分支和循环语句 (1 / 2)

1. if 语句

1.1 if

if 语句的语法形式如下

if ( 表达式 )
    语句

表达式为真，则执行语句；表达式为假，则不执行该语句。

在C语言中，0为假，非0表示为假。也就是说，当表达式的结果是0时，则语句不被执行；当表达式的结果是1时，则该语句被执行。

代码题：输入一个整数，判断是否为奇数

# include <stdio.h>
int main()
{
    int num = 0;
    // 输入
    scanf("%d", &num);
    // 判断和输出
    if (num % 2 == 1)
        printf("%d 是奇数", num);
    return 0;
}

1.2 else

在上面的代码当中，我们可以看到如果过输入的数是一个奇数，它会输出该数是一个奇数。如果输入的一个数它不是奇数，而是一个偶数呢？

因此，我们对上面的代码题目进行变形，即：如果任意一个非零数的整数，我们要清除的判断是奇数还是偶数。这时我们就需要用到if...else...语句了，其语法格式如下

if ( 表达式 )
    语句1
else
    语句2

若表达式为真，则执行语句1；若表达式为假，则执行语句2。

代码题：输入一个整数，判断是否为奇数，如果为奇数打印奇数，否者打印偶数

# include <stdio.h>
int main()
{
    int num = 0;
    // 输入
    scanf("%d", &num);
    // 判断和输出
    if (num % 2 == 1)
        printf("%d 是奇数\n",num);
    else
        printf("%d 是偶数\n",num);
    return 0;
}

1.3 分支中包含多条语句

一个错误的代码举例

#include <stdio.h>
int main()
{
    int age = 0;
    scanf("%d", &age);
    if (age >= 18)
        printf("成年\n");
        printf("完全民事行为能力人\n");
    else
        printf("未成年\n");
        printf("限制或无民事行为能力人");
    return 0;
}

这个错误的原因是：在C语言默认情况下，if和else的后面只能跟着一条语句

如果要跟多条语法的话，可以使用{},修正代码如下

#include <stdio.h>
int main()
{
    int age = 0;
    scanf("%d", &age);
    if (age >= 18)
    {
        printf("成年\n");
        printf("完全民事行为能力人\n");
    }
    else
    {
        printf("未成年\n");
        printf("限制或无民事行为能力人");
    }
    return 0;
}

1.4 嵌套if

在if else语句中，else可以与另一个if语句连用，构成多重判断。

代码题：要求输入一个整数，判断输入的整数是0，还是正数或者负数。

• 解答方式一：

  # include<stdio.h>
  int main()
  {
      int num = 0;
      // 输入
      scanf("%d", &num);
      // 判断和输出
      if (num == 0)
          printf("输入的值是0\n");
      else
      {
          if (num > 0)
              printf("输入的值是正数\n");
          else
              printf("输入的值是负数\n");
      }
      return 0;
  }

• 解答方式二：也是比较推荐的写法

  # include <stdio.h>
  int main()
  {
      int num = 0;
      //输入
      scanf("%d", &num);
      // 判断和输出
      if (num == 0)
          printf("输入的值是0\n");
      else if (num > 0)
          printf("输入的值是正数\n");
      else
          printf("输入的值是负数\n");
      return 0;
  }

一个小练习：

输入一个人的年龄

如果年龄 < 18岁， 打印"少年"

如果年龄 在 18岁到44岁， 打印"青年"

如果年龄 在 45岁到59岁， 打印"中老年"

如果年龄 在 60岁到89岁， 打印"老年"

如果年90岁及以上， 打印"老寿星"

我将在本篇文档的末尾放入我的解答方案

如果有多个if和else，可以记住这样一条规则，else总是跟最近的if匹配

我们首先从下面的代码开始

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

程序运行的结果是什么，

很多初学者，上来判断a是0，不等于1，那就执行else语句，打印hehe

但是当去运行该段代码，输出的结果实际上是啥都不输出

因此我们一定要养成良好的代码习惯，上段代码复制到编译器VS2022后会自动对齐即，else总是跟最近的if匹配，如下图所示

2. 关系操作符

C语言用于比较的表达式，称为 "关系表达式" ,里面使用的运算符就成为 "关系运算符" ，主要有下面6个

• >: 大于运算符
• <：小于运算符
• >=：大于等于运算符
• <=：小于等于运算符
• ==：相等运算符
• !=：不相等运算符

下面是一些例子

# include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 0;
    int b = 0;
    // 输入
    scanf("%d %d", &a, &b);
    // 判断和输出
    if (a > b)
        printf("haha\n");
    else if (a < b)
        printf("hehe\n");
    else if (a == b)
        printf("xixi\n");
    return 0;
}

