C语言笔记第02章:三大基本结构(一)

简介: C语言笔记第02章:三大基本结构

什么是语句

C语言中,由一个分号 ; 隔开的代码就是一条语句。

#include<stdio.h>
int main() {
  int a = 1, b = 3; //第一条语句
  printf("a = %d\n", a); //第二条语句
  printf("b = %d\n", b); //第三条语句
    return 0; //第四条语句
}

1.顺序结构

顺序结构是程序中最简单最基本的流程控制,没有特定的语法结构,按照代码的先后顺序,依次进行,程序大多数的代码都是这样执行的。总的说:写在前面的先执行,写在后面的后执行。流程控制图如下图所示:

对于一个程序需要从上往下执行,在上图中需要先执行A语句,再执行B语句,然后执行C语句。

正常情况下,编译器的执行顺序顺序也是自上而下进行执行的。

所以当我们编写程序时,我们定义的变量和函数最好要在程序的最上面(只是一般情况,要按实际情况来),

❌ 错误的示例:

#include<stdio.h>
int main(){
  scanf_s("%d",&n);
  int n;
}
//这就是一个非常典型的错误。在上面的程序中,先scanf(输入),再定义变量n,执行就会报错,因为程序的执行是从上往下的。变量n是在scanf之后定义,当执行输入语句(scanf)时,编译器并不知道有n这一个变量,就无法将你从键盘输入的数据赋值给变量n了。

如果按上述代码那么写,会出现错误提示:

错误(活动) E0020 未定义标识符 “n”

✅ 正确的写法:

#include<stdio.h>
int main(){
  int n;
  scanf_s("%d",&n);
}

🚩 扩展:采用合法的前向引用

❌ 错误的示例:

//下面的就是一个典型的错误,函数的使用在定义之前
#include<stdio.h>
int main(){
  fun();//使用fun函数输出1
}
void fun(){//定义了一个函数,它的作用是在 控制台 输出 1
  printf("1\n");
}

由于程序自上而下执行的,因此进入main函数后,调用了fun(),但编译器却并未在main函数前面的发现fun()函数,因此你运行时编译器会报错提示fun函数未定义。

函数的定义必须要在使用之前(之上) 或者 进行了声明。(讲到函数会细说)

✅ 正确的写法:

#include<stdio.h>
void fun(){//定义了一个函数,它的作用是在 控制台 输出 1
  printf("1\n");
}
#include<stdio.h>
int main(){
  fun();//使用fun函数输出1
}

热热身,先看看关于循环结构和分支结构的流程图,它们也要依赖于顺序结构,都需要从上往下执行。

2.选择结构(分支语句)

2.1 if 语句

2.1.1 单分支

if (条件表达式)
{
  语句 1;
    语句 2;
    ...
}

如果条件表达式为 true 时,就会执行{}中的内容,如果为 false,就不执行。如果{}中只有一条语句,则可以不用写 {},但建议加上 {}。

📝 示例

#include<stdio.h>
int main()
{
  if (1314 > 520) {
    printf("你伴我一生一世远比你对我说我爱你浪漫");
  }
  return 0;
}

2.1.2 多分支

if(条件表达式)
{
    代码块1(可以有多条);
}
else
{
    代码块2(可以有多条);
}

当条件表达式成立,则执行代码块1,否则执行代码块2.如果执行代码块只有一条语句,则 {} 可以省略,否则不可以省略,但建议加上 {}。

if(条件表达式1)
{
    代码块1(可以有多条语句);
}
else if(条件表达式2)
{
    代码块2(可以有多条语句);
}
可以有多个 else if 结构 ...
else
{
    代码块n;
}

🌿 说明

  • 当 条件表达式1 成立时,执行 代码块1,整个分支语句结束。
  • 如果 条件表达式1 不成立,才去判断 条件表达式2 是否成立。
  • 如果 条件表达式2 成立,就执行 代码块2 ,整个分支语句结束。
  • 以此类推,如果所有表达式都不成立,则执行 else 的代码块。

⚠️注意:分支语句最多只能有一个执行入口,即只可以执行一个括号内的代码块。

🌿 特别说明

  • 多分支可以没有 else ,如果所有的条件表达式都不成立,则一个执行入口都没有。
  • 如果有else,如果所有的条件表达式都不成立(即结果为false),则默认执行 else 代码块【兜底的】。

📝 示例

#include<stdio.h>
int main()
{
  int score;
  printf("输入你对软件协会的评分(整数):");
  scanf_s("%d", &score);
  if (score>=100) { //满足分数大于等于score
    printf("我对软件协会超赞");
  }
  /*
    做一个简单思考:下面这个 score>=60 如果成立为true 是说明了score在60到100之间
    为什么呢?
    因为 既然执行到了这个 else if,说明前面的if是没有成立的,即说明score是小于100的
  */
  else if (score >= 60) { 
    printf("我觉得软件协会还不错哟");
  }
  else if (score >= 0) { //如果这个条件判断语句成立,说明 score是在0到60之间
    printf("我觉得软件协会还需要努力");
  }
  else 
  {
    printf("联系QQ3179167073,告诉我软件协会还需要改进的地方");
  }
  return 0;
}

2.1.3 两个经典问题的思考

❓ 这个题目的输出是什么呢?

