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C语言基础：分支结构(条件判断 & 用if语句实现分支结构)

创作时间:

作者:

@小白创作中心

C语言基础：分支结构(条件判断 & 用if语句实现分支结构)

引用

CSDN

https://m.blog.csdn.net/2402_88621999/article/details/145702356

本文将详细介绍C语言中的分支结构，包括条件判断、关系运算、逻辑运算以及使用if语句实现的单分支、双分支和多分支结构。通过详细的理论解释和多个代码案例，帮助读者理解如何在C语言中实现分支结构。

分支结构

在程序设计中，我们经常会遇到需要根据某个条件的结果来选择下一步操作的情况。例如，下面的函数计算：

$$
y = \begin{cases}
1/x & \text{当 } x \neq 0 \
10000 & \text{当 } x = 0
\end{cases}
$$

这种算法上的分支结构在C语言中主要通过if语句来实现。

条件判断

条件判断是根据某个条件成立与否，决定是否执行指定的任务（操作）。条件判断的结果是逻辑值（布尔类型值），在程序中用真（1）和假（0）来表示。

关系运算及其表达式

关系运算符及其优先级次序

C语言中提供了6种关系运算符：

在C语言中，用1（非0）表示关系表达式的值为真（条件成立），0表示关系表达式的值为假（条件不成立）。

逻辑运算及其表达式

逻辑运算符及其优先级

C语言中提供了3种逻辑运算符：

逻辑非（!）
逻辑与（&&）
逻辑或（||）

逻辑表达式中各种运算符的优先级顺序如下：

逻辑非（!）
算术运算符（+、-、*、/、%）
关系运算符（>、<、>=、<=、==、!=）
逻辑与（&&）
逻辑或（||）
赋值运算符（=、+=、-=、/=、%=）

用if语句实现分支结构

单分支：if

语法：

// 语法1：可以舍弃{}
if (条件表达式)
    单语句;

// 语法2：必须保留{}
if(条件表达式)
{
    单语句或者复合语句;
}

功能：

若表达式值为真（非0），则执行表达式后面的语句，执行完该语句后继续执行if语句后的代码。
若表达式值为假（0），则不执行表达式后面的语句而直接执行if语句后面的语句。

案例

计算并输出下列分段函数的值：

$$
y = \begin{cases}
-2 & \text{当 } x < 0 \
2 & \text{当 } x \geq 0
\end{cases}
$$

代码：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    double x, y = -2;
    printf("请输入一个数，作为x的值：\n");
    scanf("%lf", &x);
    
    if (x >= 0) y = 2;
    
    printf("x=%lf,y=%lf\n", x, y);
    
    return 0;
}

双分支：if...else

语法：

// 语法1：舍弃{}
if(条件表达式)
    单语句1；
else
    单语句2；
    
// 语法2：保留{}
if(条件表达式)
{
    单语句1或者复合语句1;
}
else
{
    单语句2或者复合语句2;
}

功能：

若表达式的值为1，则执行语句1；否则执行语句2。
不管条件表达式成不成立都要执行一个语句。
语句1和语句2都可以是单语句或者复合语句。

案例

计算并输出下列分段函数的值：

$$
y = \begin{cases}
-2 & \text{当 } x < 0 \
2 & \text{当 } x \geq 0
\end{cases}
$$

代码：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int x, y;
    
    printf("请输入一个整数：\n");
    scanf("%d", &x);
    
    if (x < 0) 
        y = -2;
    else 
        y = 2;
    
    printf("x=%d,y=%d\n", x, y);
    
    return 0;
}

三目运算符

语句：

表达式1?表达式2:表达式3；

说明：

如果表达式1的结果为真，就执行表达式2，否则就执行表达式3
三目运算符的写法实际上就是单语句的双分支的缩略写法

案例

将上面双分支的案例改造为三目运算符的写法：

代码：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int x, y;
    
    printf("请输入一个整数：\n");
    scanf("%d", &x);
    
    y = x < 0 ? -2 : 2;
    
    printf("x=%d,y=%d\n", x, y);
    
    return 0;
}

多分支：if...else if...else

语法：

// 写法1：嵌套if..else..(不推荐)
if (表达式1) 语句1;
else
    if (表达式2) 语句2;
    else
       ...
        else
            if (表达式n) 语句n;
               else 语句n+1;

// 写法2：并列if..else if....else..(推荐)
if (表达式1) 语句1;
else if (表达式2) 语句2;
...
[else if (表达式n) 语句n;]
[else 语句n+1;]   // else是可选，写不写由我们最终的需求决定

注意：多分支中，同一时刻只能满足一个分支。

案例

根据学生的成绩，对学生进行分级：

成绩 >= 90 A
成绩 >= 80 B
成绩 >= 60 C
成绩 < 60 D

代码：

#include <stdio.h>

int if_test1()
{
    int score;
    printf("请输入一个整数：\n");
    scanf("%d", &score);
    
    if (score >= 90) printf("A\n");
    else if (score >= 80) printf("B\n");
    else if (score >= 60) printf("C\n");
    else printf("D\n");
}

int if_test2()
{
    int score;
    printf("请输入一个整数：\n");
    scanf("%d", &score);
    
    if (score >= 60 && score < 80) printf("C\n");
    else if (score >= 80 && score < 90) printf("B\n");
    else if (score >= 90) printf("A\n");
    else printf("D\n");
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    if_test1();
    if_test2();
    
    return 0;
}

if语句的嵌套

语法：

if(..)
    if(..) 语句1;
    else   语句2;
else
    if(..) 语句3;
    else   语句4;

注意：

else总是与前面最近的未配对的if配对使用
可通过增加{}来确定配对关系
只要if中包含if，都属于是if语句的嵌套

案例

#include <stdio.h>

int if_test1()
{
    int score;
    printf("请输入一个整数：\n");
    scanf("%d", &score);
    
    if(score < 0 || score > 100)
    {
        printf("您的输入不合法！\n");
    }
    else
    {
        if(score >= 90)
        {
            printf("A\n");
        } 
        else if(score >= 80)
        {
            printf("B\n");
        }
        else if(score >= 60)
        {
            printf("C\n");
        }
        else 
        {
            printf("D\n");
        }
    }
}

int if_test2()
{
    int score;
    printf("请输入一个整数：\n");
    scanf("%d", &score);
    
    if(score < 0 || score > 100)
    {
        printf("您的输入不合法！\n");
    }
    else if(score >= 60 && score < 80)
    {
        printf("C\n");
    }
    else if(score >= 80 && score < 90)
    {
        printf("B\n");
    }
    else if(score >= 90)
    {
        printf("A\n");
    }
    else 
    {
        printf("D\n");
    }
}

int if_test3()
{
    int num;
    printf("请输入一个整数：\n");
    scanf("%d", &num);
    
    if(num == 0)
    {
        printf("0既不是偶数也不是奇数！");
    }
    else
    {
        if(num % 2 == 0)
        {
            printf("%d是偶数！\n", num);
        }
        else
        {
            printf("%d是奇数！\n", num);
        }
    }
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    if_test1();
    if_test2();
    if_test3();
    
    return 0;
}