【c语言】分支语句

一、if--else语句

1. if语句

if语句是c语言最常见的条件判断语句，它可以根据表达式的真假来做出逻辑判断，实现“选择”。它的语法如下：

if （表达式）

语句

如果表达式为真，则会执行下面的语句，否则这条语句就不执行。而其中的“真假”在c语言中使用0和非0表示的。0表示假，非0表示真。

以下是一个例子：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a = 0;
    if(a == 0)
    {
        printf("Yes\n");
    }
    return 0;
}

上述代码中a等于0的值为真，所以输出“Yes”。

2. else语句

如果你想要在一个表达式不满足if条件的情况下执行一条语句，就需要和else语句配合使用。

if--else语句的使用方法如下：

if（表达式）

（语句块）

else

（语句块）

接下来是一个判断奇偶数的程序：

#include <stdio.h>

int main()
{
	int n = 0;
	scanf("%d", &n);
	if (n % 2 == 0)
	{
		printf("是偶数\n");
	}
	else
	{
		printf("不是偶数\n");
	}
	return 0;
}

以上程序中，如果输入的n满足if后的表达式，就会执行if后的语句，否则就会执行else后的语句。

如果if和else之后的执行语句中无大括号，则只会默认执行其后的一条语句。例如：

#include <stdio.h>

int main()
{
	int n = 0;
	scanf("%d", &n);
	if (n == 1)
	printf("hello\n");
	printf("OK\n");
	return 0;
}

运行结果：

无论n是否为1，“OK”都会打印在屏幕上。这是因为如果if条件为真，则会执行其后的一条语句，如果为假，就不执行。但是“OK”的打印相对于if语句是独立的，无论条件是否满足都会输出。

3. else if语句

在条件判断中，可以使用else if语句，形成多重判断。例如：

#include <stdio.h>

int main()
{
	int n = 0;
	scanf("%d", &n);
	if (n == 0)
	{
		printf("输入的数字是0\n");
	}
	else if (n > 0) //此处语法与if语句相同
	{
		printf("输入的数字是正数\n");
	}
	else
	{
		printf("输入的数字是负数\n");
	}
	return 0;
}

以上代码用于判断输入数字的三种情况。当有三种及以上分支条件时，我们就可以使用它。

4. 嵌套if

if语句也可以使用嵌套，来实现更加复杂的逻辑判断。例如：

#include <stdio.h>

int main()
{
	int num = 0;
	scanf("%d", &num);
	if (num >= 0)
	{
		if (num % 2 == 0)
			printf("偶数\n");
		else
			printf("奇数\n");
	}
	else
	{
		printf("负数\n");
	}
	return 0;
}

当输入的数是非负数时，再判断是否是奇数或偶数。如果输入一个负数，就输出“负数”。这其中有if--else语句在另一个if语句块当中，这就构成了嵌套if语句。

5. 悬空else问题

程序中如果有多个if--else语句，则else总是和最近的if相匹配。阅读以下代码：

#include <stdio.h>

int main()
{
	int a = 0;
	int b = 2;
	if (a == 1)
		if (b == 2)
		printf("hehe\n");
	else
		printf("haha\n");
	return 0;
 }

你可能会认为a等于0不满足条件，会执行下面的else语句输出“haha”，其实这段代码的结果是：什么都不输出。

这就是典型的悬空else问题。上述代码当中，由于第二个if存在缩进，所以让我们误以为else会与第一个if匹配，从而在不满足a==1的条件下执行else语句。但是实际上，它与离它最近的if语句匹配，a==1条件不满足，接下来的整段代码都不会执行。

为了避免上述情况，我们只需要使用大括号包含其中的语句块来体现其逻辑：

#include <stdio.h>

int main()
{
	int a = 0;
	int b = 2;
	if (a == 1)
    {
        if (b == 2)
		printf("hehe\n");
    }
	else
    {
        printf("haha\n");
    }
	return 0;
 }

所以一般情况下，为了保持良好的代码风格和逻辑，我们在条件判断语句当中无论有多少行代码，都用大括号括起来。

二、逻辑运算符

在if--else语句的条件判断当中，常出现带有逻辑运算符的语句，接下来让我们了解各种逻辑运算符。

1. 关系操作符

c语言中用于比较的表达式就称为关系表达式，而其中所使用的操作符就是关系操作符。以下是常见的关系操作符：

>     //大于
<     //小于
>=    //大于等于
<=    //小于等于
==    //等于
!=    //不等于

这些操作符都是双目操作符，用于比较两个数值的关系。如果满足条件，则表达式的值为1，否则为0。例如：5 > 4这个表达式的值是1，5==4的值是0。

注意：相等== 和赋值= 是两个不同的运算符，如果不慎将相等写成赋值，会出现意料之外的结果。

if (x==5)
if (x=5)

第二个语句当中，不慎将相等写成了赋值，此时x被赋值为5，这个条件表达式的值就是5，5是非0，所以这个条件永远为真。

2. 条件操作符

条件操作符是一种三目操作符，能够实现类似if--else语句的逻辑分支。它的语法是：

exp1 ? exp2 : exp3

它的计算逻辑是：先判断exp1的真假。如果exp1为真，则执行exp2语句，否则执行exp3语句。整个表达式的值是最终执行语句的值。例如：

#include <stdio.h>
int main()
{
 int a = 0;
 int b = 0;
 scanf("%d", &a);
 b = a > 5 ? 3 : -3;
 printf("%d\n", b);
 return 0;
}

