如下所示： | 运算符 | 名称 | 示例 | 功能 | | :----- | :------- | :--- | :-------------------------------- | | < | 小于 | a | 大于 | a>b | a 大于 b 时返回真；否则返回假 | | >= | 大于等于 | a>=b | a 大于等于 b 时返回真；否则返回假 | | == | 等于 | a==b | a 等于 b 时返回真；否则返回假 | | != | 不等于 | a!=b | a 不等于 b 时返回真；否则返回假 | 关系运算符的值只能是 0 或 1。关系运算符的值为真时，结果值都为 1。关系运算符的值为假时，结果值都为 0。 ### 4、逻辑运算符和逻辑表达式有时要求判断的条件不是一个简单的条件，是有几个条件组合而成的复合条件。比如“任意三边之和大于第三边”，需要同时满足a +b > c ， a + c > b ，b + c > a这三个条件。 C 语言中提供了三种逻辑运算符： | 运算符 | 含义 | 举例 | 说明 | | :----- | :----- | :---- | :----------------------------------------------------------- | | && | 逻辑与 | a&&b | 如果 a 和 b 都为真，则为真，否则为假 | | \|\| | 逻辑非 | a\|\b | 如果 a 和 b 有一个或一个以上为真，则为真，二者都是为假，结果为假 | | ! | 逻辑非 | !a | 如果 a 为假，则!a 为真，如果 a 为真，则!a 为假 | 现编写一个这样的程序：输入一个大写字母，显示与之对应小写字母。创建3-2.c源程序文件，输入如下代码：。 **编写源程序 3-2.c：** ```c #include int main() { char letter; printf("Enter an upper case letter:"); scanf("%c",&letter); if((letter>='A') && (letter<='Z')) { letter += 'a' - 'A'; //等同于 letter=letter+'a'-'A'; printf("You entered an uppercase %c.\n",letter); } else printf("You did not enter an uppercase letter.\n"); return 0; } ``` ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1530131-20210408-1617863011287) ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1530131-20210408-1617863091943) 运行两次，分别输入大写字母与其他字符，保证两次得到不同的结果。将两次运行结果粘贴到报告中。 #### 程序分析在这段程序中 `if((letter>='A')&&(letter<='Z'))` 检查输入的字符是否大于等于 'A'，且小于等于 'Z'。两者同时满足才会执行后面的语句。 ### 5、条件运算符和条件表达式有一种 `if` 语句，当被判别的表达式的值为“真”或“假”时，都执行一个赋值语句且向同一个变量赋值。如： ```c if（a>b） max=a; else max=b; ``` #### 程序分析 > 当 `a>b` 时将 a 的值赋值给 max，当 `a<=b` 时将 b 的值赋给 max，可以看到无论 `a>b` 是否满足，都是给同一个变量赋值。 > > C 语言提供的条件运算符和条件表达式来处理这类问题可以把上面的 if 语句改写为 `max=(a>b)?a:b;`。`(a>b)?a:b;`是一个“条件表达式”。`?`是条件运算符。 > > 如果 `(a>b)` 为真，则表达式的值等于 a，否则取值为 b。条件运算符由两个符号（？和：）组成，必须一起使用。要求三个对象，成为三目运算符，它是 C 语言唯一的一个三目运算符。条件表达式的一般形式为： > **表达式 1？表达式 3：表达式 2** ![6-2.6-1](https://doc.shiyanlou.com/c/6-6.jpg) 这次我们列举一个打折的例子。假定产品的单价是 3.5，当数量超过 50，折扣为 10%。程序中要求输入数量之后，计算总价并输出。 **编写源程序 3-3.c：** ```c #include int main() { double unit_price = 3.5; double discount = 0.1; double total_price = 0.0; int quantity = 0; printf("Enter the number that you want to buy:"); scanf("%d",&quantity); total_price=quantity*unit_price* (1.0 - (quantity>50 ? discount:0.0) ); printf("The price for %d is %7.2lf\n",quantity, total_price); return 0; } ``` ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1530131-20210408-1617863676333) ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1530131-20210408-1617863698830) 至少运行两次，有折扣与无折扣。请将运行结果粘贴到报告中。 #### 程序分析比较有趣的是根据输入的数量计算产品的总价的语句。 ```c total_price = quantity*unit_price*(1.0- (quantity>50 ? discount:0.0) ); ``` 总价是用表达式 `quantity*unit_price` 计算出来的，它只是将单价乘以订购数量。