实验三-选择结构程序设计

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实验三选择结构程序设计

3.1实验要求与目的

1．掌握关系表达式和逻辑表达式的正确应用 2．条件表达式的正确应用

3. 掌握if语句，if-else语句，if语句的嵌套的编程方法 4. 掌握switch的编程方法及执行特点

5．掌握相关的算法（大小写字母的转换，判断数的奇偶，整数的整除，分段函数的求解，成绩的转换等）

6. 培养解决实际问题的能力

3.2实验指导

结构化程序设计的三大结构：顺序结构、选择结构和循环结构。计算机在执行过程时，根据条件选择所要执行的语句，称为选择结构，也称为分支结构。在解决实际问题时，可能会因为其种条件的约束产生分支，可能是单分支结构、双分支结构和多分支结构等。因此可选择相应的语句进行程序设计。

C语言程序设计实现单分支结构常采用，if语句；实现双分支结构常采用：if-else语句；实现多分支结构常采用：if-else嵌套语句或switch语句。

选择结构的程序设计除了选择适当的语句外，另一关键问题是条件的正确表示。条件可以用表达式来描述，如关系表达式、逻辑表达式等。【3.1】录入下列程序，输入给定的测试数据，观察其程序执行结果。程序文件名为：ex3_1.c。输入测试数据：23 56

程序运行结果：max=56 #include void main() {

int a,b,max;

scanf(\ /*从键盘输入两整数*/ max=a;

if(max

printf(\ /*输出最大数*/ }

该程序的执行过程，从键盘输入两个整数赋予a,b，把a的值先赋予变量max，采用if语句判别max和b的大小，若max小于b，则把b的值赋予max，然后执行printf语句输出max的值；若max大于b，不执行if后的语句，而执行printf语句输出max的值；max中的值总是大数。

因此该程序的功能是输入两个整数，输出其中的大数。单分支结构if语句的一般形式：

if(表达式) 语句；

其语义，如果表达式的值为非零值（为真），则执行其后的语句，否则不执行该语句。

小结：

1. 表达式也称为条件表达式，可以包括常量、变量和表达式的任意表达式。常用的是

单一变量，关系表达式和逻辑表达式。

2. 若语句由两条以上的语句组成时，必须用花括号｛｝括起来，组合成一条复合语句。

【3.2】编程实现，从键盘输入一个字符型数据，若输入小写字符，则将其转换成大写字符，输出相应的整数；若输入其它字符，则显示出错信息。程序文件名为：ex3_2.c。

分析：根据题意，本程序要解决三个问题，1）输入字符数据；2）判断输入的字符是否是小写字符；3）输出（输出大写字符相应的整数或输出错误信息）。因此根据判断条件输出两种结果的其中一个。

#include void main() {

char c;

scanf(\ if('a'<=c&&c<='z') {

c=c-32;

printf(\ } else

printf(\}

第一次运行程序，

输入测试数据：a 程序运行结果：65 第二次运行程序，

输入测试数据：A

程序运行结果：data error 双分支结构if语句的一般形式：

if(表达式) 语句1； else

语句2；

其语义，如果表达式的值为非零值（为真），则执行if后的语句1，否则执行else后的语句2。

同理，使用该语句时，表达式（条件表达式）是可以包括常量、变量和表达式的任意表达式。若语句1或语句2是由两条以上的语句组成，则必须用必须用花括号｛｝括起来，组合成一条复合语句。小结：

1. 任意字符在内存中都以ASCII码存储，一个字符数据既可以以字符形式输出（输出

格式控制符%c），也可以以整数形式输出（输出格式控制符%d）。

2. 字符数据可以进行算术运算，即相当于对其字符数据的ASCII码进行运算。根据这

一特点，可实现大小写字符的相互转换。

小写字母转换为大写字母： c=c-32 或者 c=c-' a'+'A' 大写字母转换为小写字母： c=c+32 或者 c=c+' a'-'A'

