C语言程序设计案例教程

　C语言涉及的概念多、规则复杂、容易出错，初学者往往感觉困难。本书在详细阐述程序设计基本概念、原理和方法的基础上，采用循序渐进、深入浅出、通俗易懂的讲解方法，本着理论与实际相结合的原则，通过大量经典案例，重点讲解C语言的概念、规则和使用方法，便于程序设计语言的初学者在建立正确程序设计理念的前提下，掌握利用C语言进行结构化程序设计的技术和方法。

　　本书可作为高等学校各专业程序设计基础教学的教材，特别适合应用型本科、高职院校的计算机及非计算机专业的学生使用。书中的案例和习题紧密结合应用，可作为编程人员和C语言自学者的参考用书。

　　本书共分12章，主要内容包括C语言基础、算法基础、选择结构程序设计、循环结构程序设计、数组、函数、指针、结构体、文件、系统设计与开发、程序编写的常见错误、C语言试题。

 

本书以培养学生程序设计基本能力为目标，系统地介绍了C语言程序设计的基本知识和方法。全书共分12章，主要内容包括C语言基础、算法基础、选择结构程序设计、循环结构程序设计、数组、函数、指针、结构体、文件、系统设计与开发、程序编写的常见错误、C语言试题。全书结构清晰，案例丰富，语言流畅，通俗易懂。

本书可作为高等学校各专业的程序设计基础教学的教材，特别适合应用型本科、高职院校计算机及非计算机专业的学生使用。

前    言

 

 

　　C语言是一种在国内外广泛使用的计算机程序设计语言。它具有功能丰富、表达能力强、应用广、目标程序效率高、可移植性好、使用方便灵活等特点，既有高级语言的优点，又有低级语言的某些特点，因此常被称为”中级语言”。同时，C语言的控制结构简明清晰，是非常适合进行结构化程序设计的一种计算机语言。因此，目前国内大部分高等院校都把C语言作为学习其他程序设计语言或是专业课程的基础。

　　C语言涉及的概念多、规则复杂、容易出错，初学者往往感觉困难。本书在详细阐述程序设计基本概念、原理和方法的基础上，采用循序渐进、深入浅出、通俗易懂的讲解方法，本着理论与实际相结合的原则，通过大量经典案例，重点讲解C语言的概念、规则和使用方法，便于程序设计语言的初学者在建立正确程序设计理念的前提下，掌握利用C语言进行结构化程序设计的技术和方法。

　　本书可作为高等学校各专业程序设计基础教学的教材，特别适合应用型本科、高职院校的计算机及非计算机专业的学生使用。书中的案例和习题紧密结合应用，可作为编程人员和C语言自学者的参考用书。

　　本书共分12章，主要内容包括C语言基础、算法基础、选择结构程序设计、循环结构程序设计、数组、函数、指针、结构体、文件、系统设计与开发、程序编写的常见错误、C语言试题。

　　本书由陆洲、刘素芬、陈慧英担任主编，刘涛、张庆玲、王敏、韩耀坤担任副主编，赵志茹参编。

　　本书第1~3章由陈慧英编写，第4~6章由刘素芬编写，第7章由王敏编写，第8、9章由刘涛编写，第10、11章由陆洲编写(并审定全书内容)，第12章由张庆玲、韩耀坤、赵志茹编写。戴春燕、刘泽宇、刘婧婧、孙妍、于慧凝也参与了本书的编写工作。

　　限于编者的水平，书中难免会有不足和疏漏之处，希望广大读者批评指正。

 

 

编  者

第3章  选择结构的程序设计

 

【本章要点】

1. 单分支语句、双分支语句和if语句嵌套的定义及使用方法。

2. switch语句的定义和使用。

3. 选择结构程序的设计方法和应用。

【学习目标】

1. 掌握几种if语句和switch语句的使用方法。

2. 掌握选择结构程序设计的一般方法。

3. 熟悉C程序的调试和运行。

 

3.1 
if语句

我们在实际处理问题时，往往会面临许多判断，这时就需要根据不同的判断来执行不同的操作。为了解决此类问题，可以使用选择结构的程序，而选择结构是通过条件语句来实现的。下面分别介绍选择结构的两种格式。一种是单分支结构，另一种是双分支结构。

3.1.1 
单分支语句

单分支语句的格式为：

 

if(表达式) 语句;

 

该语句的功能是：首先计算表达式的值，然后判断表达式的值是否非零，若不是零，则执行语句。其执行过程如图3-1所示。

【例3-1】从键盘输入三个数，由小到大排序输出。程序代码如下：

 

#include “stdio.h”

#include “conio.h”

 

main()

{

int x, y, z, t;

scanf(“%d%d%d”, &x, &y,
&z);  

 

if (x > y)    

{t=x; x=y; y=t;} /*交换x、y的值*/  

if(x > z)    

{t=z; z=x; x=t;} /*交换x、z的值*/  

if(y > z)    

{t=y; y=z; z=t;} /*交换z、y的值*/  

 

printf(“small to big: %d %d
%dn”, x, y, z);  

}

 

 

