C程序设计

雍俊海 于清华园 2017年3月3日
II C程序设计     III前言     

C语言的控制结构只有3类：顺序结构、选择结构和循环结构。顺序结构是简单的程序结构。在顺序结构中，程序从前到后按顺序依次执行各条语句或语句块，不跳过也不重复任何语句或语句块。在C语言当中，不含语句块的每条语句通常以分号“;”作为结束标志。简单的语句可以只包含一个分号，该语句称为空语句。空语句不执行任何操作。有时采用空语句来延长程序的运行时间。被大括号“{ }”括起来的一条或多条语句通常称做语句块。下面给出顺序结构代码示例。　　   double a = 5.1;   double b = 7.2;   double c = (a b)/2;   printf(“%g和%g的平均值是%g。n”, a, b, c);   //输出: 5.1和7.2的平均值是6.15。↙　　　　本章将依次介绍选择结构和循环结构。在选择结构中，程序依据条件选择相应的分支执行语句或语句块。选择结构包括if语句、if-else语句和switch语句，这些语句也可以统称为选择语句。在循环结构中，程序不断重复执行指定的语句或语句块，直到循环结束。循环结构包括for语句、while语句和do-while语句。组成循环结构的for语句、while语句和do-while语句也可以统称为循环语句。选择语句和循环语句实际上都是复合语句，即在这些语句的组成部分当中还会包含语句、语句块或语句组，其中语句组也是由一条或多条语句组成。语句块与语句组的区别在于是否被一对大括号“{ }”括起来。在选择结构和循环结构中，还可能包含break语句和continue语句，其中break语句用来中断执行switch语句或循环结构，continue语句只能用于循环结构并使得程序直接进入下一轮的循环。3.1  选择结构　　选择结构的特点是根据不同的条件选择执行不同的程序代码。选择结构包括if语句、if-else语句和switch语句。其中if语句只有一个分支，当且仅当在满足if条件时，才执行在if语句中的语句或语句块。if-else语句包含两个分支。如果满足if条件，则执行if分支的语句或语句块；否则，执行else分支的语句或语句块。switch语句可以包含多个分支。switch语句根据一个整数系列类型表达式的值，选择执行相应的分支。3.1.1  if语句和if-else语句　　if语句和if-else语句统称为条件语句。if语句的格式是:　　   if (表达式)       语句或语句块　　其中，表达式必须是数值类型的表达式，可以是定点数，也可以是浮点数，称为if条件表达式。在if语句当中的语句或语句块只能是单条语句或一个语句块，称为if分支语句或语句块。如图3-1（a）所示，只有当if条件表达式不等于0时，才会执行if分支语句或语句块。
图3-1  if语句和if-else语句流程图　　在流程图中，小圆圈表示流程图片断的连接点，即上面流程图连接入其他流程图组成更大流程图的连接点；菱形表示条件判断，而且将依据判断结果执行不同的分支；矩形表示正常的代码执行；箭头表示程序运行的路径。　　下面给出if语句代码示例。　　   int studentScore = 95;   if (studentScore>90)       printf(“成绩优秀!n”); // 结果输出: 成绩优秀!↙// 1// 2// 3　　在上面第2行代码中，因为studentScore = 95，所以if条件表达式“studentScore>90”成立。这样，上面第3行代码if分支语句“printf(“成绩优秀!n”);”就会被执行，结果输出“成绩优秀!↙”。如果将上面第1行代码换为“int studentScore = 85;”，那么if条件表达式“studentScore>90”不成立，这样上面第3行代码就不会被执行，结果什么也没有被输出。　　下面给出另外一个if语句代码示例。   int a = 10;   int b = 5;   if (a>b)   {       printf(“a=%dn”, a); // 结果输出: a=10↙       printf(“b=%dn”, b); // 结果输出: b=5↙       printf(“a比b大。n”); // 结果输出: a比b大。↙   } // if结束// 1// 2// 3// 4// 5// 6// 7// 8　　在这个示例当中，if分支部分是一个语句块。通过语句块使得if分支部分可以包含多条   语句。　　　　: 在if分支语句块当中，作为语句块标志的一对大括号“{ }”是不能去掉的。如果去掉，则if分支语句块就变为if分支语句，而且这条if分支语句就是原语句块的条语句。　　　　例如，在上面的代码示例中，如果去掉其中第4行和第8行代码，则在第3行之后的代码变为　　   if (a>b)       printf(“a=%dn”, a); // 只有当(a>b)，才会输出a的值       printf(“b=%dn”, b); // 无论a是否大于b，均会输出b的值       printf(“a比b大。n”);   // 无论a是否大于b，均会输出: a比b大。↙
