第三章程序的流程控制

3.1程序的概念程序是可以被计算机处理的指令序列。通常，程序是为完成一项任务、由汇编语言或高级语言编写的代码的集合。程序设计是根据所提出的任务，用某种程序设计语言编制一个能正确完成该任务的计算机程序。3.1.1程序的特性著名的计算机科学家沃思（NikiklausWirth）提出一个公式：程序=数据结构+算法。现在又有很多专家对这个公式加以扩充：程序=算法+数据结构+程序设计方法+语言工具和环境。所有程序（包括计算机程序）都有一些共同的性质，这些性质主要包括：（1）指令是顺序执行的。（2）程序的执行都有一个结果。（3）程序总是要对某些对象进行操作。（4）有的程序要加入对操作对象的说明。（5）有时指令要求执行者做出判断。（6）一条或一组指令可能需要执行多次。程序设计离不开算法，算法指导程序设计，算法是程序的灵魂。因此程序设计的大致步骤如下。（1）问题定义（2）算法设计（3）算法表示（4）程序编制（5）程序调试、测试及资料编制3.2算法精确地讲，算法是被精确定义的一系列规则，这些规则规定了解决特定问题的一系列操作顺序，以便在有限步骤内产生出所求问题的解答。3.2.1算法的特点算法特性：（1）有效性。（2）确定性。（3）有穷性。（4）有零个或多个输入。（5）有一个或多个输出。有效性指算法所规定的操作都应当是能够有效执行的。确定性一是:所描述的操作应当具有明确的意义，不应当有歧义性。二是:操作作序列只有一个初始动作，序列中每一动作仅有一个后继动作；有穷性指算法所规定的操作序列必须在允许的时间内结束。【例3-1】从键盘输入三个数，找出其中最大的那个数。分析：从键盘输入的三个数值必须用三个变量来保存，假定这三个变量分别为a、b、c，另外，还需要一个变量max来装最大的那个数。先比较a和b的值，把数值大的放入max中，再将max与c比较，又把数值大的放入max中。经过两次比较，max中已存放的是a，b，c三个数中最大的数，把max的值输出就是所需结果。算法步骤：1．输入三个数，其值分别赋给三个变量a，b，c。2．把a与b中较大的那个数放入变量max中。3．把c与max中较大的那个数放入变量max中。4．输出最后结果max的值。三个数比较大小#includestdio.hvoidmain(){inta,b,c,max;printf(请输入三个数的值：);scanf(%d%d%d,&a,&b,&c);if(ab)max=a;elsemax=b;if(cmax)max=c;printf(最大的值是：%d\n,max);}1．流程图表示法流程图表示法常用图例3.2.2算法的表示求三个数最大值问题的流程图表示2.N-S图描述灵活的流线是程序中隐藏错误的祸根。针对这一弊病，1973年美国学者I.Nassi和B.Shneiderman提出了一种无流线的流程图，称为N-S图。N-S图表示法求三个数中最大值问题的N-S图表示常用的流程图符号一．顺序结构顺序结构是一种简单的线性结构，根据流程线所示的方向，各矩形框按顺序执行。如：右图语句的执行顺序为：A→B→CN－S图表示的顺序结构顺序结构流程图二．选择结构选择结构是对给定的条件进行判断，根据判断结果的真假而分别执行不同的框的内容。有两种选择（分支）结构的流程图：(a)的执行顺序为：先判断条件，当条件为真时，执行A，否则执行B。(b)的执行顺序为：先判断条件，当条件为真时，执行A，否则什么也不执行。三．循环结构循环结构是在某个条件为真的情况下，重复执行某个框中的内容。循环结构有两种基本形态：while型循环和do_while型循环。①while型（当型）循环的流程图while型循环的执行顺序为：重复判断条件、如果条件为真则执行A，一但条件为假，则跳出循环。②do-while（直到型）型循环的流程图do_while型循环的执行顺序为：先执行A，再判断条件，若条件为真则重复执行A，一但条件为假，则跳出循环。A被称为循环体，条件被称为循环控制条件。①while型循环的N－S图A被称为循环体，条件被称为循环控制条件。②do-while型循环的N-S图循环结构注意：1、在循环体中，必须对条件要烦判断的值进行修改，使得经过有限次循环后，循环一定能结束。2、while型循环中循环体可能一次都不执行，而do_while型循环则至少执行一次循体。3、do_while型循环可以很方便地转化为while型循环，而while型循环不一定能转化为do_while型循环。伪码是用介于自然语言和计算机语言之间的文字和符号来描述算法，类似一篇短文，它把算法的思想表达清楚。3伪码表示法关系运算关系运算是指对两个运算量之间的大小比较。C语言中提供的关系运算符有：（大于）=（大于或等于）（小于）=（小于或等于）==（等于）!=（不等于）说明：（1）关系运算符的优先级低于纯算术类，高于赋值类。（2）关系运算符的结合方式为自左至右。每个关系运算的操作数可以是任一表达式。例如：a+bc+d应理解为(a+b)(c+d)关系运算（3）关系表达式的值只有两个：关系表达式成立，即为“真”，C语言中以“1”表示；关系表达式不成立，即为“假”，C语言中以“0”表示。例如：对于声明语句：intx=2,y=3;表达式x==y的值为0；表达式xy的值为1。关系运算表达式z=3-1=x+1=y+2中z的值为1。z=2=3=5“算术”优先z=0=5“关系”优先z=1z的值为1“赋值”关系运算注意：1.要说明x在区间[a,b]中，数学中使用表达式a≤x≤b。但C语言中的表达式“a=x=b”的含义与之不同。假设a=0;b=0.5。若x=0.3，则执行a=x=b时先求出“a=x”的值得1，再进行“1=b”得0（假）。因此，为了判断x是否在[a,b]范围内，应写成：a=x&&x=b那么a=x的值为1（真）且x=b的值也为1（真），则整个表达式的值为1（真）。