C | C控制语句：分支和跳转

目录

一、if语句

二、if else语句

2.1 另一个示例：介绍getchar()和putchar()

2.2 ctype.h系列的字符函数

2.3 多重选择else if

2.4 else与if配对

2.5 多层嵌套的if语句

三、逻辑运算符

3.1 备选拼写：iso646.h头文件

3.2 优先级

3.3 求值顺序

3.4 范围

四、一个统计单词的程序

五、条件运算符：?:

六、循环辅助：continue和break

6.1 continue语句

6.2 break语句

七、多重选择：switch和break

7.1 switch语句

7.2 只读每行的首字符

7.3 多重标签

7.4 switch和if else

八、goto语句

---

一、if语句

if语句被称为分支语句（branching statement）或选择语句（selection statement）。

通用形式如下：
if ( expression )
        statement

expression使用任意表达式，表达式的值为0则为假，通常为关系表达式。statement部分可以是一条简单语句或复合语句。

// colddays.c -- 找出0℃以下的天数占总天数的百分比
#include 
int main(void)
{
	const int FREEZING = 0;
	float temperature;
	int cold_days = 0;
	int all_days = 0;
	printf("Enter the list of daily low temperatures.\n");
	printf("Use Celsius, and enter q to quit.\n");
	while (scanf("%f", &temperature) == 1)
	{
		all_days++;
		if (temperature < FREEZING)
			cold_days++;
	}
	if (all_days != 0)
		printf("%d days total: %.1f%% were below freezing.\n",
		all_days, 100.0 * (float)cold_days / all_days);
	if (all_days == 0)
		printf("No data entered!\n");
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果：

Enter the list of daily low temperatures.
Use Celsius, and enter q to quit.
12 5 -2.5 0 6 8 -3 -10 5 10 q
10 days total: 30.0% were below freezing.

(float)cold_days强制类型转换可以明确表达转换类型的意图，保护程序免受不同版本编译器的影响。

二、if else语句

C还提供了if else形式，可以在两条语句之间作选择。

if else语句的通用形式是：
if ( expression )
        statement1
else
        statement2
如果expression为真（非0），则执行statement1；如果expression为假或0，则执行else后面的statement2。statement1和statement2可以是一条简单语句或复合语句。

• C并不要求一定要缩进，但这是标准风格。
• 在if和else之间只允许有一条语句（简单语句或复合语句），否则，编译器发现else并没有所属的if，这是错误的。

if (x > 0)
printf("Incrementing x:\n");
x++;
else // 将产生一个错误
printf("x <= 0 \n");

2.1 另一个示例：介绍getchar()和putchar()

getchar()函数不带任何参数，它从输入队列中返回下一个字符。

ch = getchar();
等价于
scanf("%c", &ch);

putchar()函数打印它的参数。

putchar(ch);
等价于
printf("%c", ch);

• 由于这些函数只处理字符，所以它们比更通用的scanf()和printf()函数更快、更简洁。
• getchar()和 putchar()不需要转换说明，因为它们只处理字符。
• 这两个函数通常定义在 stdio.h头文件中（而且，它们通常是预处理宏，而不是真正的函数）。

// cypher1.c -- 更改输入，空格不变
#include 
#define SPACE ' ' // SPACE表示单引号-空格-单引号
int main(void)
{
	char ch;
	ch = getchar(); // 读取一个字符
	while (ch != '\n') // 当一行未结束时
	{
		if (ch == SPACE) // 留下空格
			putchar(ch); // 该字符不变
		else
			putchar(ch + 1); // 改变其他字符
		ch = getchar(); // 获取下一个字符
	}
	putchar(ch); // 打印换行符
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果：

CALL ME HAL.
DBMM NF IBM/

!=运算符的优先级比=高

2.2 ctype.h系列的字符函数

如果程序只转换字母，保留所有的非字母字符（不只是空格）会更好。C 有一系列专门处理字符的函数，ctype.h头文件包含了这些函数的原型。

#include 
#include  // 包含isalpha()的函数原型
int main(void)
{
	char ch;
	while ((ch = getchar()) != '\n')
	{
		if (isalpha(ch)) // 如果是一个字符，
			putchar(ch + 1); // 显示该字符的下一个字符
		else // 否则，
			putchar(ch); // 原样显示
	}
	putchar(ch); // 显示换行符
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果：

Look! It's a programmer!
Mppl! Ju't b qsphsbnnfs!