3. 字符数据可以进行比较运算，因此判断一个字符属于哪个范围可采用下列方式实

现。

属于小写字母的表达式：'a'<=c&&c<='z' 或者 97<=c&&c<=122 属于大写字母的表达式：'A'<=c&&c<='Z' 或者 65<=c&&c<=90 属于数值字符的表达式：'0'<=c&&c<='9' 或者48<=c&&c<=57

【3.3】从键盘输入两个整数m,n（假设输入的数m>0,n>0），判断m能否被n整除，若能

输出m和n，否则输出m与n的余数。程序文件名：ex3_3.c。

分析：分析问题，理出算法，是程序设计的核心，如何实现m能否被n整除是解决该问题的关键。

m能被n整除的表达式：m%n==0。

实现程序编写的要点是学会对题意的“翻译”。即，从键盘输入数一定采用scanf格式输入函数。判断m能否被n整除，其判断结果只有两个，能整除输出原数，否则输出两数的余数，因此可采用选择结构的if-else语句。

#include void main() {

int m,n;

printf(\ m & n:\ scanf(\

if(m%n==0) /*判断m能否被n整除*/ printf(\ else

printf(\}

第一次运行程序，

输入测试数据：21 7 程序运行结果：m=21,n=7 第二次运行程序，

输入测试数据：23 6 程序运行结果：5 小结：

1．由此题可扩展为，判断一个数是偶数还是奇数。若m是偶数则只需考虑m能否被2整除，若能整除，则m是偶数，不能整除则m是奇数。 2．注意一个等号“=”与双等号“==”的区别。

一个等号称为赋值号，若a=5，其含义是将5赋给a。双等号为算术运算符“等号”，若a==5，其含义是变量a的值与整数5是否相等。

3．求余运算符“%”，求余运算只能求任意两整数的余数。

【3.4】输入x的值求分段函数y的值。程序文件名：ex3_4.c。

x?1?x ?y??2x?1 1?x?10

?3x?11 x?10?分析：本程序是求分段函数的值，根据x的取值不同，出现了三个分支的情形。因此采用多

分支的控制结构，嵌套的if语句实现。编程思路，当有多分支结构时，可先转换为二分支

结构，如选择表达式条件为（x<1），条件为真计算y=x，条件为假继续采用if-else语句判断，在else分支中继续采用if-else二分支结构。

#include void main() {

float x,y;

scanf(\ if(x<1) y=x; else {

if(x<10) /*该if-else语句嵌套在上一个if-else的else中*/ y=2*x-1; else

y=3*x-11; }

printf(\}

第一次运行程序，

输入测试数据：-3

程序运行结果：x=-3.00,y=-3.00 第二次运行程序，

输入测试数据：7

程序运行结果：x=7.00,y=13.00 第三次运行程序，

输入测试数据：13

程序运行结果：x=13.00,y=28.00

if-else嵌套实现多分支结构，嵌套的形式多种多样，无论如何嵌套else子句与if的匹配原则总是从最内层开始，即else与在它上面离它最近的，且尚未曾配对的if配对，else无二义性。常见的几种嵌套形式。形式1：

if(表达式1)

if （表达式2）

语句1；

else

语句2；

形式2：

if(表达式1)

if（表达式2）

语句1； else

语句2；

else

语句3；形式3：

if(表达式1)

语句1；

else

if（表达式2）

语句2； else

语句3；

形式4：

if(表达式1)

if（表达式2）

语句1； else

语句2；

else

if（表达式3）

语句3； else

语句4；

if语句的嵌套不影响if语句的独立性。if语句的嵌套使用起来比较灵活，嵌套层次对应时内层的语句要被完整地包含在外层的语句之内。小结：

1. 编程的方法并非唯一，对于多分支结构也可以用多条简单的if语句实现。如下修

改后的程序。 #include void main() {

float x,y;

scanf(\ if(x<1) y=x;

if(x>=1&&x<=10) y=2*x-1;

if(x>10) y=3*x-11;

printf(\}

2. 正确使用逻辑运算符，逻辑与（&&）和逻辑或（||）。

如，1?x?10的合法的C语言表达式，1<=x && x<=10 。

【3.5】编写实现：利用switch语句模拟两个整数的加、减、乘、除运算。如，输入5+2，输出5+2=7 ；如，输入5/2，输出5/2=2.50。程序文件名：ex3_5.c。

