第3章 程序设计基本结构

第3章程序设计基本结构3.1算法及算法描述方法3.2顺序结构3.3选择结构3.4循环结构3.5应用举例3.1算法及算法描述方法算法：编写程序的根本，针对不同问题找到适合表示该问题的算法是编程人员的根本要求算法需要具备以下特点：1．有穷性2．确定性3．可行性4．有0个或多个输入5．有一个或多个输出算法有以下几种常用的描述方法：1．用自然语言描述2．用流程图表示算法3．用代码表示算法例：求出三个整数中的最大数和最小数。(1)用自然语言描述算法(s1、s2……代表算法步骤)S1：输入三个整数a、b和c，定义两个变量max和min用于存放最大数和最小数；S2：比较a和b，如果a大于等于b，把a赋给max，b赋给min；否则a赋给min，b赋给max；S3：比较max和c，如果max小于c，则把c赋给max；S4：比较min和c，如果min大于c，则把c赋给min；S5：输出max作为最大数，输出min作为最小数。(2)用伪代码描述算法INPUTa，b，cIFa=bTHENmax=a,min=bELSEmax=b,min=aIFmaxcTHENmax=cIFmincTHENmin=cOUTPUTmax,minEND(3)用流程图描述算法结构化程序设计有三大基本结构：顺序结构、选择结构、循环结构。3.2顺序结构顺序结构程序是最简单的程序。由计算机硬件直接支持，自上而下顺序执行，无分支、无转移、无循环。其格式为：语句1；语句2；语句3；……语句n;程序执行时先执行语句1，然后执行语句2，接着执行语句3，……，最后执行语句n。例：输入一个三位数，依次输出该数百位，十位，个位数字。#includestdio.hvoidmain(){intnum,a,b,c;scanf(%d,&num);//允许用户从键盘输入一个三位整数，值赋给变量numa=num/100;//计算得到num的百位存入变量a中b=num/10%10;//计算得到num的十位存入变量b中c=num%10;//计算得到num的个位存入变量c中printf(百位：%d\n十位：%d\n个位：%d\n,a,b,c);}运行时，从键盘输入：456↙屏幕显示：百位：4十位：5个位：63.3选择结构（1）单分支if语句语句格式：if(表达式){语句}执行过程：例：输入任意两个整数num1、num2，求两个数中的最大值。#includestdio.hvoidmain(){intnum1,num2,max;printf(Pleaseinputtwonumbers:);//提示语，提示用户增加交互性scanf(%d,%d,&num1,&num2);//允许用户键入两个整数max=num1;if(maxnum2)//单分支if语句结构max=num2;printf(max=%d\n,max);}•if语句（有三种基本结构形式：单分支、双分支和多分支。）（2）双分支if语句语句的格式：if(表达式){语句1}else{语句2}执行过程：例：利用双分支结构实现求两个数中的最大值。#includestdio.hvoidmain(){intnum1,num2,max;printf(Pleaseinputtwonumbers:);//提示语，提示用户增加交互性scanf(%d,%d,&num1,&num2);//允许用户键入两个整数if(num1num2)max=num1;elsemax=num2;//双分支if语句结构printf(max=%d\n,max);}有if不一定有else有else一定有if（3）多分支if语句语句格式：if(表达式1){语句1}elseif(表达式2){语句2}elseif(表达式3){语句3}…elseif(表达式m){语句m}else{语句n}执行流程：例3.5有一函数：编一个程序，输入一个实型数x值后，输出y值。#includestdio.h#includemath.hvoidmain(){floatx,y;//定义两个实型变量x,yscanf(%f,&x);if(x0)y=sqrt(x);//数学函数sqrt()用来求开方elseif(x==0)y=1;elsey=sqrt(-x);//多分支if语句结构printf(x=%f,y=%f\n,x,y);}if语句的嵌套所谓if语句的嵌套，是指在if语句中又包含一个或多个if语句的情况。一般格式：if()if(){语句1}else{语句2}elseif(){语句3}else{语句4}其他格式：if()｛if()｛语句1｝｝else｛语句2｝规律：else总是与它最近的未曾配对的if配对。在实际编程中，为明确匹配关系，避免匹配错误，建议将内嵌的if语句，一律用花括号括起来，如以下形式：if(){if(){语句1}else{语句2}}else{if(){语句3}else{语句4}}书本例3.6便是使用if语句的嵌套形式实现的请问：else和哪个if配对？？？switch语句基本格式：switch(表达式){case常量表达式1:语句序列1case常量表达式2:语句序列2...case常量表达式n:语句序列ndefault:语句}执行流程：计算表达式的值，找到与某个case后面的常量表达式的值相等时，执行此case分支中的语句序列，然后继续执行下一个case分支对应的语句序列直至最后。若所有的case中的常量表达式的值都不能与表达式中的值相匹配，则执行default分支中的语句序列。说明：（1）关键字switch后面的表达式的值是整型或字符型。（2）关键字case后面的常量表达式的值也只能是整型或字符型，并且各case分支的常量表达式的值应各不相同。case与常量表达式之间一定要有空格分隔。（3）语句序列可以是多条语句，不需要像if语句用花括号括起。（4）当所有case的常量表达式都不能与表达式的值匹配时，执行default分支的语句。