• 有些函数涉及本地化，指的是为适应特定区域的使用习惯修改或扩展 C 基本用法的工具。
• 字符映射函数不会修改原始的参数。

ctype.h头文件中的字符测试函数

ctype.h头文件中的字符映射函数

2.3 多重选择else if

if (expression1)
statement1
else if (expression2)
statement2
else
statement3

如果expression1为真，执行statement1部分；如果expression2为真，执行statement2部分；否则，执行statement3部分。

// electric.c -- 计算电费
#include 
#define RATE1 0.13230 // 首次使用 360 kwh 的费率
#define RATE2 0.15040 // 接着再使用 108 kwh 的费率
#define RATE3 0.30025 // 接着再使用 252 kwh 的费率
#define RATE4 0.34025 // 使用超过 720kwh 的费率
#define BREAK1 360.0 // 费率的第1个分界点
#define BREAK2 468.0 // 费率的第2个分界点
#define BREAK3 720.0 // 费率的第3个分界点
#define BASE1 (RATE1 * BREAK1)
// 使用360kwh的费用
#define BASE2 (BASE1 + (RATE2 * (BREAK2 - BREAK1)))
// 使用468kwh的费用
#define BASE3 (BASE1 + BASE2 + (RATE3 *(BREAK3 -\
BREAK2)))
// 使用720kwh的费用
int main(void)
{
	double kwh; // 使用的千瓦时
	double bill; // 电费
	printf("Please enter the kwh used.\n");
	scanf("%lf", &kwh); // %lf对应double类型
	if (kwh <= BREAK1)
		bill = RATE1 * kwh;
	else if (kwh <= BREAK2) // 360～468 kwh
		bill = BASE1 + (RATE2 * (kwh - BREAK1));
	else if (kwh <= BREAK3) // 468～720 kwh
		bill = BASE2 + (RATE3 * (kwh - BREAK2));
	else // 超过 720 kwh
		bill = BASE3 + (RATE4 * (kwh - BREAK3));
	printf("The charge for %.1f kwh is $%1.2f.\n", kwh, bill);
	system("pause");
	return 0;
}

 运行结果：

Please enter the kwh used.
999
The charge for 999.0 kwh is $282.09.

• 符号常量表示不同的费率和费率分界点，更新数据非常方便。
• 实际上，else if 是已学过的 if else 语句的变式， 是if else的嵌套结构。
• 整个if else语句被视为一条语句。
• C99标准要求编译器最少支持127层套嵌。

2.4 else与if配对

如果没有花括号，else与离它最近的if匹配，除非最近的if被花括号括起来。

编译器是忽略缩进的。

2.5 多层嵌套的if语句

// divisors.c -- 使用嵌套if语句显示一个数的约数
#include 
#include 
int main(void)
{
	unsigned long num; // 待测试的数
	unsigned long div; // 可能的约数
	bool isPrime; // 素数标记
	printf("Please enter an integer for analysis; ");
	printf("Enter q to quit.\n");
	while (scanf("%lu", &num) == 1)
	{
		for (div = 2, isPrime = true; (div * div) <= num; div++)
		{
			if (num % div == 0)
			{
				if ((div * div) != num)
					printf("%lu is divisible by %lu and %lu.\n",
						num, div, num / div);
				else
					printf("%lu is divisible by %lu.\n",
						num, div);
				isPrime = false; // 该数不是素数}
			}
		}
			if (isPrime)
				printf("%lu is prime.\n", num);
			printf("Please enter another integer for analysis; ");
			printf("Enter q to quit.\n");
	}
		printf("Bye.\n");
		return 0;
		system("pause");
	}
//该程序会把1认为素数

运行结果：

Please enter an integer for analysis; Enter q to quit.
123456789
123456789 is divisible by 3 and 41152263.
123456789 is divisible by 9 and 13717421.
123456789 is divisible by 3607 and 34227.
123456789 is divisible by 3803 and 32463.
123456789 is divisible by 10821 and 11409.
Please enter another integer for analysis; Enter q to quit.
32
32 is divisible by 2 and 16.
32 is divisible by 4 and 8.
Please enter another integer for analysis; Enter q to quit.
3
3 is prime.
Please enter another integer for analysis; Enter q to quit.

