到目前为止,我们只见过两种语句: return 语句和表达式语句。根据语句对执行顺 序的影响,C 语言其余语句大多属于以下 3 大类。
- 选择语句: if 语句和 switch 语句。
- 循环语句: while 语句, do...while 语句和 for 语句。
- 跳转语句: break 语句, continue 语句和 goto 语句 ( return 语句也属于此类)。
- 复合语句 (把几条语句组合成一条语句)。
- 空语句 (不执行任何操作)。
一、选择语句
if 语句
if 语句最简单的格式为:
if (expr) statement
比如下面这个示例:
if (line_num == MAXLINES)line_num = 0;
注意: 不要混淆 == 和 =。语句 if (i == 0) ... 测试 i 是否等于 0;而语句 if (i = 0) ... 则是先把 0 赋值给 i,然后测试赋值表达式的值是否非零,在这种情况下,测试总 是失败的。
复合语句
如果我们想用 if 语句控制两条或者更多条语句,该怎么办呢?这时,就需要引入复合语句了。复合语句格式如下:
{ statements }
通过将多条语句用花括号括起来,可以强制编译器将其作为一条语句来处理。如:
{line_num = 0;page_num++;
}
这样,我们就可以在 if 语句中使用复合语句了:
if (line_num == MAX_LINES) {line_num = 0;page_num++;
}
e l s e 子句
if 语句还可以有 else 子句,其格式为:
if (expr) statement
else statement
如果 expr 的值为 0,那么就执行 else 子句。如:
if (i > j)max = i;
elsemax = j;
C 语言对 if 语句内部的语句没有任何限制。事实上,在 if 语句内部嵌套其他 if 语句是非常普遍的。比如,我们可以用下面的语句找出 i, j, k 中的最大值:
if (i > j) {if (i > k)max = i;elsemax = k;
} else {if (j > k)max = j;else max = k;
}
级联式 if 语句
写程序时,我们经常需要判定一系列条件,直到某个条件为真。级联式 if 语句往往 是编写这类程序的最好方法。如:
if (n < 0)printf("n is less than 0\n");
else if (n == 0)printf("n is equal to 0\n");else printf("n is greater than 0\n");
虽然第二个 if 语句是嵌套在第一个 if 语句内部的,但 C 程序员通常不会像上面一 样对第二个 if 语句进行缩进,而是写成下面这样:
if (n < 0)printf("n is less than 0\n");
else if (n == 0)printf("n is equal to 0\n");
elseprintf("n is greater than 0\n");
因此,级联式 if 语句有自己独特的书写形式:
if (expr)statement
else if (expr)statement
...
else if (expr)statement
elsestatement
级联式 if 语句不是新的语句类型。它仅仅是普通的 if 语句,只是碰巧它 的 else 子句又是一条新的 if 语句,以此类推...