关系表达式通常返回0和1，表示真假

C语言中，0表示表达式为假，非零表示表达式为真， 比如40 > 36表达式返回值为1, 36 > 40表达式返回值为0。

关系表达式常用于if或while结构。

注意区分： 赋值运算符 = 和 相等操作符 == ,有时候，虽然赋值运算符和相等操作符被混用，它可以运行，但很容易出现下面意想不到的结果。大家认为下面的代码会输出什么呢？

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = (5 == 5);
    printf("%d\n", a);
    return 0;
}

• 当一个变量和一个常量作比较的时候，应该怎么写？

  建议把常量放在 == 的左边

  #include <stdio.h>
  int main()
  {
      // = or ==
      int a = 5;
      if (5 == a)
      {
          printf("hehe\n");
      }
      return 0;
  }

关系操作符尽量不要连着使用，例如

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 3;
    int b = 7;
    int c = 4;
    if (a < b < c)
        printf("hehe\n");
    return 0;
}

我们尝试运行该代码，程序判断表达式a<b<c为真，输出hehe，

但是我们从数学的角度来看3<7<4显然是不正确，但是为什么程序会打印hehe。

而在计算机的视角，连续的关系操作符，会从左向右依次判断，首先是判断a<b(3<7)，表达式成立，此时3<7<4就写成了1<7，表达式以及成立，因此，程序判断表达式a<b<c为真，输出hehe

所以，要构造一个符合数学逻辑的关系操作的表达式，修改后的代码为

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 3;
    int b = 7;
    int c = 4;
    /*if (a < b < c)
        printf("hehe\n");*/
    if (a < b && b < c)
        printf("hehe\n");
    return 0;
}

这里的&&为逻辑且 ，即 a < b为真并且b < c为真时，表达式才为真

代码题：我们输入一个年龄，如果年龄在18岁~36岁之间，我们输出青年

#include <stdio.h>
int main()
{
    int age = 0;
    // 输入
    scanf("%d", &age);
    // 判断和输出
    if (age >= 18 && age <= 36)
        printf("青年\n");
    return 0;
}

3. 条件操作符

条件操作符也叫做三目操作符，需要接受三个操作数，语法格式如下

exp1 ? exp2 : exp3

• 说明：如果语句1表达式为真，则执行语句2；如果语句1表达式为假，则执行语句3

代码题：使用条件表达式实现找两个数中的最大值

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 0;
    int b = 0;
    scanf("%d", &a);
    int m = (a > b ? a : b);
    printf("m = %d\n", m);
    return 0;
}

4. 逻辑操作符：&&，||，！

逻辑运算符提供逻辑判断功能，用来构建更复杂的表达式，主要有下面三个运算符

• !: 逻辑取反运算符（它能够改变单个运算符的真假）
• &&:逻辑与运算符，就是并且的意思。也就是说，当&&两侧的表达式都是真的时候，整个表达式才为真；两侧的表达式只要有一个为假，那么整个表达式就是假的。
• ||:逻辑或运算符，就是或者的意思。也就是说，当||两侧的表达式只要有一个为真，那么整个表达式就为真；当两侧的表达式全为假时，整个表达式才为假。

注意： C语言中，非0表示真，0表示假。

逻辑取反运算符 ！

a	!a
非0	0
0	1

比如，我们有一个变量叫做flag,如果flag为假，要做一个什么事情，就可以写出下面的代码

#include <stdio.h>
int main()
{
    int flag = 5;
    scanf("%d", &flag);
    if (!flag) // flag 为假要做什么事
    {
        printf("haha\n");
    }
    return 0;
}

如果flag为真，!flag就是假；如果flag为假，!flag就是真。所以该段代码的意思就是如果flag为假，执行if语句中的代码。

逻辑与运算符 &&

表达式：a	表达式：b	表达式：a&&b
非0	非0	1
非0	0	0
0	非0	0
0	0	0

&&就是逻辑与运算符，就是并且的意思。&&是一个双目操作符,使用的方式是a&&b,&&两边的表达式都是真的时候，整个表达式才为真；只要有一个表达式是假的，则整个表达式为假。