• 整数乘法比求平方根快。
• 从技术角度看，if else语句作为一条单独的语句，不必使用花括号。当语句太长时，使用花括号能提高代码的可读性，而且还可防止今后在if循环中添加其他语句时忘记加花括号。
• 在外层循环把一个变量设置为某个值（如，1），然后在if语句中把该变量重新设置为0。这样的变量通常称为标记（flag）。
• 在程序中包含了stdbool.h头文件，便可用bool代替_Bool类型，用true和false分别代替1和0。

三、逻辑运算符

// chcount.c -- 使用逻辑与运算符
#include 
#define PERIOD '.'
int main(void)
{
	char ch;
	int charcount = 0;
	while ((ch = getchar()) != PERIOD)
	{
		if (ch != '"' && ch != '\'')
			charcount++;
	}
	printf("There are %d non-quote characters.\n", charcount);
	system("pause");
	return 0;

}

运行结果：

I didn't read the "I'm a Programming Fool" best seller.
There are 50 non-quote characters.

• 字符‘，用 '\''表示。
• 逻辑运算符的优先级比关系运算符低，所以不必在子表达式两侧加圆括号。

3.1 备选拼写：iso646.h头文件

C99标准新增了可代替逻辑运算符的拼写，它们被定义在ios646.h头文件中。如果在程序中包
含该头文件，便可用and代替&&、or代替||、not代替!。

为何C不直接使用and、or和not？因为C一直坚持尽量保持较少的关键字。

3.2 优先级

• !运算符的优先级很高，比乘法运算符还高，与递增运算符的优先级相同，只比圆括号的优先级低。&&运算符的优先级比||运算符高，但是两者的优先级都比关系运算符低，比赋值运算符高。
• 建议带圆括号，这能使表达式含义很清楚。

3.3 求值顺序

apples = (5 + 3) * (9 + 6);

• C 把先计算哪部分的决定权留给编译器的设计者，以便针对特定系统优化设计。但是，对于逻辑运算符是个例外，C保证逻辑表达式的求值顺序是从左往右。
• &&和||运算符都是序列点，所以程序在从一个运算对象执行到下一个运算对象之前，所有的副作用都会生效。

while ((c = getchar()) != ' ' && c != '\n')

读取字符直至遇到第1 个空格或换行符。第1 个子表达式把读取的值赋给c，后面的子表达式会用到c的值。如果没有求值循序的保证，编译器可能在给c赋值之前先对后面的表达式求值。

3.4 范围

&&运算符可用于测试范围。

if (range >= 90 && range <= 100)

错误示例：

if (90 >= range <= 100)

这样写的问题是代码有语义错误，而不是语法错误，所以编译器不会捕获这样的问题.

编译器把测试表达式解释为：

(90 <= range) <= 100

四、一个统计单词的程序

// wordcnt.c -- 统计字符数、单词数、行数
#include 
#include  // 为isspace()函数提供原型
#include  // 为bool、true、false提供定义
#define STOP '|'
int main(void)
{
	char c; // 读入字符
	char prev; // 读入的前一个字符
	long n_chars = 0L;// 字符数
	int n_lines = 0; // 行数
	int n_words = 0; // 单词数
	int p_lines = 0; // 不完整的行数
	bool inword = false; // 如果c在单词中，inword 等于 true
	printf("Enter text to be analyzed (| to terminate):\n");
	prev = '\n'; // 用于识别完整的行
	while ((c = getchar()) != STOP)
	{
		n_chars++; // 统计字符
		if (c == '\n')
			n_lines++; // 统计行
		if (!isspace(c) && !inword)
		{
			inword = true;// 开始一个新的单词
			n_words++; // 统计单词
		}
		if (isspace(c) && inword)
			inword = false; // 打到单词的末尾
		prev = c; // 保存字符的值
	}
	if (prev != '\n')
		p_lines = 1;
	printf("characters = %ld, words = %d, lines = %d, ",
		n_chars, n_words, n_lines);
	printf("partial lines = %d\n", p_lines);
	system("pause");
	return 0;
}