default分支不要求必须存在，程序员根据具体问题分析是否需要。若需要，在每个switch结构中default分支只能有一个。（5）各case及default分支的先后次序，不影响程序执行结果。（6）多个case也可以共用语句序列，此时不必重复书写，只需将共用语句序列的case情况连续书写，在其中最后一个case后书写语句序列即可。例：从键盘上输入一个百分制成绩score，按下列原则输出其等级：score≥90，等级为A；80≤score90，等级为B；70≤score80，等级为C；60≤score70，等级为D；score60，等级为E。#includestdio.hvoidmain(){intscore;printf(Inputascore(0~100):);//提示语scanf(%d,&score);//允许用户键入成绩switch(score/10)//构造表达式score/10，把连续的数据离散化{case10:case9:printf(grade=A\n);//case10和case9共用语句case8:printf(grade=B\n);case7:printf(grade=C\n);case6:printf(grade=D\n);case5:case4:case3:case2:case1:case0:printf(grade=E\n);//case5到case0共用语句default:printf(END\n);}}程序运行情况如下：Inputascore(0~100):75↙grade=Cgrade=Dgrade=EENDWhy？如何解决？#includestdio.hvoidmain(){intscore;printf(Inputascore(0~100):);scanf(%d,&score);switch(score/10){case10:case9:printf(grade=A\n);break;case8:printf(grade=B\n);break;case7:printf(grade=C\n);break;case6:printf(grade=D\n);break;case5:case4:case3:case2:case1:case0:printf(grade=E\n);break;default:printf(END\n);}}程序运行情况如下：Inputascore(0~100):75↙grade=Cbreak语句的作用！！！break语句也称为间断语句，在此处，若执行break语句将跳出switch语句。3.4循环结构（while语句、do-while语句、for语句以及goto语句）(1)while语句语句格式：while(表达式)循环体；执行流程：例：编写程序，求1+2+3+…+100的值。#includestdio.hvoidmain(){inti,sum;//i代表加数,sum作为和,此时两个变量是随机值i=1;//i赋初值1sum=0;//sum赋初值0while(i=100)//循环结束条件i=100{sum=sum+I;i++;//大括号中的两条语句构成循环体}printf(sum=%d\n,sum);}程序运行后的输出结果为：sum=5050注意：（1）while后紧跟圆括号（2）表达式是循环控制条件，避免“死循环”（3）循环体若是多条语句，一定要用“{}”括起（2）do–while语句语句格式：do循环体while(表达式);执行流程：例：用do-while语句求1+2+3+…+100的值。#includestdio.hvoidmain(){inti,sum;i=1;//赋初值sum=0;//赋初值do{sum=sum+i;i++;}while(i=100);printf(sum=%d\n,sum);}程序运行后的输出结果为：sum=5050注意：（1）while后面的分号不要丢失（2）执行流程注意与while语句比较while语句等价？？do-while语句（3）for语句语句格式：for(表达式1;表达式2;表达式3)循环体执行流程：例：用for语句求1+2+3+…+100的值。#includestdio.hvoidmain(){inti,sum;for(i=1,sum=0;i=100;i++)sum=sum+i;printf(sum=%d\n,sum);}程序运行后的输出结果为：sum=5050书本中列举了for语句中几种省略表达式的形式。这些等价形式虽然合法，但实际编程时还是提倡大家使用“经典格式”！（4）goto语句语句格式：goto语句标号;注意：关键字goto和语句标号之间用空格分隔，最后用分号结束。语句标号是任意合法的标识符（遵循标识符命名规则），当在标识符后面加一个冒号，如：“loop:”、“step1:”，该标识符就成了一个语句标号。执行过程：程序执行到goto语句时，程序无条件地转移到语句标号所标识的语句处，并从该语句继续执行。例：用goto语句求1+2+3+…+100的值。#includestdio.hvoidmain(){inti=1,sum=0;loop:sum+=i;//语句标号loop：i++;if(i=100)gotoloop;//若满足条件i=100，执行goto语句printf(%d\n,sum);}程序的运行情况是：5050初学者慎用！！（5）break语句和continue语句（用于循环体！）break语句语句格式：break；功能：前面提到用break语句可以跳出switch语句体，程序继续执行switch语句体后面的程序。在循环结构中，也可以用break语句跳出本层循环体，从而提前结束本层循环。例：#includestdio.hvoidmain(){inti=0;//赋初值0while(i20){i++;if(i%5==0)break;printf(%d,,i);}}结果：1，