第6章 选择结构程序设计

顺序结构程序设计最简单，但通常无法解决生活中的选择性问题。选择结构程序设计需要用到一些条件判断语句，可实现的程序功能更加复杂，程序的逻辑性与灵活性也更加强大。
本章致力于使读者掌握使用if语句进行条件判断的方法，并掌握switch语句的使用方式。
本章的知识架构及重难点如下：

6.1 if语句

日常生活中，为了使交通畅通有序，一般会在路口设立交通信号灯。信号灯为绿色时，车辆可以行驶通过；信号灯为红色时，车辆就要停止行驶。可见，信号灯给出了信号，人们通过不同的信号进行判断，然后根据判断的结果进行相应的操作。
在C语言程序中，要想完成这样的判断操作，利用的就是if语句。if语句的功能就像路口的信号灯一样，通过判断不同的条件，决定是否进行操作。
程序开发中，会遇到许多类似于红绿灯这样的“决策”，可将其简化成对某个“条件”的检验，进而转换为判断某个表达式的值是真还是假，最后根据真假情况选择性地执行后续的操作。除了没有在何返回值的函数和返回无法判断真假的结构函数，几乎所有表达式的返回值都可以判断真假。

6.2 if语句的基本形式

if语句中，首先判断表达式的值，然后根据该值的真假情况决定后续程序流程。表达式的值不等于0，就表示为真；否则，就是假值。if语句有if、if…else和else if 3种形式，下面介绍每种形式的具体使用方式。

6.2.1 if语句形式

if语句的一般形式如下：

if(表达式）语句

其中，括号中的表达式就是要进行判断的条件，语句则是要执行的对应操作。如果if判断括号中的表达式为真（非0），就执行后面的语句；如果为假（0），则不执行后面的语句。例如下面的代码：

if(iNum)printf("The truevalue");

上述代码中，如果变量iNum的值为真，则执行后面的printf输入语句；如果变量iNum的值为假，则不执行后面的printf语句。
用if语句解决红绿灯问题时，可以约定信号灯为1表示绿灯，则判断代码为：

if(iSignal==1) printf("the Signal Light is %d:",iSignal);

上述代码中，首先判断表达式”iSignal==1"是否成立，如果条件成立，那么判断结果是真值，执行后面的输出语句；如果条件不成立，那么判断结果为假值，不执行后面的输出语句。
前面两处示例代码中，if后的执行部分都只有一条语句。如果有两条语句，又该怎么办呢？这时可以使用大括号，使之成为语句块。例如：

ifCiSignal==1)
{printf("the Signal Light is %d:\n",iSignal);printf("Cars can run");
}

将执行的语句都放在大括号中，这样当if语句判断条件为真时，语句块内的内容将会全部被执行。使用这种方式的好处是可以规范、清晰地表达出if语句所包含的范围。建议大家在使用if语句时，都使用大括号将执行语句包括在内。

误区警示：
if语句的括号后一定不要加英文分号（；），否则将编译报错。例如：
if(i>100);
{sum=i+5000;printf("%d\n",sum);}如果已经报错，可根据错误提示，找到差错并修改代码。选择结构处理问题一定要把条件描述清楚，例如下面的语句是错误的。if(i/6<>0){...}

if语句的执行流程图如图6.1所示。

【例6.1】使用if语句模拟打卡签到 模拟此场景：一位职工早上上班打卡，她的工位号是13，密码是111,输入正确门禁卡会出现“谢谢，已签到”的字样。
在本实例中，为了模拟打卡签到，要使用if语句判断工位号和密码。如果工位号是13，同时密码是111，则通过printf函数提示“谢谢，已签到”。

（1）为了模拟打卡签到，要根据工位号和密码情况进行判断，这样就需要两个变量分别表示工位号和密码。在程序代码中，定义变量loc表示工位号，ser表示密码。
（2）输出提示信息，提醒用户输入loc、ser变量的值。此时用键盘输入“13，111”，表示工位号是13，密码是111。
（3）使用if语句判断，如果为真，则表示签到成功；如果为假，则表示签到不成功。因为输入的变量loc的值为13，ser的值是111，表达式loc13&&ser111的条件成立，因此判断的结果为真值，从而执行if语句后面大括号中的语句。
运行程序，显示效果如上图所示。
if语句可以多次使用，使得程序能根据不同的分支条件给出相应的操作。例如在例6.1中，虽然使用if语句对输入的loc、ser变量进行了判断，但是只给出了判断正确，也就是loc等于13、ser等于111时执行的操作，并没有给出判断错误时对应的操作。为了保证在用户输入错误的工位号、密码时，程序也能做出反应，需要再使用一次if语句。现在对例6.1进行完善。
【例6.2】完善模拟打卡签到 例6.1仅对打卡成功情况做出了相应操作，为进一步完善打卡签到失败时的操作，在程序中再添加一次if语句，对打卡签到失败的情况进行判断，并且在条件成立时给出相应操作。

（1）在例6.1的基础上进行修改，完善程序的功能。在代码中添加一个if判断语句，用来表示当loc!=13&&ser!=111时要进行的相应操作。
（2）从程序的开始处来分析整个程序的运行过程。使用scanf函数输入数据，这次用户输入的是“12、123”,表示工位号是12，密码是123。
（3）程序继续执行，第一个if语句判断loc==13&&ser=111是否为真，如果判断的结果为真，则说明签到成功。因为loc的值是 12，ser的值是123，所以判断的结果为假，不会执行第一个printf语句中的内容。
（4）接下来是新添加的if语句，在其中判断loc!=13&&ser!=111是否为真，如果判断成立为真，则表示签到不成功。因为输入的值为12、123，所以loc!=13&&ser!=111条件成立,执行第二个printf语句内容。
运行程序，显示效果如上图所示。

