C语言选择结构详解：if语句与switch语句的使用方法
C语言选择结构详解：if语句与switch语句的使用方法
在C语言编程中，选择结构是控制程序流程的重要工具之一。它允许程序根据特定条件的测试结果来决定下一步的操作。本文将详细介绍C语言中的两种主要选择结构：if语句和switch语句，并通过具体示例帮助读者掌握它们的使用方法。
3.1 if语句
C语言中的if语句可以实现基本的选择结构功能，有3种表现形式，且用处各不相同，下面对其一一进行介绍。
3.1.1 单分支选择结构
if语句可以实现单分支选择结构，语法格式如下：
if (表达式)
语句;
其表达的意思，可以用下面这幅图来理解：
这样，即可实现一种简单的选择结构，当程序执行到if语句时，会先判断表达式为真还是假，如果为真，则执行对应的语句，如果为假，则会直接跳过这条语句。
下面举一个简单的例子：
#include <stdio.h>
int main()
{
int age=19;
if (age>=18) //对年龄进行判断
printf("恭喜你，成年了"); //判断结果为真，则将这条消息打印在屏幕上
return 0;
}
3.1.2 双分支选择结构
根据上面的例子，如果年龄超过18岁，则会输出对应信息，年龄没有超过18岁，屏幕上什么也不会输出。那么想让年龄未超过18岁时，也输出对应的信息该怎么做呢？其实，只需要加上else语句，即可实现双分支结构。语法格式如下：
if (表达式)
语句;
else (表达式)
语句;
其对应的表达意思，可以辅以下面这幅图来理解：
有了else语句，可以对上面的代码进行一些优化：
#include <stdio.h>
int main()
{
int age=19;
if (age>=18) //对年龄进行判断
printf("恭喜你，成年了\n"); //判断结果为真，则将这条消息打印在屏幕上
else
printf("很遗憾，你还未成年\n"); //判断结果为假，则将这条消息打印在屏幕上
return 0;
}
这里需要注意的是，每一个if或者else语句，只能控制它后面的一条语句，如果想让它们同时控制多条语句，需要加上花括号：
#include <stdio.h>
int main()
{
int age=19;
if (age>=18) //对年龄进行判断
{
printf("恭喜你，成年了\n"); //判断结果为真，则将以下消息打印在屏幕上
printf("可以谈恋爱了\n");
}
else
{
printf("很遗憾，你还未成年\n"); //判断结果为假，则将以下消息打印在屏幕上
printf("期待你成年的那一天\n");
}
return 0;
}
注意，if语句括号里的表达式，无论表达式计算的结果为多少，真实结果只有1和0两种，即如果表达式的内容成立，则返回1，1表示真，表达式不成立，则返回0，0表示假。表达式判断所使用的操作符，可以是>=,==,<=,&&,||等，不过再判断表达式两端的内容是否相等时，应使用“==”，而非“=”，一个“=”表示的是赋值操作符，放在表达式的位置，由于语法格式没有错误，编译器并不会报出警告，使用时应当格外注意。
3.1.3 多分支选择结构
通过上面的引例，可以实现简单的双分支选择结构，如果想要实现多条分支的选择结构，则需要使用else if语句，其基本语法格式如下：
if (表达式)
{
语句;
}
else if (表达式)
{
语句;
}
else
{
语句;
}
将上面的语法格式，同样可以用一张图去辅以理解：
我们还可以继续对上面的代码进行加工，使其根据具体的年龄范围输出对应信息：
#include <stdio.h>
int main()
{
int age=0;
printf("请输入你的年龄：\n");
scanf("%d",&age); //从键盘输入，获取用户的年龄
if (age>=18&&age<35) //对年龄进行判断
printf("青年\n");
else if (age>=35&&age<50)
printf("中年\n")
else if (age>=50&&age<65)
printf("老年\n");
else if (age>=65)
printf("老寿星\n");
else
printf("未成年\n");
return 0;
}
3.1.4 选择结构的嵌套
if…else语句之间是可以相互嵌套的，if语句里面也可以再次嵌套一层if语句，大致的语法格式如下：
if (表达式)
{
if (表达式)
{
语句;
}
else
{
语句;
}
}
else
{
if (表达式)
{
语句;
}
else
{
语句;
}
}
这种嵌套模式可以辅以下面的结构图来理解：
这里就不给出具体的选择结构嵌套得例子了，读者可以自行去尝试一下，但应当用大括号，将嵌套结构表达清楚，明确，不然很容易出现bug。
3.1.5 else悬空问题
下面来看一段代码：
#include <stdio.h>
int main()
{
int a=0,b=2;
if (a==1)
if (b==2)
printf("hehe\n");
else
printf("haha\n");
return 0;
}
这段代码在执行后，屏幕上会显示什么呢？答案是，什么都不显示！这就是悬空else问题。如果程序中有多个 if 和 else ，可以记住这样⼀条规则， else 总是跟最接近的 if 匹配。上面的代码，第一个if与else是对齐的，很容易让我们误以为else是与第一个if语句对齐的，但根据刚刚给出的规则，实际上else是与第二个if语句对齐的，所以，这段代码实际上是一个选择结构的嵌套，程序先判断第一个if语句后面的表达式，表达式不成立，程序直接就结束了，压根没进入到第一层选择结构里面，所以，实际上代码的结构应该是下面这样的：
#include <stdio.h>
int main()
{
int a=0,b=2;
if (a==1)
{
if (b==2)
printf("hehe\n");
else
printf("haha\n");
}
return 0;
}
3.2 switch语句
接下来介绍C语言中另外一种选择结构，switch语句。在介绍之前，先给出一个例子：
#include <stdio.h>
int main()
{
int n=0;
scanf("%d",&n);
if (n==1)
printf("星期一\n");
else if (n==2)
printf("星期二\n");
else if (n==3)
printf("星期三\n");
else if (n==4)
printf("星期四\n");
else if (n==5)
printf("星期五\n");
else if (n==6)
printf("星期六\n");
else if (n==7)
printf("星期日\n");
else
printf("输入错误，请重新输入\n");
return 0;
}
可以看出，这段代码的作用是，从用户输入接收一个整数，根据数据内容，输出对应的天数，如果使用if…else语句写起来，会比较麻烦，分支内容过于多，那么有没有更好的办法，实现这一功能呢？当然可以，用switch语句就可以解决上面代码过于复杂的问题。下面先给出switch语句的大致语法：
switch (表达式)
{
case 常量1：语句1;
case 常量2：语句2;
case 常量3：语句3;
...