例如，一年当中哪些月份是春天？

请使用代码实现，输入一个月份，判断他是不是春天。

思路： 一年有1月~12月，这其中，3月，4月，5月是春天，

假设我们的输入是x,此时x必需满足：

3 <= x <= 5

也就是，既要满足大于等于3，又要满足小于等于5

以下是示例代码：

#include<stdio.h>
int main()
{
    int month = 0;
    scanf("%d", &month);
    if (month >= 3 && month <= 5)
    {
        printf("春天\n");
    }
    return 0;
}

逻辑或运算符 ||

||就是逻辑或运算符，就是或者的意思。||是一个双目操作符,使用的方式是a||b,||两边的表达式只要有一个表达式是真的，则整个表达式为真；两边的表达式都是假的时候，整个表达式才为假。

例如，一年当中哪些月份是冬天？

请使用代码实现，输入一个月份，判断他是不是冬天。

思路： 一年有1月~12月，这其中，1月，2月，12月是冬天，

假设我们的输入是x,此时x必需满足：

x == 1 或者 x == 2 或者 x == 12

也就是，输入的x满足：等于1，等于2 ，等于12

三个等式满足其中一个即可

以下是示例代码：

#include<stdio.h>
int main()
{
    int month = 0;
    scanf("%d", &month);
    if (month == 1 || month == 2 || month == 12)
    {
        printf("冬天\n");
    }
    return 0;
}

练习：闰年的判断

输入一个年份year，判断year是否式闰年

闰年的判断规则：（下面的条件满足其中一个即可）

1. 能被4整除并且不能够被100整除的是闰年
2. 能被400整除的是闰年

以下是一段代码示例

#include<stdio.h>
int main()
{
    int year = 0;
    scanf("%d", &year);
    
    //方法1
    if ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0))
    {
        printf("%d 是闰年", year);
    }
​
    // 方法2
    if ((year % 4 == 0) && (year % 100 != 0))
    {
        printf("%d 是闰年", year);
    }
    else if (year % 400 == 0)
    {
        printf("%d 是闰年", year);
    }
    return 0;
}

短路

C语言逻辑运算符还有一个特点，它总是先对左侧的表达式求值，再对右边的表达式求值，这个顺序是可以保证的。如果左边的表达式满足逻辑运算符的条件，就不再对右边的表达式求值，这种情况称为**''短路"**

像前面的代码：

if (month >= 3 && month <= 5)

表达式中&&的左边操作数是 month >= 3,右边的操作数为month <= 5。当输入的值不满足左边的操作数 month >= 3时，即使不判断右边的操作数month <= 5，也能够得出整个表达式的结果为假 （值为0）。

也就是说对于逻辑与运算符 --- &&,左边操作数的结果为0时，右边的操作数就不再执行。

那么对于逻辑或运算符 --- || 呢？我们结合前面的代码：

if (month == 1 || month == 2 || month == 12)

如果输入的值满足 month == 1，则不用再判断month是否等于2或12，整个表达式为真（值为1）。

所以，逻辑或运算符 --- || 的左边操作数的结果不为0时，就无需执行右边操作数。

像这种仅仅根据左操作数的结果就能知道整个表达式的结果，不再对右操作数进行计算的运算称为短路求值。

下面是一个关于短路求值的问题的代码示例

#include<stdio.h>
int main()
{
    int i = 0, a = 0, b = 2, c = 3, d = 4;
    // 问题1
    i = (a++ && ++b && d++);
    // 问题2 
    i = (a++ || ++b || d++);
    printf("i = %d, a = %d, b = %d, c = %d, d = %d", i, a, b, c, d);
    return 0;
}

参考代码 1.4 节练习

• 方法1

  # include <stdio.h>
  int main()
  {
      int age = 0;
      // 输入
      scanf("%d", &age);
      // 判断和输出
      if (age < 18)
          printf("未成年\n");
      else if (age <= 44)
          printf("青年\n");
      else if (age <= 59)
          printf("中老年");
      else if (age <= 89)
          printf("老年");
      else
          printf("老寿星");
      return 0;
  }

• 方法2

  # include <stdio.h>
  int main()
  {
      int age = 0;
      // 输入
      scanf("%d", &age);
      // 判断和输出
      if (age < 18)
          printf("未成年\n");
      else
      {
          if (age <= 44)
              printf("青年\n");
          else
          {
              if (age <= 59)
                  printf("中老年");
              else
              {
                  if (age <= 89)
                      printf("老年");
                  else
                      printf("老寿星");
              }
          }
      }
      return 0;
  }

来源

本篇文章来自于b站鹏哥C语言教学视频的学习笔记