关系运算2.表达式5278在数学上是不允许的，而在C中是允许的。3.由于关系表达式的值是整型数0或1，故也可以将其看成是一种整型表达式。关系运算例如：对于声明语句：intx=2,y=3;表达式x==y的值为0；表达式xy的值为1。表达式z=3-1=x+1=y+2中z的值为1。z=2=3=5“算术”优先z=0=5“关系”优先z=1z的值为1“赋值”关系运算4.字符数据的比较按其ASCII码值进行。例如：’a’0的值为1（真）；’A’100的值为0（假）。5.在判定两个浮点数是否相等时，由于存储上的误差，会得出错误的结果。例如：1.0/3.0*3.0==1.0的值为0（假）注：应避免对两个实数表达式作“相等”或“不相等”的判别。因此上式可改写为：fabs(1.0/3.0*3.0-1.0)1e-5逻辑运算C语言有三个逻辑运算符，它们是：&&（逻辑与）||（逻辑或）!（逻辑非）注：在进行判别时则把“非零”作为“真”，把0作为“假”。例如：if(8)printf(“true\n”);逻辑运算&&和||是二元运算符，结合方向为自左至右；!为一元运算符，结合方向为自右至左。&&和||的优先级低于关系运算符，而!的优先级高于关系运算符。&&的优先级高于||。例如：!314=3&&6=33+9&&00||!53||4&&0逻辑运算真值表数据a数据b!a!ba&&ba||b!(a&&b)TTFFTTFTFFTFTTFTTFFTTFFTTFFT0||a==aa||!a=＝1a||a==a!(a||b)==!a&&!b1&&a==a0&&!a==0a&&a==a!(a&&b)==!a||!b!(!a)==a选择型程序设计if语句（条件选择语句）if语句的三种形式形式一：格式：if(expression)statement执行过程：exprstatement非0=0例：if(xy)printf(“%d”,x);#includestdio.hintmain(){intx,y;printf(Enteraninteger:);scanf(%d,&x);y=x;if(y0)y=-y;printf(\ninteger:%d---absolutevalue:%d\n,x,y);return0;}例求一个数的绝对值数的绝对值【例】从键盘任意输入两个实数，然后按其代数值从小到大输出这两个数。先制定算法的流程图，如图所示，虚线框为if结构。根据流程图写出解决这个问题的程序。/*按升序输出两个数*/#includestdio.hmain(){floata,b,t;scanf(%f%f,&a,&b);if(ab){t=a;a=b;b=t;}printf(%5.2f,%5.2f\n,a,b);}升序输出两个数选择型程序设计if语句（条件选择语句）exprstatement1statement2非0=0形式二：格式：if(expression)statement1elsestatement2执行过程：例：if(xy)max=x;elsemax=y;#includestdio.hintmain(){inta,b;printf(Enterintegera:);scanf(%d,&a);printf(Enterintegerb:);scanf(%d,&b);if(a==b)printf(a==b\n);elseprintf(a!=b\n);return0;}例输入两个数并判断两数是否相等判断相等形式三：格式：if(expr1)statement1elseif(expr2)statement2elseif(expr3)statement3…...[elsestatementn]expr1statemnt1非0=0expr2expr3statemntnstatemnt3statemnt2非0非0=0=0执行过程：例：if(salary1000)index=0.4;elseif(salary800)index=0.3;elseif(salary600)index=0.2;elseif(salary400)index=0.1;elseindex=0;#includestdio.hintmain(){charc;printf(Enteracharacter:);c=getchar();if(c0x20)printf(Thecharacterisacontrolcharacter\n);elseif(c='0'&&c='9')printf(Thecharacterisadigit\n);elseif(c='A'&&c='Z')printf(Thecharacterisacapitalletter\n);elseif(c='a'&&c='z')printf(Thecharacterisalowerletter\n);elseprintf(Thecharacterisothercharacter\n);}例判断输入字符种类判断输入字符种类【例】从键盘输入+、-、*、/中的任一个，输出对应的英文单词：plus、minus、mutiply、divide，若输入的不是这四个字符中的任一个，则输出“error”。算法的流程图如图所示，虚线框所示为if_else的规则嵌套：#includestdio.hintmain(){charch;ch=getchar();if(ch=='+')printf(plus\n);elseif(ch=='-')printf(minus\n);elseif(ch=='*')printf(multiply\n);elseif(ch=='/')printf(divide\n);elseprintf(error\n);return0;}运算符号判断例根据百分制分数决定成绩的等级：·80分以上为A级；·70分及以上，80分以下，B级；·60分及以上，70分以