3.1.2 
双分支语句

双分支语句的格式为：

 

if(表达式) 

语句1;

else

语句2;

 

该语句的功能是：首先计算表达式的值，然后判断表达式的值是否为非零，若为非零，则执行语句1，否则执行语句2。其执行过程如图3-2所示。

 

图3-1  单分支结构的流程                     图3-2  双分支程序的执行流程

在条件语句中，语句可以是任何一条语句，当然，也可以是复合语句。

【例3-2】求一个数x的值。

我们将求|x|的算法编写成一个函数，然后在main()函数中调用它。

代码如下：

 

double abst(double x)    /* 定义函数abst */

{

if (x >= 0)

x = x;

else

x = -x;

 

return(x);

}

 

main()

{

double a;

double abst(double x);  /* 声明函数abst */

scanf(“%f”, &a);

printf(“%lf,%lf”, a, abst(a));

}

 

 

3.2 
if语句的嵌套

 

嵌套的if-else结构语句又称为阶梯形语句。它是对条件从上到下逐个判断，条件一旦满足，就执行与之对应的语句，并跳过其他阶梯。如果条件都不满足，则将执行后的语句n 1。

嵌套if-else的格式如下：

 

if(表达式1) 语句1;

else if(表达式2) 语句2;

else if(表达式3) 语句3;

…

else if(表达式n) 语句n;

else 语句n 1;

 

这实际上是利用嵌套的if语句来构造多路选择。其执行流程如图3-3所示。

 

图3-3  嵌套的if-else结构的执行流程

【例3-3】判断输入字符的种类。程序代码如下：

 

#include

main()

{

char c;

printf(“enter a character:n”);

c = getchar();

if (c < 0x20)

printf(“The character is a control
character”);

else if(c>=’0′ && c<=’9′)

printf(“The character is a
digitn”);

else if(c>=’A’ && c<=’Z’)

printf(“The character is a capital
lettern”);

else if(c>=’a’ && c<=’z’)

printf(“The character is a lower
lettern”);

else

printf(“The character is an other
lettern”);

}

 

程序的三次运行的结果如下：

 

enter a character: 8

The character is a digit

enter a character: R

The character is a capital letter

enter a character: !

The character is an other letter

 

【例3-4】银行定期存款年利率如下(在定期存款期内，均不计复利)：半年定期存款5.5%；一年定期存款6.5%；二年定期存款7.5%；三年定期存款9%；五年定期存款10.5%；八年定期存款12%。

输入存款类别(“1”代表半年定期、“2”代表一年定期等)和存款金额，计算出到期本金利息和。

程序代码如下：

 

#include

main()

{ 

int n, c;

float sum, a, y;

printf(“请输入存款类别：”)；

scanf(“%d”, &c);

printf(“请输入存款金额：”);

scanf(“%f”, &y);

if(c==1) {a=0.055; n=0.50;}

else if(c==2) {a=0.065; n=1;}

else if(c==3) {a=0.075; n=2;}

else if(c==4) {a=0.09; n=3;}

else if(c==5) {a=0.105; n=5;}

else if(c==6) {a=0.12; n=8;}

else {9=0.0; n=0;}

sum = y y*a*n;

if(n==0) printf(“输入有误！n”);

else printf(“到期本金利息合计金额为:%.2fn”,
sum);

}

 

运行情况如下：

 

请输入存款类别：4

请输入存款金额；2000

到期本金利息合计金额为：2540.00

 

 

3.3 
switch语句

switch语句又称开关分支语句，是选择结构的另一种形式，它是根据给定条件的结果值进行判断，然后执行多分支程序段中的某一支。C语言中用switch-case结构来实现开关分支语句。它的一般形式如下：

 

switch (表达式)

{

case 常量表达式1: 语句组1;

case 常量表达式2: 语句组2;

case 常量表达式n: 语句组n;

default: 语句组n 1;

}

 

【例3-5】输入成绩等级(如A、B、C等)，判断符合哪个成绩段。

程序代码如下：

 

main()

{

char s;

scanf(“%c”, &s);

switch(s)

{

case ‘A’:

printf(“90~100n”);

break;

case ‘B’:

printf(“80~89n”);

break;

case ‘C’:

printf(“70~79n”);

break;

case ‘D’:

printf(“60~69n”);

break;

case ‘F’:

printf(“<60n”);

break;

case ‘R’:

printf(“exam again!”);

break;

default:

printf(“Input errorn”);

}

}

 

运行后，如果输入D，则将会输出60~69。

由此可以看出case语句的作用：case后面的常量表达式实际上只起语句标号的作用，而不起条件判断作用，即“只是开始执行处的入口标号”。

因此，一旦与switch后面圆括号中表达式的值匹配，就从此标号处开始执行；而且执行完一个case后面的语句后，若没遇到break语句，就自动进入下一个case继续执行，而不再判断是否与之匹配，直到遇到break语句才停止执行，退出switch语句。