 运行结果：

Enter text to be analyzed (| to terminate):
Reason is a
powerful servant but
an inadequate master.
|
characters = 55, words = 9, lines = 3, partial lines = 0

• 伪代码：

        如果c不是空白字符，且inword为假
                设置inword为真，并给单词计数
        如果c是空白字符，且inword为真
                设置inword为假

• 如果使用布尔类型的变量，通常习惯把变量自身作为测试条件。

        用if (inword)代替if (inword == true)
        用if (!inword)代替if (inword == false)

五、条件运算符：?:

C提供条件表达式（conditional expression）作为表达if else语句的一种便捷方式，该表达式使用?:条件运算符。

条件运算符是C语言中唯一的三元运算符。

条件表达式的通用形式如下：

expression1 ? expression2 : expression3

如果 expression1 为真（非 0），那么整个条件表达式的值与expression2 的值相同；如果expression1为假（0），那么整个条件表达式的值与expression3的值相同。

• 需要把两个值中的一个赋给变量时，就可以用条件表达式。
• 通常，条件运算符完成的任务用 if else 语句也可以完成。但是，使用条件运算符的代码更简洁，而且编译器可以生成更紧凑的程序代码。

/* paint.c -- 使用条件运算符 */
#include 
#define COVERAGE 350 // 每罐油漆可刷的面积（单位：平方英尺）
int main(void)
{
	int sq_feet;
	int cans;
	printf("Enter number of square feet to be painted:\n");
	while (scanf("%d", &sq_feet) == 1)
	{
		cans = sq_feet / COVERAGE;
		cans += ((sq_feet % COVERAGE == 0)) ? 0 : 1;
		printf("You need %d %s of paint.\n", cans,
			cans == 1 ? "can" : "cans");
		printf("Enter next value (q to quit):\n");
	}
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果：

Enter number of square feet to be painted:
349
You need 1 can of paint.
Enter next value (q to quit):
350
You need 1 can of paint.
Enter next value (q to quit):
351
You need 2 cans of paint.
Enter next value (q to quit):
q

六、循环辅助：continue和break

6.1 continue语句

3种循环都可以使用continue语句。执行到该语句时，会跳过本次迭代的剩余部分，并开始下一轮迭代。如果continue语句在嵌套循环内，则只会影响包含该语句的内层循环。

/* skippart.c -- 使用continue跳过部分循环 */
#include 
int main(void)
{
	const float MIN = 0.0f;
	const float MAX = 100.0f;
	float score;
	float total = 0.0f;
	int n = 0;
	float min = MAX;
	float max = MIN;
	printf("Enter the first score (q to quit): ");
	while (scanf("%f", &score) == 1)
	{
		if (score < MIN || score > MAX)
		{
			printf("%0.1f is an invalid value.Try again: ", score);
			continue; // 跳转至while循环的测试条件
		}
		printf("Accepting %0.1f:\n", score);
		min = (score < min) ? score : min;
		max = (score > max) ? score : max;
		total += score;
		n++;
		printf("Enter next score (q to quit): ");
	}
	if (n > 0)
	{
		printf("Average of %d scores is %0.1f.\n", n, total / n);
		printf("Low = %0.1f, high = %0.1f\n", min, max);
	}
	else
		printf("No valid scores were entered.\n");
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果：

Enter the first score (q to quit): 188
188.0 is an invalid value.Try again: 19
Accepting 19.0:
Enter next score (q to quit): q
Average of 1 scores is 19.0.
Low = 19.0, high = 19.0

有两种方法可以避免使用continue

1、省略continue，把剩余部分放在一个else块中。这种情况下，使用continue的好处是减少主语句组中的一级缩进。当语句很长或嵌套较多时，紧凑简洁的格式提高了代码的可读性。

2、把if的测试条件的关系反过来便可避免使用continue。

while ((ch = getchar() ) != '\n')
{
if (ch == '\t')
continue;
putchar(ch);
}

改为：

while ((ch = getchar()) != '\n')
if (ch != '\t')
putchar(ch);

• 如果用了continue没有简化代码反而让代码更复杂，就不要使用continue。
• continue还可用作占位符。下面的循环读取并丢弃输入的数据，直至读到行末尾。
   

while (getchar() != '\n')
;