　　这时，后两行代码“printf(“b=%dn”, b);”和“printf(“a比b大。n”);”并不隶属于if语句。因此，无论a是否大于b，均会输出b的值以及“a比b大。↙”。这显然是有问题的。　　if-else语句包含两个分支。if-else语句的格式是:　　   if (表达式)       语句1或语句块1   else       语句2或语句块2　　其中，表达式称为if条件表达式，必须是数值类型的表达式，可以是定点数，也可以是浮点数。if下方的语句1或语句块1称为if分支语句或语句块，else下方的语句2或语句块2称为else分支语句或语句块。这里的语句1和语句2均只能是单条语句，语句块1和语句块2也只能是一个语句块。如图3-1（b）所示，只有当if条件表达式不等于0时，才会执行if分支语句或语句块；否则，执行else分支语句或语句块。下面给出if-else语句代码示例。　　   int studentScore = 85;   if (studentScore>=60)       printf(“通过考试!n”);   else       printf(“考试没通过，请继续努力!n”);// 1// 2// 3// 4// 5上面代码示例将输出“通过考试!↙”。　　在if语句和if-else语句当中的分支语句仍然可以是if语句或if-else语句。但这时，需要注意if和else在同一个语句块中的近配对原则。　　　　: if和else的近配对原则：在同一个语句块中，else部分总是按照if-else语句格式与近的未配对的if部分配对，构成if-else语句。如果else部分无法与if部分配对构成符合if-else语句格式的语句，那么将出现编译错误。根据这一原则，如果在if-else语句当中的if分支语句或语句块仍然是一条if语句，那么该if语句代码的编写应当采用语句块的形式；否则，该if语句将与else部分配对成为if-else语句。下面给出具体的示例代码进行说明。　　　　这里给出示例代码，说明if和else近配对原则可能出现的问题，以及如何避免可能出现的错误。具体的代码如下。　　   int month = 12;   int day = 30;   if (month==12)   {       if (day==31)           printf(“这是一年的后一天!n”);   }   else       printf(“这不是一年的后一个月!n”);// 1// 2// 3// 4// 5// 6// 7// 8// 9　　虽然第5行的if比第3行的if离第8行的else更近一些，但第5行的if与第8行的else不在同一个语句块中。因此，上面代码第8行的else只会与第3行的if相配对，而不会与第5行的if相配对。上面代码第4~7行是一个语句块，只包含一条if语句。在if-else语句格式中，允许其中的if分支语句或语句块是一条语句。那么，能否去掉第4行和第7行代码，即去掉作为语句块标志的一对大括号“{ }”? 在去掉这两行代码之后，语法仍然是正确的。这时，上面的代码变为　　   int month = 12;   int day = 30;   if (month==12)       if (day==31)           printf(“这是一年的后一天!n”);   else       printf(“这不是一年的后一个月!n”);// 1// 2// 3// 5// 6// 8// 9　　　　运行上面的代码，将会输出“这不是一年的后一个月!↙”。为什么会这样? 为什么12月份会不是一年的后一个月? 我们分析一下修改之后的代码。根据if和else近配对原则，在修改之后的代码中，上面代码第8行的else会与第5行的if相配对。这样，修改之后的代码实际上等价于　　   int month = 12;   int day = 30;   if (month==12)   {       if (day==31)           printf(“这是一年的后一天!n”);       else           printf(“这不是一年的后一个月!n”);   }// 1// 2// 3// 4// 5// 6// 7// 8// 9　　这样，对于12月份，只要日期不是31，就会输出“这不是一年的后一个月!