#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 0;
  if (a == 1)
    printf("a的值为:");
    printf("%d", a);
  return 0;
}

📝 似乎你觉得这道题目是什么也不输出,因为 a==1 是不成立的,但实际上,输出为:0

1️⃣ 首先我们知道 if、else if、else 后面如果不接中括号,那么只能有一条语句是能被包含在if、else if 或 else 中,一个分号就对应着一条语句,即我们可以写出这道题的等价代码:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 0;
  if (a == 1)
    {
    printf("a的值为:");//一条语句
    }
  printf("%d", a); //一条语句
  return 0;
}

2️⃣ 那么这道题的结果应该很明朗了,if语句不成立,则会直接执行后面的printf("%d", a);,所以输出结果就是0


❓ 这个题目的输出结果是多少,是输出 “对” ,还是输出 “错”?

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

✏️ 其实啊,这道题的结果是什么也不输出。

1️⃣ 首先你得思考这个else到底是与第一个 if 匹配,还是与第二个 if 匹配呢?这里有个规则你需要知道,当有多个if语句时,else与if匹配规则:else与离它最近且未匹配的if进行匹配。因此else是与第二个 if 匹配的构成 一条语句,这个语句是指if分支语句,看做了整体。

2️⃣ 像刚才强调的,无论是单分支,还是多分支,我们都必须将它当做一条语句看待,而我们又知道,if、else if、else 后面如果只是接一条语句的话,是不需要括号的,因此,这道题的代码我们等价于:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 0;
  int b = 2;
  if (a == 1)
    { //加上一对中括号
        if (b == 2)
      printf("对\n");
    else
      printf("错\n");
    }
  return 0;
}

3️⃣ 这样再看代码,应当明朗了许多,我们先判断 a==1 是否成立,很显然,由于a被赋值为0,因此 a == 1 是不成立的,即 if 不成立进入不到我们的{}中,也就无法执行中括号内的 if…else… 语句。所以最终什么也不输出。

2.2 switch 语句

2.2.1 基本语法

switch(表达式)
{
case 常量1:
        语句块1(可以有多条语句);
        break;
case 常量2:
        语句块2(可以有多条语句);
        break;
case 常量3:
        语句块3(可以有多条语句);
        break;
......(可以有多个 case )
case 常量n:
        语句块n(可以有多条语句);
        break;
default:
        语句块n+1(可以有多条语句);
}

2.2.2 细节说明

  • switch 关键字,表示 switch 分支。
  • switch括号中的表达式对应一个值。
  • case 常量1:当表达式的值等于常量1,就执行语句块1。
  • break:表示退出 switch ,最好在每一个case后面都加一个break。
  • 如果 case 常量1 不匹配,就继续匹配case 常量2
  • 如果表达的值与所有的case标签的值都不匹配,则所有的语句都被跳过。程序并不会终止,也不会报错。因为C语言不认为这种情况是错误。但是,如果你不想忽略不匹配所有标签的表达式的值时,可以使用default语句。当然,你也可以不使用default,使得一个case都没被匹配而退出了switch分支结构也是没有问题的。
  • default放置顺序可以是switch内任意位置,但建议放在末尾。
  • 如果一个都没有匹配上,则执行default后面的代码块。

2.2.3 注意事项

  • case 后面的值必须是常量,不能是变量
  • default 子句是可选的,当没有匹配的 case 时,执行 default
  • break 子句用来在执行完一个case 分支后使程序跳出 switch 语句块。如果没有写 break,程序会顺序执行下面的case与default的冒号:后面的代码,直到switch结尾,除非遇到break才停止退出switch语句。
  • switch只针对基本数据类型使用,即switch后面括号内的表达式,其值得类型应为整数类型(包括字符型),也就是int,char,枚举,bool等基本数据类型,对于其他类型,应该考虑其他条件控制语句例如if等。

基本数据类型,我们又称为基元类型,为什么提起这个呢?因为我觉得基元类型这个名字比基本数据类型要酷多了。

2.2.4 流程分析图

2.2.5 实例演示

📝 输入1-7中的任意数字,对应输出星期一到星期天。如果输入不是1-7,则提示“错误的输入”。

#include<stdio.h>
int main()
{
  int day;
  scanf_s("%d", &day);
  switch (day) 
  {
  case 1:
    printf("星期一");
    break;
  case 2:
    printf("星期二");
    break;
  case 3:
    printf("星期三");
    break;
  case 4:
    printf("星期四");
    break;
  case 5:
    printf("星期五");
    break;
  case 6:
    printf("星期六");
    break;
  case 7:
    printf("星期天");
    break;
  default:
    printf("错误的输入");
  }
  return 0;
}

2.3 switch和if的选择讨论

  • 如果判断的具体数值不多,而且符合是基本数据类型的匹配,建议使用switch语句。
  • 其它情况:对于区间判断,对结果为boolean类型判断,使用 if。
  • if的使用范围其实比switch更广。


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