以上代码中，如果输入a的值大于5，b的值就是3，否则就是-3。

3 .逻辑操作符

当表达式较为复杂时，就需要使用逻辑操作符用于复杂的逻辑判断。逻辑操作符主要有三个：

1. && （逻辑与）就是并且的意思，是一个双目操作符，当其两侧的表达式都为真时，整个表达式为真。其两侧有一个表达式为假，整个表达式为假。

2. ||（逻辑或）就是或者的意思，是一个双目操作符，当其两侧的表达式有一个为真时，整个表达式为真。其两侧的表达式都为假，整个表达式才为假。

3. ！（逻辑取反）是一个单目操作符，用于反转表达式的真假。

当我们要连续使用多个关系运算符时，可能会出现连用的情况。

3 < x < 5

注意：这种写法是错误的，往往会出现意料之外的结果。以上这个表达式的实际意义是：先判断3是否小于x，如果为真，则前半段的值为1，否则为0。再将1或者0与5相比较，整个表达式的值是恒为真的。这不是我们预期的效果。

对于这种逻辑判断，我们就需要使用逻辑操作符。例如：

x > 3 && x < 5

当x大于3和x小于5的条件同时满足时，整个表达式的值就是1（真）。这样就能达到预期效果。

c语言的双目逻辑运算符有一个特性：它先计算左边表达式，再计算右边表达式。如果说左边的表达式已经满足逻辑运算符的条件，那么右边的表达式不再计算。这个情况称之为“短路”。

例如：

a>=3 && a<=5

如果a<3，则左边的表达式为假，整个表达式肯定为假，右边的式子就不再计算。

a<=3 || a>=5

如果a<=3，左边的表达式就为真，整个表达式肯定为真，右边的式子就不再计算。

让我们判断以下代码的输出结果：

#include <stdio.h>

int main()
{
	int i = 0, a = 0, b = 2, c = 3, d = 4;
	i = a++ && ++b && d++;
	printf("a = %d\nb = %d\nc = %d\nd = %d\n", a, b, c, d);
	return 0;
}

运行结果如下：

以上代码当中，由于逻辑运算符的运算特性，先对a++进行运算。由于这是后置++，先操作再自增，所以就对a的值先进行判断。a的值为0，也就是假，整个表达式的值就是假，就不会再计算后边的两个式子。此时逻辑判断完成后，a才会进行自增运算，所以a就编程了1。而b,c,d的值都不变。

三、switch语句

除了if--else语句之外，switch语句也可以实现分支结构。当出现多重分支的情况，if--else语句的使用就会略显麻烦，switch语句可以解决这个问题。

1.switch语句与if--else语句对比

示例：判断一个数除以3后的余数

#include <stdio.h>
int main()
{
 int n = 0;
 scanf("%d", &n);
 if(n % 3 == 0)
 printf("余数是0\n");
 else if(n%3 == 1)
 printf("余数是1\n");
 else
 printf("余数是2\n");
 return 0;
}

以上代码也可以改为使用switch语句：

#include <stdio.h>
int main()
{
 int n = 0;
 scanf("%d", &n);
 switch(n % 3)
 {
 case 0:
 printf("余数是0\n"); 
 break;
 case 1:
 printf("余数是1\n"); 
 break;
 case 2:
 printf("余数是2\n"); 
 break;
 }
 return 0;
}

程序计算switch后的表达式，将其值与case后的数值进行比较，如果相同则执行相应的语句。这里要注意：1.switch后必须是整形表达式。2.case后必须是整形常量表达式。3.case与数字之间必须有空格。4.每一个case语句执行后，要写break。

2.switch中的break语句

如果上述代码中不写break，会发生什么情况？让我们运行代码：

结果三条语句都被执行。这是为什么呢？

原因是在switch语句中使用break才能跳出switch语句。如果某一个case语句之后没有break，程序会继续往下执行，有可能执行其他case语句中的代码，直到遇到break或者switch语句结束。所以在switch语句当中使用break才能提前其分支效果。当然，是否在每一个case语句后加入break语句也要根据实际情况而定。

3.switch语句中的default语句

在switch语句中，如果遇到所有case都无法与表达式匹配的情况，那么就要对这些情况做一些处理。这时使用default语句就恰到好处。例如：

#include <stdio.h>
int main()
{
 int day = 0;
 scanf("%d", &day);
 switch(day)
 {
 case 1：
 case 2:
 case 3:
 case 4:
 case 5:
 printf("⼯作⽇\n");
 break;
 case 6:
 case 7:
 printf("休息⽇\n");
 break;
 default:
 printf("输⼊错误\n");
 break;
 }
 return 0;
}

以上代码用于判断周内的某一天是工作日还是休息日。当输入的值不再1-7的范围内时，就进入default语句，提示“输出错误”。

有人可能有以下疑问：default一定要写在最后吗？实际上，default语句的位置是随意的，不会影响程序的结果，但是一般我们为了提升代码的可读性，default语句是写在最后的。