↙”。对于其他月份，反而什么都不会输出。将“if (day==31) printf(“这是一年的后一天!n”);”部分按语句块的形式编写，就不会出现这种与预期不相符的逻辑。总之，在if-else语句当中的if分支语句或语句块仍然是一条if语句的正确语句格式是：　　   if (表达式1)   {       if (表达式2)           语句1或语句块1   }   else       语句2或语句块2　　　　如果if-else语句的else分支语句仍然是一条if-else语句，则通常写成　　   if (表达式1)       语句1或语句块1   else if (表达式2)       语句2或语句块2   else       语句3或语句块3　　　　这个过程可以有限次重复下去，形成如下的语句格式：　　   if (表达式1)       语句1或语句块1   else if (表达式2)       语句2或语句块2   ……   else if (表达式n)       语句n或语句块n   else       语句(n 1)或语句块(n 1)　　　　下面给出代码示例。　　   int studentScore = 85;   if (studentScore>=90)       printf(“成绩优秀!n”);   else if (studentScore>=80)       printf(“成绩良好!n”);   else if (studentScore>=70)       printf(“成绩中等!n”);   else if (studentScore>=60)       printf(“成绩合格!n”);   else       printf(“考试没通过，请继续努力!n”);// 1// 2// 3// 4// 5// 6// 7// 8// 9// 10// 11　　上面的代码对成绩进行分类。如果分数大于或等于90分，则成绩优秀；如果分数介于80和89之间，则成绩良好；如果分数介于70和79之间，则成绩中等；如果分数介于60和69之间，则成绩合格；如果分数低于60，则考试没通过，需要继续努力。3.1.2  switch语句　　switch语句也常称为分支语句。switch语句的格式如下。　　   switch (表达式)   {   case 常数1:       语句组1   case 常数2:       语句组2   ……   case 常数n:       语句组n   default:       语句组(n 1)   }　　上面switch语句行的表达式称为switch表达式，它必须是整数系列类型的表达式。在switch语句的一对大括号“{ }”内是一系列的case分支和一个default分支。每个case分支在关键字case和空格之后紧接着一个常数，这个常数的数据类型必须与switch表达式相匹配，称为case常数。在同一条switch语句当中，各个case常数必须各不相等；否则，无法通过编译。在case常数之后是冒号，然后是case分支语句组。default分支在同一条switch语句中多出现一次，也可以不出现。在default分支中的语句组称为default分支语句组。case分支语句组和default分支语句组均由一条或多条语句组成，而且每个case分支语句组和default分支语句的后一条语句通常是break语句。如果在这些分支语句组的中间出现break语句，那么在break语句之后的语句实际上将不会起作用。当然，这些分支语句组也可以不含break语句。　　如图3-2所示，在执行switch语句时，首先计算switch表达式的值，然后依次将该表达式的值与各个case常数进行匹配。如果该表达式的值刚好等于某个case常数，则进入该case分支，执行相应的case分支语句组。如果该case分支语句组不含break语句，则会继续执行下一个case分支或default分支的语句组，直到执行到break语句或整个switch语句结束。如果switch表达式的值与任何一个case常数都不相等，并且switch语句含有default分支，则执行default分支语句组。