case 常量n：语句n;
default:语句n+1; //根据需要，这条语句可有可无
}
这个语法的规则，大招是，根据switch后面表达式的结果，去匹配下面的常量，一旦匹配上了，就执行后面的语句，没有匹配上，就执行default后面的语句，可以辅以下面的图来理解：
下面，我们用switch语句，对上面的代码进行改进：
#include <stdio.h>
int main()
{
int n=0;
scanf("%d",&n);
switch (n)
{
case 1:
printf("星期一\n");
case 2:
printf("星期二\n");
case 3:
printf("星期三\n");
case 4:
printf("星期四\n");
case 5:
printf("星期五\n");
case 6:
printf("星期六\n");
case 7:
printf("星期日\n");
default:
printf("输入错误，请重新输入\n");
}
return 0;
}
这样，代码的逻辑看上去就很清晰了，也不会出现代码冗余的情况，下面我们来运行一下这段代码：
看出问题在哪里了吗？我们再运行一次看看：
可以看到，当case后面的某个常量与switch后面的表达式匹配上的时候，后面的语句就会全部输出出来，就相当于，switch拿着一把钥匙，把对应匹配上常量的那条case语句的门打开了，后面的门就会自动全部打开。那么如何解决这个问题呢？使用break语句就可以解决这个问题。break语句有两个作用，一个是跳出switch语句，另一个则是跳出循环，后面会讲到，那么我们现在就使用break语句，继续对上面的代码进行调整：
#include <stdio.h>
int main()
{
int n=0;
scanf("%d",&n);
switch (n)
{
case 1:
printf("星期一\n");
break;
case 2:
printf("星期二\n");
break;
case 3:
printf("星期三\n");
break;
case 4:
printf("星期四\n");
break;
case 5:
printf("星期五\n");
break;
case 6:
printf("星期六\n");
break;
case 7:
printf("星期日\n");
break;
default:
printf("输入错误，请重新输入\n");
break;
}
return 0;
}
这样子就算改进完成了，下面我们再运行一下代码，看看能否达到想要的效果：
成功运行。
3.3 程序举例
下面通过两个例题，来实战体验选择结构程序设计在解决实际问题中的应用。
例1：输入开学的原日期（星期几）和延期几天，输出一个数字，表示开学日期是星期几。
示例：
输入：1 2 输出：3
输入：5 9 输出：7
分析：通过两个示例可以看出，如果两数相加在7以内，直接相加即可输出结果。不过一旦超过了7，该怎么处理呢？这里要用到一个操作符的性质，就是%取余。不管两数相加的结果是小于7还是大于7，将结果进行取余后，得到的数必然是7以内的，而当取余结果为0时，就说明两数相加结果正好为7的倍数，输出7即可。
#include <stdio.h>
int main()
{
int a=0, b=0;
scanf("%d%d",&a,&b);
if ((a+b)%7==0)
printf("%d",7);
else
printf("%d",(a+b)%7);
return 0;
}
运行结果：
例2：从用户输入接受任意一个年份中的任意一个月份，判断该月有多少天
分析：一年中一共有12个月，其中，1，3，5，7，8，10，12都是31天，4，6，9，11都只有30天，而2月份是最特殊的一个月份，它的天数是根据该年是不是闰年所决定的。那么闰年该怎么判断呢？有一个口诀：四年一闰，百年不闰，四百年一闰。翻译成数学语言就是，一个年份，既可以被4整除，同时又不能被100整除，它就是闰年。或者该年份可以直接被400整除，那它也是闰年。到这里思路已经比较清晰了，下面附上我的代码：
#include <stdio.h>
int main()
{
int year=0,month=0;
printf("请输入你想要查询的年份及其对应的月份：\n");
scanf("%d%d",&year,&month);
//先判断月份是不是2月，对2月进行特殊处理
if (month==2)
{
//判断该年是否是闰年
if ((year%4==0&&year%100!=0)||year%400==0)
{
printf("该月一共有29天\n");
return 0;
}
else
{
printf("该月一共有28天\n");
return 0;
}
}
//不是2月份，就正常进行处理
switch(month)
{
case 1:
case 3:
case 5:
case 7:
case 8:
case 10:
case 12:
printf("该月一共有31天\n");
break;
case 4:
case 6:
case 9:
case 11:
printf("该月一共有30天\n");
break;
default:
printf("错误的月份，请重新输入\n");
break;
}
return 0;
}
这个例题基本上涵盖了C语言中有关选择结构的所有语法，当然，后续学了其它的语法结构，这个代码还可以继续进行简化。我的代码不一定是最简洁的，但我想代码的逻辑应该是比较清晰的。
以上便是C语言中，有关选择结构的全部知识，如有遗漏，欢迎补充。