警示：刚开始编程在程序中使用if语句时，常常会将下面的两个判断弄混：
if(value){...}							/*判断变量值是否为真*/
if(value==0){...}						/*判断表达式的值是否为真*/

这两行代码中都有value变量，value值虽然相同，但是判断的结果却不同。第1行代码判断的是value的值是否为真，第2行代码判断的是value=0这个表达式是否成立。假定其中value的值为0，那么在第一个if语句中，value值为0即说明判断的结果为假，所以不会执行if后的语句。在第二个if语句中，判断的是value是否等于0,因为设定value的值为0，所以表达式成立，那么判断的结果就为真，执行if后的语句。

6.2.2 if…else语句形式

if语句只给出了条件为真时要执行某个操作，并未给出条件为假时具体要干什么。如果想在条件为假时执行另外一段代码，需要利用if…else语句来完成，其一般形式如下：

if(表达式）
{	语句块1;
{
else
{语句块2;
}

if…else语句的执行流程图如图6.4所示。

在if后的括号中判断表达式的结果，如果判断的结果为真值，则执行if后的语句块内容；如果判断的结果为假值，则执行else后的语句块内容。也就是说，当if语句检验的条件为假时，就执行else后面的语句或者语句块。例如：

if(value)
{printf("the value is true");
}
else
{printf("the value is false");
}

注意：
else语句必须跟在一个if语句的后面，不能独立使用。

【例6.3】条件判断真真假假 在本实例中，使用if…else语句判断用户输入的数值。输入的数字为0，表示条件为假;输入的数字为非0，表示条件为真。

（1）程序中定义变量iNumber用来保存用户输入的数据，然后通过if…else语句判断变量的值。
（2)用户输入数据的值为0，if语句判断iNumber变量，此时也就是判断输入的数值。因为0表示的是假，所以不会执行if后面紧跟着的语句块，而会执行else后面语句块中的操作，显示一条信息并将数值进行输出。
（3）从程序的运行结果也可以看出，当if语句检验的条件为假时，就执行else后面的语句或者语句块。
运行程序，显示效果如上图所示。
if…else语句也可以用来判断表达式，根据表达式的结果选择不同的操作。
【例6.4】计算员工工资 某公司的薪酬设计如下：工龄在5年以上，工资=基本工资+全勤奖+2倍的全勤奖；否则，工资=基本工资+全勤奖。本实例利用if…else语句判断并计算工资，具体代码如下：

（1）在程序运行过程中，利用printf函数先显示一条信息，提示用户输入一个数据，例如输入3。这个数据的数值由变量year保存。
（2）if语句判断表达式year>5的真假。如果判断的结果为真，说明工龄大于5，则执行if后的语句，输出“基本工资+全勤奖+2倍的全勤奖”的值；如果判断的结果为假，说明工龄小于等于5，则执行else后的语句，输出“基本工资+全勤奖”的值。因为year的值为3，所以year>5的关系表达式结果为假，这样执行的就是else后的语句，输出“基本工资+全勤奖”的值。
运行程序，显示效果如上图所示。

误区警示：
在使用if语句比较浮点数时，不要使用浮点值，这样就会导致实际结果的偏差，因为浮点值属于近似值。

【例6.5】根据时间输出问候语 输入一个时间，当时间小于12时，输出“Good day"；当时间等于12时，输出”Good noon";否则输出"Good evening"。本实例使用if…else语句实现，具体代码如下：

（1）程序运行时，先输出信息，提示用户输入一个时间。
（2）输入数字14，将其保存到变量time中。接下来使用if语句进行判断。
（3）第一个if语句判断time是否小于12，很明显判断结果为假，因此不会执行第一个if后语句块中的内容。
（4）第二个if语句判断time是否小于12，结果为假，因此不会执行第二个if后语句块中的内容。
（5）因为第二个if语句为假值，不执行第二个if语句的话，就会执行else后的语句块输出信息"Good evening"。
运行程序，显示效果如上图所示。

注意：
上面这个程序实际上是存在一些问题的，假如用户输入的数值为5，第一个if语句判断为真值，则会执行后面紧跟着的语句块。紧接着，第二个if语句判断出time值不等于12，为假值，所以会执行else后的语句块，如图6.8所示。注意，else后的语句执行是我们不希望发生的，6.2.3节中会介绍解决这个问题的方法。
![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/b9272315d1d04eb5976f7ccbd5f9aef7.png#pic_center)

6.2.3 else if 语句形式

利用if和else关键字的组合，可以实现else if语句。该语句可对一系列互斥的条件进行检验，从而解决较复杂的判断和决策问题。else if语句的一般形式如下：
if(表达式1）
{语句块1
}
else if(表达式2）
{语句块2
}
else if(表达式3）
{语句块3
}
...
else if(表达式 m)
{语句块 m
}
else
{语句块n
}

else if语句的执行流程图如图6.9所示。首先对if语句中的表达式1进行判断，如果结果为真值，则执行后面跟着的语句块1，然后跳过else if语句和else语句，如果结果为假，那么判断else if语句中的表达式2，如果表达式2为真值，那么执行语句块2而不会执行后面else if的判断或者else语句。当所有的判断都不成立，也就是都为假时，执行else后的语句块n。

误区警示：使用多个else if语句时，要格外注意下方的复合语句（即语句块）部分，大括号一定要保证成对匹配。

【例6.6】计算分段函数的值 利用选择结构设计一个程序，使其能计算如下分段函数：