因此，如果想在一个case分支后立即跳出switch语句，就必须在此分支的后添加一个break语句。

3.4  小型案例实训

3.4.1 
案例一：if嵌套的应用

从键盘上输入x的值，根据函数关系计算出相应的y值(设x、y均为整型量)。x与y的关系如表3-1所示。

表3-1  变量x与y之间的函数关系

x       y

x＜0         0

0≤x＜10         x

10≤x＜20      10

20≤x＜40      -5x 20

 

调试运行下面的程序：

 

#include

main()

{ 

int x, y;

scanf(“%d”, &x);  

 

if(x < 0)   

y = 0;  

else   

if(x>=0 && x<10)    

y = x;   

else    

if(x>=10 && x<20)     

y = 10;    

else     

y = -5*x 20;  

 

printf(“%d”, y);

}

 

分析程序的运行结果。

 

3.4.2 
案例二：break语句的应用

输入下面两段程序并运行，掌握case语句中break语句的作用：

 

/* 不含break的switch
*/                  /* 含break的switch */

#include “stdio.h”                   #include “stdio.h”

void main()                            void main()

{                                        {

  
int a, m=0, n=0, k=0;               
int a, m=0, n=0, k=0;

  
scanf(“%d”, &a);                      scanf(“%d”,
&a);

  
switch(a)                             
switch(a)

  
{                                             {

   
case 1: m ;                             
case 1: m ; break;

   
case 2:                               
case 2:

   
case 3: n ;                          
case 3: n ; break;

   
case 4:                               
case 4:

   
case 5: k ;                         
case 5: k ;

   
}                                  
    }

   
printf(“%d,%d,%dn”, m,n,k);       printf(“%d,%d,%dn”, m,n,k);

}                                        }

 

分别从键盘上输入2、3、5，写出程序运行的结果，总结break语句的作用。

本
章 小 结

本章首先介绍了单分支语句和多分支语句的格式及应用，然后讲解了if语句的嵌套和应用，接下来讲解了switch语句的格式和应用，后通过案例和习题来综合运用本章所学知识，编写选择结构程序，培养学生分析问题和动手解决问题的能力。

习    题

1. 填空题

(1)    下面程序的运行结果是                。

 

main()

{

int x=10, y=20, z=30；

if(x > y)

z=x; x=y; y=z;

printf(“%d,%d,%d”, x,y,z)；

}

 

(2)    下面程序的运行结果是                      。

 

main()

{

int a=100, x=10, y=20, m=5, n=0；

if(x < y)

if(y != m)

a = 1;

else

if(n) a=10;

a = -1；

printf(“%dn”, a);

}

 

(3)    下面程序的运行结果是        。

 

main()

{

int score, temp;

char grade;

printf(“输入学生成绩：”);

scanf(“%d”, &score);

if(score==100) temp=9;

else

temp = (score-score%10)/10;

switch(temp)

{

case 9: grade=’A’; break;

case 8: grade=’B’; break;

case 7: grade=’C’; break;

case 6: grade=’D’; break;

case 5: case 4: case 3: case 2: case 1:

case 0: grade=’E’; break;

default: printf(“输入有错！”)

}

printf(“该生成绩等级是%c。”,
grade);

}

 

2. 改错题

(1)    输入两个数，判断它们是否相等。程序如下：

 

main()

{ 

int x, y;

scanf(“%d  %d”, x, &y);

if(x = y)

printf(“x equal y n”);

else

printf(“x is not y n”);

}

 

①    该程序是否有错误？如有，请进行修改。

②    修改后运行该程序，其输出结果是什么？

(2)    阅读下面的种序，要求对输入的数字1~7转换成文字星期几，对其他数字不转换。例如，输入5时，程序应该输出Friday。程序如下：

 

main()

{   

int day;

scanf(“%d”, day);

switch(day)

{ 

case 1: printf(“Mondayn”);

case 2: printf(“Tuesdayn”);

case 3: printf(“Wednesdayn”);

case 4: printf(“Thursdayn”);

case 5: printf(“Fridayn”);

case 6: printf(“Saturdayn”);

case 7: printf(“Sundayn”);

}

}

 

编辑、调试和运行该程序，然后输入3。其输出结果是什么？为什么是这样的结果？该程序是否有错误？如何修改？

(3)    程序改错。下面的程序实现求解：

                                                             y=x2                  (x2-10>0)

                                                             y=-x2        (x2-10≤0)

分析程序代码能否实现，如果程序中存在错误，请修改程序中的错误，然后运行修改后的程序。

 

#include

main()

{

int x, y;

scanf(“%d”, &x);

if(x*x–10 > 0)

y = x*x;

printf(“y=%dn”, y);

else 

y = -(x*x);

printf(“y=%dn”, y);

}

 

3. 编程题

(1)    编程实现以下功能：读入两个运算数(data1和data2)及一个运算符(op)，计算表达式data1 op data2的值，其中op可为 、-、*、/。

(2)    编写一个程序，对于给定的一个百分制成绩，输出相应的五分制成绩。这里设：90分以上为‘A’，80~89分为‘B’，70~79分为‘C’，60~69分为‘D’，60分以下为‘E’(用if语句来实现)。

(3)    输入一个字符，判断是字母、数字还是特殊字符。