        改为以下，可读性更高。

while (getchar() != '\n')
continue;

• 对于while和 do while 循环，执行 continue 语句后的下一个行为是对循环的测试表达式求值。
• 对于for循环，执行continue后的下一个行为是对更新表达式求值，然后是对循环测试表达式求值。

6.2 break语句

程序执行到循环中的break语句时，会终止包含它的循环，并继续执行下一阶段。如果break语句位于嵌套循环内，它只会影响包含它的当前循环。

/* break.c -- 使用 break 退出循环 */
#include 
int main(void)
{
	float length, width;
	printf("Enter the length of the rectangle:\n");
	while (scanf("%f", &length) == 1)
	{
		printf("Length = %0.2f:\n", length);
		printf("Enter its width:\n");
		if (scanf("%f", &width) != 1)
			break;
		printf("Width = %0.2f:\n", width);
		printf("Area = %0.2f:\n", length * width);
		printf("Enter the length of the rectangle:\n");
	}
	printf("Done.\n");
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果：

Enter the length of the rectangle:
20
Length = 20.00:
Enter its width:
30
Width = 30.00:
Area = 600.00:
Enter the length of the rectangle:
q
Done.

• 如果用了break代码反而更复杂，就不要使用break。
• break语句对于switch语句而言至关重要。
• 在for循环中的break和continue的情况不同，执行完break语句后会直接执行循环后面的第1条语句，连更新部分也跳过。嵌套循环内层的break只会让程序跳出包含它的当前循环，要跳出外层循环还需要一个break。

七、多重选择：switch和break

使用条件运算符和 if else 语句很容易编写二选一的程序。然而，有时程序需要在多个选项中进行选择。可以用if else if...else来完成。但是，大多数情况下使用switch语句更方便。

/* animals.c -- 使用switch语句 */
#include 
#include 
int main(void)
{
	char ch;
	printf("Give me a letter of the alphabet, and I will give ");
	printf("an animal name\nbeginning with that letter.\n");
	printf("Please type in a letter; type # to end my act.\n");
	while ((ch = getchar()) != '#')
	{
		if ('\n' == ch)
			continue;
		if (islower(ch)) /* 只接受小写字母*/
			switch (ch)
			{
			case 'a':
				printf("argali, a wild sheep of Asia\n");
				break;
			case 'b':
				printf("babirusa, a wild pig of Malay\n");
				break;
			case 'c':
				printf("coati, racoonlike mammal\n");
				break;
			case 'd':
				printf("desman, aquatic, molelike critter\n");
				break;
			case 'e':
				printf("echidna, the spiny anteater\n");
				break;
			case 'f':
				printf("fisher, brownish marten\n");
				break;
			default:
				printf("That's a stumper!\n");
			} /* switch结束 */
		else
			printf("I recognize only lowercase letters.\n");
		while (getchar() != '\n')
			continue; /* 跳过输入行的剩余部分 */
		printf("Please type another letter or a #.\n");
	} /* while循环结束 */
	printf("Bye!\n");
	system("pause");
	return 0;
}

运行结果：

Give me a letter of the alphabet, and I will give an animal name
beginning with that letter.
Please type in a letter; type # to end my act.
a
argali, a wild sheep of Asia
Please type another letter or a #.
abc
argali, a wild sheep of Asia
Please type another letter or a #.
#
Bye!

注：如果上述程序把下面的代码注释掉，结果有所不同。

//while (getchar() != '\n')
        //    continue; /* 跳过输入行的剩余部分 */

Give me a letter of the alphabet, and I will give an animal name
beginning with that letter.
Please type in a letter; type # to end my act.
a
argali, a wild sheep of Asia
Please type another letter or a #.
abc
argali, a wild sheep of Asia
Please type another letter or a #.
babirusa, a wild pig of Malay
Please type another letter or a #.
coati, racoonlike mammal
Please type another letter or a #.