图3-2  switch语句流程图　　下面给出一个switch语句示例。　　   char grade = ‘A’;   switch(grade)   {   case ‘A’:       printf(“百分制成绩: 90~100。n”);       break;   case ‘B’:       printf(“百分制成绩: 80~89。n”);       break;   case ‘C’:       printf(“百分制成绩: 60~79。n”);       break;   case ‘D’:       printf(“百分制成绩: 0~59。n”);       break;   default:       printf(“无效成绩。n”);   } // switch结束// 1// 2// 3// 4// 5// 6// 7// 8// 9// 10// 11// 12// 13// 14// 15// 16// 17// 18在这个示例中，因为变量grade的值是’A’，所以程序会进入case ‘A’分支，执行该case分支语句组，输出“百分制成绩: 90～100。↙”。因为该case分支语句组的后一条语句是break语句，如上面第6行代码所示，所以switch语句运行到这里就自动结束了。我们还可以修改上面第1行代码，改变grade的值，从而执行switch语句的不同case分支或执行default分支的语句组。　　下面给出一个不含break语句的switch语句应用示例。　　   int month = 5;   int dayRemain = 0;   switch(month)   {   case 1:       dayRemain = 31;   case 2:       dayRemain = 28;   case 3:       dayRemain = 31;   case 4:       dayRemain = 30;   case 5:       dayRemain = 31;   case 6:       dayRemain = 30;   case 7:       dayRemain = 31;   case 8:       dayRemain = 31;   case 9:       dayRemain = 30;   case 10:       dayRemain = 31;   case 11:       dayRemain = 30;   case 12:       dayRemain = 31;   } // switch结束   printf(“距离年终还剩余%d天。n”, dayRemain);// 1// 2// 3// 4// 5// 6// 7// 8// 9// 10// 11// 12// 13// 14// 15// 16// 17// 18// 19// 20// 21// 22// 23// 24// 25// 26// 27// 28// 29// 30　　这个示例假设某一年2月份总共是28天，希望统计从month这个月开始到年终还剩余多少天。在这个示例中，因为变量month的值是5，所以程序会进入case 5分支，执行该case分支语句组，统计5月份的天数，使得dayRemain= 31。因为该case分支语句组不含break语句，所以程序会进入该switch语句的下一个case分支，即case 6分支，继续统计6月份的天数，使得dayRemain=31 30=61。这个过程不断继续下去，直到后一个case分支，即case 12分支，程序统计了后一个月的天数，该switch语句才执行结束。这时，程序已经统计了从5月份到12月份的总天数，得到dayRemain=245。因此，运行上面第30行代码将输出“距离年终还剩余245天。”。　　　　:（1）在switch语句中，switch表达式必须是定点数类型的表达式。　　（2）在switch语句中，case常数必须是定点数类型的常数，不能是浮点数类型的常数。　　（3）在同一条switch语句当中，所允许的case分支的总个数总是有限的。C语言标准规定，在同一条switch语句中，case分支的个数不能超过1023。不过，实际所允许的case分支个数依赖于C语言支撑平台。3.2  循环结构　　循环结构非常适合发挥计算机的强大运算能力。循环结构的特点是不断重复执行位于在循环体内的程序代码，直到不满足循环条件。有限性是正常计算机程序的基本特点。因此，对于正常的循环结构，应当设计合理的循环条件使得循环终能够在有限的步骤之后结束。循环结构包括for语句、while语句和do-while语句。下面分别介绍这些循环语句。3.2.1  for语句　　for语句是C语言的3种循环语句之一。for语句的格式是　　   for (初始化表达式; 条件表达式; 更新表达式)       循环体　　其中，循环体一般是一条语句或一个语句块。　　如图3-3所示，在执行for语句时，初始化表达式只会被计算一次。初始化表达式通常用来初始化循环所需要的变量，因此通常由一个或多个赋值运算表达式组成。如果是多个赋值运算表达式，则采用逗号分隔开。