分析：本程序的关键是由输入的运算符来决定运算的结果。因此引入一个字符变量存放算术运算符，由该变量的字符值来选择做何种运算。

#include void main() { int a,b; char ch;

scanf(\ switch(ch)

{ case '+':printf(\ case '-':printf(\ case '*':printf(\

case '/':printf(\ } }

第一次运行程序，

输入测试数据：5+2 程序运行结果：5+2=7 第二次运行程序，

输入测试数据：5-2 程序运行结果：5-2=3 第三次运行程序，

输入测试数据：5*2 程序运行结果：5*2=10 第四次运行程序，

输入测试数据：5/2

程序运行结果：5/2=2.50

该源程序中switch语句的表达式的值为字符，当字符变量ch的值为“+”时，则选取case后常量为 '+'后的语句执行。若没有break语句，会依次执行其后所有case后的语句组。若有break语句，中断该switch语句。

因此，switch语句实现多分支结构的关键是只需对条件判断一次，然后从其多种结果中取一种情形执行。

通常情况下，采用switch语句实现多分支结构时，需使用break语句。但该语句的一般格式中是不包含break语句的。 switch的一般格式： 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+1 }

switch语句中的表达式的值，通常情况下，为整型值或字符型值。若为实型值时自动取整。而case后的各常量表达式数据类型的值必须互不相同，否则会出现错误。default子句也可以省略。小结：

1.scanf函数中格式控制符为\，要求从键盘输入数据时，数、字符与数之间不能用空格分隔，否则结果会出错。

2.用switch语句实现多分支结构时，要正确合理地使用break语句。

3.3实验内容

3.3.1 夯实基础

【3.6】从键盘输入任意两个正整数m,n，判断m能否被n整除，若能输出m与n的值，否则继续判断两个数的奇偶性，若为奇数输出“Odd”，若为偶数输出“Even”。程序文件名：ex3_6.c。

第一次运行程序

输入测试数据：49 4 程序运行结果：49:Odd

4:Even

第二次运行程序

输入测试数据：24 8 程序运行结果：24 8

【3.7】编程实现，为鼓励居民节约用水，A市对居民用水按水量阶梯式计价。计价标准：按每年用水量统计，不超过180立方米的部分按每立方米5元收费；超过180立方米不超过260立方米的部分按每立方米7元收费；超过260立方米的部分按每立方米9元收费。编程对水费进行计算，要求保留两位小数。程序文件名：ex3_7.c

输入测试数据：200

程序运行结果：x:200.0 y:1040.00

【3.8】编程实现，判断某一年是否是闰年。程序文件名：ex3_8.c。

【提示】：判断某一年是否是闰年的条件是这一年的年份能被4整除但不能被100整除或者能被400整除。第一次运行程序

输入测试数据：2015

程序运行结果：2015 is not a leap year 第二次运行程序

输入测试数据：2016

程序运行结果：2016 is a leap year

【3.9】编程实现，将一个百分制成绩转换为五分制成绩。转换原则，当成绩大于或等于90分为A，小于90分且大于等于80分为B，小于80分且大于等于70分为C，小于70分且大于等于60分为D；小于60分为E。程序文件名ex3_9.c。

3.3.2 应用提高

【3.10】编程实现：输入任意四个整数n1、n2、n3、n4，求四个数中的最大值。程序文件名：ex3_10.c。

输入测试数据：56 34 87 23