7.1 switch语句

• 程序扫描标签（这里指，case 'a' :、case 'b' :等）列表，直到发现一个匹配的值为止。然后程序跳
• 转至那一行。如果没有匹配的标签怎么办？如果有default :标签行，就跳转至该行；否则，程序继续执行在switch后面的语句。
• 如果没有break语句，就会从匹配标签开始执行到switch末尾。

• break语句可用于循环和switch语句中，但是continue只能用于循环中。
• 如果switch语句在一个循环中，continue便可作为switch语句的一部分。continue让程序跳出循环的剩余部分，包括switch语句的其他部分。
• C语言的case一般都指定一个值，不能使用一个范围。
• switch在圆括号中的测试表达式的值应该是一个整数值（包括char类型）。case标签必须是整数类型（包括char类型）的常量或整型常量表达式（即，表达式中只包含整型常量）。不能用变量作为case标签。

switch的构造如下：
switch ( 整型表达式)
{
        case 常量1：

                语句

        case 常量2：

                语句

      default：

                语句

}

7.2 只读每行的首字符

当输入dab时，只处理了第1个字符。这种丢弃一行中其他字符的行为，经常出现在响应单字符的交互程序中。

while (getchar() != '\n')
continue; /* 跳过输入行的其余部分 */

循环从输入中读取字符，包括按下Enter键产生的换行符。注意，函数的返回值并没有赋给ch，以上代码所做的只是读取并丢弃字符。

假设用户一开始就按下Enter键，那么程序读到的首个字符就是换行符。下面的代码处理这种情况。

if (ch == '\n')
continue;

7.3 多重标签

#include 
int main(void)
{
	char ch;
	int a_ct, e_ct, i_ct, o_ct, u_ct;
	a_ct = e_ct = i_ct = o_ct = u_ct = 0;
	printf("Enter some text; enter # to quit.\n");
	while ((ch = getchar()) != '#')
	{
		switch (ch)
		{
		case 'a':
		case 'A': a_ct++;
			break;
		case 'e':
		case 'E': e_ct++;
			break;
		case 'i':
		case 'I': i_ct++;
			break;
		case 'o':
		case 'O': o_ct++;
			break;
		case 'u':
		case 'U': u_ct++; break;
		default: break;
		} // switch结束
	} // while循环结束
	printf("number of vowels: A E I O U\n");
	printf(" %4d %4d %4d %4d %4d\n",
		a_ct, e_ct, i_ct, o_ct, u_ct);
	system("pause");
	return 0;
}
//或者
#include 
#include 
int main(void)
{
	char ch;
	int a_ct, e_ct, i_ct, o_ct, u_ct;
	a_ct = e_ct = i_ct = o_ct = u_ct = 0;
	printf("Enter some text; enter # to quit.\n");
	while ((ch = getchar()) != '#')
	{
		switch (toupper(ch))
		{
		case 'A': a_ct++;
			break;
		case 'E': e_ct++;
			break;
		case 'I': i_ct++;
			break;
		case 'O': o_ct++;
			break;
		case 'U': u_ct++; break;
		default: break;
		} // switch结束
	} // while循环结束
	printf("number of vowels: A E I O U\n");
	printf(" %4d %4d %4d %4d %4d\n",
		a_ct, e_ct, i_ct, o_ct, u_ct);
	system("pause");
	return 0;
}

 运行结果：

Enter some text; enter # to quit.
I see under the overseer.#
number of vowels: A E I O U
    0    7    1    1    1

• 可以把case 'U'的break语句去掉以缩短代码。但是从另一方面看，保留这条break语句可以防止以后在添加新的case。
• 使用ctype.h系列的toupper()函数可以精简代码。

7.4 switch和if else

如果是根据浮点类型的变量或表达式来选择，就无法使用 switch。如果根据变量在某范围内决定程序流的去向，使用 switch 就很麻烦，这种情况用if就很方便。

如果使用switch，程序通常运行快一些，生成的代码少一些。

八、goto语句

goto语句使程序控制跳转至相应标签语句。冒号用于分隔标签和标签语句。标签名遵循变量命名规则。标签语句可以出现在goto的前面或后面。

形式：
goto label ;
label : statement

• 没有goto语句C程序也能运行良好。Kernighan和Ritchie提到goto语句“易被滥用”，并建议“谨慎使用，或者根本不用”。
• C程序员可以接受一种goto的用法——出现问题时从一组嵌套循环中跳出（一条break语句只能跳出当前循环）。
• 程序中使用其他形式比使用goto的条理更清晰。C允许在标签中使用描述性的单词而不是数字。