图3-3  for语句流程图　　下面给出采用for语句实现计算从1到100之和的示例。　　   int i, n, sum;   for (i=1, n=100, sum=0; i<=n; i )       sum =i;   printf(“sum=%d。n”, sum); // 结果输出: sum=5050。↙// 1// 2// 3// 4在上面的示例中，初始化表达式是“i=1, n=100, sum=0”，由3个赋值运算表达式组成，相邻的赋值运算表达式采用逗号分隔。因此，这个初始化表达式实际上就是一个逗号运算表达式。　　　　: 初始化表达式还可以为空。下面给出相应的代码示例。　　   int n = 100;   int sum = 0;   int i = 1;   for ( ; i<=n; i )       sum =i;   printf(“sum=%d。n”, sum); // 结果输出: sum=5050。↙// 1// 2// 3// 4// 5// 6　　在上面的示例中，初始化for循环所需要的各个变量的工作已经由第1~3行代码完成。因此，for语句的初始化表达式为空。　　　　: 在C语言的for语句中，通常不允许在初始化表达式中定义变量。下面给出相应的代码示例。　　   int n = 100;   int sum = 0;   for (int i=1; i<=n; i ) // 其中“int i=1”无法通过编译       sum =i;   printf(“sum=%d。n”, sum);// 1// 2// 3// 4// 5　　上面第3行代码通常无法通过编译，不能在初始化表达式中定义变量i。　　　　: 不过，有些C语言支撑平台遵循C 语法规则，可以编译通过上面的代码。但是，为了保证C语言代码的通用性或者说可移植性，仍然不建议在for语句的初始化表达式中定义变量。　　　　如图3-3所示，在计算初始化表达式之后，开始计算并判断for语句的条件表达式。如果条件表达式不等于0，则表明条件表达式成立，这时就会执行for语句的循环体。如果条件表达式等于0，则表明条件表达式不成立，这时就会结束for语句的执行。　　在执行完一遍for语句的循环体之后，就会计算更新表达式。更新表达式通常用来更新循环涉及的变量。因此，更新表达式通常是自增或自减或赋值类运算表达式。如果需要在更新表达式中改变多个变量的值，则通常采用逗号运算表达式，即用逗号分隔多个自增或自减或赋值类运算表达式。　　　　: 允许更新表达式为空。如果需要更新循环涉及的变量的值，还可以将更新表达式改写为语句放入循环体内部。下面给出相应的代码示例。　　   int i, n, sum;   for (i=1, n=100, sum=0; i<=n; ) // 更新表达式为空   { // for循环体开始       sum =i;       i ; // 更新表达式变成为在循环体中的更新语句   } // for循环体结束   printf(“sum=%d。n”, sum); // 结果输出: sum=5050。↙// 1// 2// 3// 4// 5// 6// 7　　在上面代码中，第2行for语句的更新表达式为空。变量i的更新是循环体的后一条语句，位于上面代码的第5行。这种写法是允许的，只是没有原来的简洁。不过，当更新表达式比较复杂时，可以考虑采用这种方式编写代码。　　如图3-3所示，在计算更新表达式之后，又会重新开始计算并判断for语句的条件表达式。如果条件表达式成立，则会继续执行for语句的循环体；否则，就会结束for语句的执行。这个过程会不断重复下去，直到条件表达式不成立或者在执行循环体时遇到了break语句。break语句和continue语句将在后面的章节进行讲解。　　　　: 编写循环语句的两个常见问题如下。　　（1）整个循环是否得到正确的初始化。因为for语句具有显式的初始化表达式，所以采用for语句出现这种问题的情况比较少。　　（2）对于for语句，应当注意更新表达式与条件表达式，既要保证循环体的正常执行，又要保证终会终止循环。　　　　采用for语句的常见场景是要求重复执行循环体n遍。下面给出实现这一目标的两种常见写法。种写法如下。　　   int n = 100;   int i;   for (i=1; i<=n; i )       循环体  // 这里的循环体需要换成实际可行的代码才可以通过编译// 1// 2// 3// 4　　如上面第3行代码所示，这种写法变量i从1开始计数，因此条件表达式采用“<=”运算。