其数量必须乘以由数量决定的折扣因子 - 如果数量超过 50，总价必须乘以 (1.0-discount)，这用下面的表达式 `(1.0-(quantity>50?discount:0.0) )` - 如果 `quantity>50` 表达式就乘以 (1.0-discount)，完成赋值运算符右边的运算 - 否则，表达式乘以 (1.0-0.0)。 ### 6、用 `switch` 语句实现多分支选择结构 `if` 语句只有两个分支可供选择，而实际中常常用到多分支选择。例如成绩分类（85 分以上为 A，70-85 为 B，60-69 为 C 等），人口的分类（可以分为老、中、青、少、儿童），工资统计分类等等，如果我们使用 if 语句就会嵌套很多层数，影响可读性。C 语言提供的 `switch` 语句直接处理多分支选择。 `switch` 语句的一般形式如下： > switch（表达式） > { > case 常量 1：语句 1；break; > case 常量 2：语句 2；break; > . > . > . > case 常量 n ：语句 n；break; > default ：语句 n+1 > } 输入一个形式如“操作数运算符操作数”的四则运算表达式，输出运算结果。 **编写源程序 3-4.c：** ```c # include int main( ) { char oper; double value1, value2; printf("请输入一个表达式："); scanf("%lf%c%lf", &value1, &oper, &value2); switch(oper) { case '+': printf("=%.2f\n", value1+value2); break; case '-': printf("=%.2f\n", value1-value2); break; case '*': printf("=%.2f\n", value1*value2); break; case '/': printf("=%.2f\n", value1/value2); break; default: printf("Unknown operator\n"); break; } return 0; } ``` ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1530131-20210408-1617876580436) 5-3-5-3![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1530131-20210408-1617876875997) 至少运行程序两次，将结果粘贴到报告中。 **说明：** - `switch` 括号内的“表达式”，其值的类型应为整数类型或者字符类型，不可以是其他数据类型。 - `default` 语句为选择项，可有可无。另外，`default` 后面可以不加 `break` 语句。 ### 三、上机练习 ** 1、输入一个整数，输出它的绝对值，使用两种方法实现。 ** 1）使用数学库函数实现，fabs绝对值函数，如fabs(-3)=3。 ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1530131-20210418-1618709336337) 2）选择合适的运算符实现 ** 2. 输入一个字符，判断该字符是否是数字，若为数字，输出1，否则输出0。 ** ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1530131-20210418-1618710092666) ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1530131-20210418-1618710257424) ** 3. [课后题3]，至少用两种方法实现，对比思考哪一种方法更好一些？ ** 有一个数学函数，输入x，输出y值。![图片描述](https://doc.shiyanlou.com/courses/uid1520780-20210408-1617842401352) 1）if - else if - else多分支实现 ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1530131-20210420-1618905122761) 2）if嵌套实现。注意： if嵌套形式可有多种。 ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1530131-20210420-1618905332167) ** 4、练习使用switch语句（两个任务）** 4.1 任务一：练习PPT中最后一页里的菜谱题目，利用数字1-7表示。 ![图片描述](https://doc.shiyanlou.com/courses/uid1520780-20210408-1617842414490) ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1530131-20210420-1618906774749) 4.2 任务二：[课后题4]输入星期首字母，判断星期几，当遇到S或T时，需要再输入一个字母，从而判断出准确日期。注意：可以使用switch语句嵌套，也可以switch语句中嵌套if语句例如：（1）输入首字母：M 输出：代表星期一 ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1530131-20210420-1618910543080) （2）输入首字母：T 请再输入一个字符：h 输出：代表星期四 ![图片描述](https://dn-simplecloud.shiyanlou.com/courses/uid1530131-20210420-1618910586464) 完成以上任务之后，请将代码与运行结果粘贴到报告的相应位置。

“程序设计基础II”实验报告