【C语言基础系列】C语言分支结构

写在前面：学习的第一门语言是Java，之前对C也了解一点，也只是了解一点，在加上长时间没有接触了，基本就只会一个Hello World了。现在由于准备升本考试，不得不从头开始学C。这里从零开始，记录C语言学习点滴。欢迎正在学习C语言的小伙伴一起学习，未来可期，一起加油！

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关系运算符

在学习分支结构前，先来了解一下C语言的关系运算符。在C语言中，关系运算符就是比较运算符，对两个操作数进行比较，结果为“真”或“假”。C语言共提供了6中关系运算符，如下：

运算符	<	<=	>	>=	==	!=
名称	小于	小于或等于	大于	大于或等于	等于	不等于

if-else语句

if-else语句的一般形式为：
if(表达式)
    语句1;
else
    语句2;

该语句用于实现分支结构，根据表达式的值选择语句1或语句2中的一条执行。if-else语句的执行流程如下：

首先需要求解表达式，如果表达式的值为“真”，则执行语句1；如果表达式的值为“假”，则执行语句2。
例：判断一个数字是奇数还是偶数。

#include

int main(){
    int x;
    printf("请输入一个数字：");
    scanf("%d", &x);
    if(x % 2 == 0){
        printf("%d是偶数！\n", x);
    }else{
        printf("%d是奇数！\n", x);
    }
    return 0;
}

scanf()函数：
上述代码中的scanf()函数是系统提供的用于输入的库函数，也在系统文件stdio.h中声明。该函数用于从键盘输入数据，其调用格式与函数printf()类似：
scanf(格式控制字符串，输入参数1，…，输入参数n);
格式控制字符串表示输入的格式，输入参数是变量地址(变量名前加&)。
格式控制字符串中包含两种信息：格式控制说明和普通字符。
① 格式控制说明：按指定的格式读入数据，它包含以%开头的格式控制字符，不同类型的数据采用不同的格式控制字符(和printf()函数一样)。
scanf()函数的输入参数必须和格式控制字符串中的格式控制说明相对应，并且它们的类型，个数和位置要一一对应。
② 普通字符：在输入数据时，需要原样输入的字符。
例：scanf(“x=%d”, &x);
程序输入：
x = 13

上述代码运行效果：

多分支结构和else-if语句

else-if语句是最常用的实现多分支(多路选择)的方法，一般形式为：
if(表达式1)
    语句1;
else if(表达式2)
    语句2；
…
else if(表达式n-1)
    语句n-1;
else
    语句n；

执行的流程图如下：

首先会求解表达式1，如果表达式1的值为“真”，则执行语句1，并结束整个if语句的执行，否则，求解表达式2…最后的else处理给出条件都不满足的情况，即表达式1、表达式2…表达式n-1的值都为“假”时，执行语句n。

下面来看一个简单的例子：
输入一个形式如 “操作数    运算符   操作数” 的四则运算表达式，输出运算结果。

#include

int main(){
    double value1, value2;
    char op;

    printf("请输入一个表达式: ");
    scanf("%lf%c%lf", &value1, &op, &value2);

    if(op == '+')
        printf("%.2f + %.2f = %.2f\n", value1, value2, value1+value2);
    else if(op == '-')
        printf("%.2f - %.2f = %.2f\n", value1, value2, value1-value2);
    else if(op == '*')
        printf("%.2f * %.2f = %.2f\n", value1, value2, value1*value2);
    else if(op == '/')
        printf("%.2f / %.2f = %.2f\n", value1, value2, value1/value2);
    else
        printf("请输入正确格式数据！\n");

    return 0;
}

char字符内息的数据，包含一个字符型常量，字符写在单引号中。
输出%.2f为输出字符型变量，并保留2位小数。
上述案例中输出结果为：

字符型数据的输入和输出
字符型数据的输入输出可以用scanf()、printf()，也可以用getchar()、putchar()。
scanf()和printf()这里就不多说了，这里说一下getchar()和putchar()。

字符输入函数getchar()
调用字符输入函数getchar()可以从键盘输入一个字符。
设ch是字符型变量，函数getchar()的一般使用格式为：
ch = getchar();
其功能是从键盘输入一个字符，并赋值给变量ch。
由于函数getchar()只能读入一个字符，如果输入多个字符，则需要多次调用该函数。

字符输出函数putchar()
调用字符输出函数putchar()可以输出一个字符
函数putchar()的一般调用格式为：
putchar(输出参数);
其功能是输出参数是字符型变量或字符型常量。

【注】函数getchar()和putchar()只能处理单个字符的输入和输出，即调用一次函数，只能输入或输出一个字符。

逻辑运算符
上面的例子关系表达式都是只给定了一个条件，如果需要同时满足两个条件时，就需要用到逻辑运算符了。C语言提供了三种逻辑运算符，如下：

运算符	！	&&	||
名称	逻辑非	逻辑与	逻辑或

设a和b表示逻辑运算对象，逻辑运算符的功能描述如下：
！a：如果a为“真”，结果是“假”；如果a为“假”，结果是“真”。
a && b：当a和b都为“真”时，结果是“真”；否则结果为“假”。
a || b：但a和b都为“假”时，结果是“假”；否则结果是“真”。