悬空 e l s e 问题:
当 if 语句嵌套时,我们需要当心臭名昭著的"悬空 else"问题。思考下面这个例子:
#include<iostream>
#define SIZE(a) (sizeof(a) / sizeof(a[0]))using namespace std;int main(){
int x = 10, y = 0, result;
if (y != 0)if (x != 0)result = x / y;
else printf("Error: y is equal to 0\n");return 0;
}
上面 else 子句究竟属于哪一个 if 语句呢?缩进暗示它属于最外层的 if 语句。然 而 C 语言遵循的规则是 else 子句应该属于离它最近的,且还没有和其他 else 匹配 的 if 语句。因此,在这个例子中, else 子句属于内层的 if 语句。
为了使 else 子句属于外层的 if 语句,我们可以用花括号将内层的 if 语句括起 来:
if (y != 0) {if (x != 0)result = x / y;
} elseprintf("Error: y is equal to 0\n");
条件表达式
C 语言提供了一种特殊的运算符——条件运算符,这种运算符可以根据条件产生两个 值中的一个。条件运算符由 ? 和 : 组成,其格式如下:
expr1 ? expr2 : expr3
条件运算符是 C 语言中唯一一个有 3 个操作数的运算符,因此我们又把它称为三目运算符。 条件表达式的求值步骤是:首先计算 expr1 的值,如果该值不为 0,则计算 expr2 的 值,并且把 expr2 的值当作整个表达式的值;如果 expr1 的值为 0,那么计算 expr3 的值,并把 expr3 的值当作整个表达式的值。 请看下面的示例:
int i, j, k;
i = 1;
j = 2;
k = i > j ? i : j;
k = i > j ? i++ : j++;
k = (i >= 0 ? i : 0) + j;
顺便说以下,最后一条语句的圆括号是必须的,因为三目运算符的优先级只比赋值运算符的优先级高一点。
布尔值
bool flag = true;
switch 语句
在日常编程中,常常需要把表达式和一些列值进行比较,从中找出匹配的值。前面可 以看到,级联式 if 语句可以可以达到这个目的。
if (grade == 4)printf("Excellent");
else if (grade == 3)printf("Good");
else if (grade == 2)printf("Average");
else if (grade == 1)printf("Poor");
else if (grade == 0)printf("Failing");
else printf("Illegal grade");
C 语言提供了 switch 语句作为这类级联式 if 语句的替换。如上面的例子可以写成 这样:
switch (grade) {
case 4: printf("Excellent");break;
case 3: printf("Good");break;
case 2: printf("Average");break;
case 1: printf("Poor");break;
case 0: printf("Failing");break;
default:printf("Illegal grade");break;
}
switch 语句往往比级联式 if 语句更容易阅读。此外,switch 语句的执行速度也会比 if 语句快一些。
switch 语句相对来说比较复杂,下面我们来看以下它的组成成分:
控制表达式。 switch 后边表达式的值必须是整数类型。C 语言把字符类型也当作整 数来处理,因此 switch 语句也可以对字符类型进行判定。但是,不能判定浮点数和字符串 (why?)。
分支标号。 case 后边必须跟常量表达式,并且常量表达式的值必须是整数(字符类型也可以)。 常量表达式:即能够在编译期间求值的表达式。
语句。每个 case 后面可以跟任意数量的语句 (不需要用花括号括起来)。每组语句的 最后通常是一条 break 语句。
注意switch语句不能进行范围比较,switch语句在C 语言中不允许有重复的分支标号,但对分支的顺序没有要求,特别是 default 分支不一 定要放到最后。而且 switch 语句不要求一定要有 default 分支。如果 default 不存在, 而且控制表达式的值和任何一个分支标号都不匹配,控制会直接传递给 switch 后面的语句。
多个分支标号,可以共用一组语句。如:
switch (grade) {
case 4: case 3: case 2: case 1: printf("Passing");break;
case 0: printf("Failing");break;
default:printf("Illegal grade");break;
}
case 穿透(/*break through*/)
switch (grade) {
case 4: printf("Excellent");
case 3: printf("Good");
case 2: printf("Average");
case 1: printf("Poor");
case 0: printf("Failing");
default:printf("Illegal grade");
}
【练】利用 switch 语句编写一个程序,把用数字表示的成绩转化为字母表示的等级。 评定规则为: A为 90~100,B为 80~89,C为 70~79,D 为 60~69,F 为 0~59。如果成 绩高于100或者低于0,则显示出错消息。
二、循环语句
C 语言提供了 3 种循环语句,即while语句,do...while语句和for语句。while语句在循环体执行之前测试控制表达式,do...while循环在循环体执行之后测试控制表达式,for语句则非常适合那些递增或递减计数变量的循环。
while 语句
i = 10;
while (i > 0) {
printf("Counting down: %d\n", i);
i--;}
如果控制表达式的值始终非零,那么while语句将永远执行下去。事实上,有时候我们会故意用非零的常量表达式作为控制表达式,以此来构造无限循环。
/* idiom */
while (1) ...
除非循环体内含有跳出循环的控制语句 (break, goto, return) 或者调用了导致程序终止的函数,否则上述形式的while语句将永远执行下去。
do...while 语句
do...while语句和while语句关系紧密。事实上,do...while语句本质上就是while语句,只不过其控制表达式是在每次执行完循环体之后进行判定的。do...while语句的格式如下:
do statement while (expr) ;
执行do...while语句时,先执行循环体,再计算控制表达式的值。如果表达式的值非零,那么继续执行循环体,然后再计算表达式的值;如果表达式的值为零,则终止do...while语句的执行。如:
i = 10;
do {printf("Counting down: %d\n"; i);i--;
} while (i > 0);
do...while 语句和 while 语句的唯一区别是:do...while 语句的循环体至少会执行一次,而 while 语句在控制表达式的值初始为 0 时,一次都不会执行。
for 语句
现在介绍 C 语言中最后一种循环,也是功能最强大的一种循环:for语句。for语句非常适合那些递增或递减计数变量的循环,当然它也可以灵活地应用在许多其他类型的循环中。for语句的格式如下:
for (expr1; expr2; expr3) statement
for(i = 10; i > 0; i--) printf("Counting down: %d\n"; i);
省略 for 语句中的表达式
for 语句远比现在看到的更加灵活,C 语言允许 for 语句省略一些或者是全部的表达式。
如果省略 expr1,那么在执行循环前没有初始化的操作:
i = 10;
for (; i > 0; --i) printf("Counting down: %d\n", i);
如果省略 expr3,那么循环体需要确保 expr2 的值最终会变成 0:
for (i = 10; i > 0; ) printf("Counting down: %d\n", i--);
当同时省略 expr1 和 expr3 时,那么for语句和while语句就没有任何分别,如:
i = 10;
for (; i > 0; ) printf("Counting down: %d\n", i--);
等价于
i = 10;
while (i > 0) printf("Counting down: %d\n", i--);
在 C99 中,for语句的第一个表达式可以替换为一个声明,这一特性使得程序员可以声明一个用于循环的变量:
for (int i = 0; i < n; i++) ...
变量 i 不需要在该语句前进行声明。如果变量 i 在之前已经进行了声明,这个语句将创建一个新的 i,且该变量只能在循环内使用。for语句声明的变量在循环外是不可见的:
for (int i = 0; i < n; i++)
{ ... printf("%d", i); /* legal */ ...
}
printf("%d", i); /* Wrong */
顺便提一下,for 语句可以声明多个变量,只要它们的类型相同:
for (int i = 0, j = 0; i < n; i++) ...
逗号表达式
逗号表达式的求值分为两步:第一步,计算 expr1 并且扔掉计算出的值;第二步,计算 expr2,把这个值作为整个表达式的值。对 expr1 的计算应该产生一些副作用,否则 expr1 就没有存在的必要了。举个例子:
逗号表达式是左结合的,因此编译器会把表达式
i = 1, j = 2, k = i + j
解释为 (i = 1, j = 2), k = i + j
C 语言之所以提供逗号运算符,是为了在只能有一个表达式的地方可以使用两个甚至是多个表达式。换句话说,逗号运算符允许将两个表达式"粘"在一起,构成一个表达式 (和复合语句类似,复合语句可以把一组语句当成一条语句来使用)。
for (sum = 0, i = 1; i <= N; i++) sum += i;
三、跳转语句
break
switch, while, do...while 和 for 语句。但是当这些语句嵌套时,break只能跳出包含break语句的最内层嵌套。
continue
break 语句会把控制转移到整个循环的后面,而 continue 会将控制转移到循环体的末尾。break 语句会跳出循环,而 continue 语句仍然留在循环体内。break 语句和continue 语句还有另外一个区别:break 语句可以用于 switch 语句和循环,而continue 只能用于循环。