同样来通过一个例子来了解一下其用法
判断键盘输入的字符是否为英文字母

#include

int main(){
    char ch;
    printf("请输入一个字符：");
    ch = getchar(); /* 输入一个字符赋值给ch变量 */
    printf("输入的字符为：");
    putchar(ch);

    if((ch >= 'a' && ch <= 'z') || (ch >= 'A' && ch <= 'Z')){
        printf("\n%c是字母！", ch);
    }else{
        printf("\n%c不是字母！", ch);
    }

    return 0;
}

测试运行结果如下：

输入一个年份，判断是否是闰年

#include

int main(){
    int year;
    printf("请输入一个年份：");
    scanf("%d", &year);
    if((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0))
        printf("%d是闰年", year);
    else
        printf("%d不是闰年", year);

    return 0;
}

测试结果如下：

嵌套if语句
在if-else语句的内嵌语句是另一条基本的if语句，就形成了嵌套的if-else语句。形式如下。
if(表达式1)
    if(表达式2)   语句1;
    else   语句2;
else
    if(表达式3)   语句3;
    else 语句4;

流程图如下：

具体用法如下：

#include

int main(){
    int x;
    printf("请输入一个整数：");
    scanf("%d", &x);
    if(x > 50){
        if(x % 2  == 0){
            printf("%d是一个大于50的偶数！", x);
        }else{
            printf("%d是一个大于50的奇数！", x);
        }
    }else{
        printf("%d小于50", x);
    }

    return 0;
}

测试效果如下：

switch语句

switch语句可以处理多分支选择问题，根据其中break语句的使用方法(break语句为强制结束循环)，一般分两种情况。
1、在switch语句的每个语句段中都使用break语句，也是switch语句的主要使用方法，一般形式为：
switch(表达式){
    case 常量表达式1：语句段1; break;
    case 常量表达式2：语句段2: break;
        …
    case 常量表达式n：语句段n; break;
    default： 语句段n+1; break;
}
该switch语句的执行流程如下：

首先求解表达式，如果表达式的值与某个常量表达式的值相等，则执行该常量表达式后的相应语句段，如果表达式的值与任何一个常量表达式的值都不相等，则执行default后的语句段，最后执行break语句，跳出switch语句。
在switch语句中，表达式和常量表达式的值一般是整形或字符型。每个语句段可以包括一条或多条语句，也可以为空语句。
switch语句中default可以省略，如果省略了default，当表达式的值与任何一个常量表达式的值都不相等时，就什么都不执行。

还是上面的那个小例子：输入一个形式如 “操作数 运算符 操作数” 的四则运算表达式，输出运算结果。用switch语句编写。代码如下：

#include

int main(){
    double value1, value2;
    char op;

    printf("请输入一个表达式：");
    scanf("%lf%c%lf", &value1, &op, &value2);
    switch(op){
        case '+':
            printf("%.2f + %.2f = %.2f\n", value1, value2, value1+value2);
            break;
        case '-':
            printf("%.2f - %.2f = %.2f\n", value1, value2, value1-value2);
            break;
        case '*':
            printf("%.2f * %.2f = %.2f\n", value1, value2, value1*value2);
            break;
        case '/':
            printf("%.2f / %.2f = %.2f\n", value1, value2, value1/value2);
            break;
        default:
            printf("请输入正确格式数据！\n");
            break;
    }
    return 0;
}

运行效果如下：

2、在switch语句中不使用break语句
break语句在switch语句中是可选的，不使用break的switch语句如下：
switch(表达式){
    case 常量表达式1：语句段1;
    case 常量表达式2：语句段2:
        …
    case 常量表达式n：语句段n;
    default： 语句段n+1;
}

该switch语句的执行流程如下：

求解表达式后，如果表达式的值与某个常量表达式的值相等，则执行该常量表达式后的所有语句段，如果表达式的值与任何一个常量表达式的值都不相等，则执行default后的所有语句段。

不使用break时，如果表达式的值与常量表达式2的值相等，不但执行语句段2，还执行其后的所有语句段，即执行语句段2 ~ 语句段n+1。

比较这两种switch语句的形式和用法，如果执行相应的语句段后，要终止switch语句的继续执行，可以使用break语句，它一般放在语句段的最后，用于跳出正在执行的switch语句；否则，就继续执行其后的所有语句段。

由此可见，在switch语句所有语句段的末尾使用break，可以降低，清晰的实现多分支选择，这也是switch语句的主要使用方法。

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由于初学C语言，上述内容如有错误地方，恳请各位大佬指出！