上面计算从1到100之和的示例非常适合于这种写法。另外一种写法如下。　　   int n = 100;   int i;   for (i=0; i图3-4  while语句流程图　　从while语句的执行过程可以看出，通常应当在while语句之前完成while语句的循环初始化。而对循环变量的更新则应当在while语句的循环体中完成，从而保证终会终止循环。可以根据这个思想，将for语句改写成为while语句。　　下面给出采用while语句实现计算从1到100之和的示例。　　   int sum = 0;   int n = 100;   int i = 1;   while (i<=n)   {       sum =i;       i ;   } // while结束   printf(“sum=%d。n”, sum); // 结果输出: sum=5050。↙// 1// 2// 3// 4// 5// 6// 7// 8// 9　　在上面的示例中，对while语句循环的初始化在while语句之前的第1～3行就已经完成。在while语句的循环体中，也就是第7行代码处，实现对while语句的循环变量的更新。读者可以自行比较上面的代码与3.2.1小节采用for语句实现的示例代码。　　　　: 在上面的示例代码中，第5行和第8行作为语句块标志的一对大括号“{ }”是不能去掉的。如果去掉第5行和第8行的代码，则while语句的循环体从一个语句块变为一条语句“sum =i;”。这样，在执行while语句时，变量i的值一直都不会发生变化，从而造成while条件表达式“i<=n”永远成立，程序进入死循环，即无法正常终止while语句的运行。因为while语句的运行无法正常结束，所以无法正常运行到第7行代码“i ;”。　　3.2.3  do-while语句　　do-while语句是C语言的3种循环语句之一。do-while语句的格式是：　　   do       循环体   while (条件表达式);　　其中，循环体一般是一条语句或一个语句块。　　　　: 在do-while语句当中，“while (条件表达式)”的后面紧接着分号，表明do-while语句结束。在关键字do的后面没有分号，除非循环体是空语句。在常规情况下，do-while语句的循环体不会是空语句，因为一个正常的循环通常至少应当具有可以引起循环结束的语句。　　　　如图3-5所示，在执行do-while语句时，先直接执行循环体，再计算并判断条件表达式。如果条件表达式不等于0，则表明条件表达式成立，这时就继续执行do-while语句的循环体。如果条件表达式等于0，则表明条件表达式不成立，这时就会结束do-while语句的执行。在执行do-while语句的循环体之后，又会重新开始计算并判断do-while语句的条件表达式。如果条件表达式成立，则会继续执行do-while语句的循环体；否则，就会结束do-while语句的执行。这个过程会不断重复下去，直到条件表达式不成立或者在执行循环体时遇到了break语句。break语句和continue语句将在后面的章节进行讲解。
图3-5  do-while语句流程图　　: 如图35所示，在执行do-while语句时，循环体至少会被执行一遍。　　　　从do-while语句的执行过程可以看出，通常应当在do-while语句之前完成do-while语句的循环初始化。而对循环变量的更新则通常应当在do-while语句的循环体中完成，从而保证终会终止循环。可以根据这个思想，将for语句改写成为do-while语句。　　下面给出采用do-while语句实现计算从1到100之和的示例。　　   int sum = 0;   int n = 100;   int i = 1;   do   {       sum =i;       i ;   }   while (i<=n);   printf(“sum=%d。n”, sum); // 结果输出: sum=5050。↙// 1// 2// 3// 4// 5// 6// 7// 8// 9// 10　　在上面的示例中，对do-while语句循环的初始化在do-while语句之前的第1～3行就已经完成。在do-while语句的循环体中，也就是第7行代码处，实现对do-while语句的循环变量的更新。读者可以自行比较上面的代码与3.2.2小节采用while语句和第3.2.1小节采用for语句实现的示例代码。3.2.4  continue语句　　C语言标准规定continue语句只能用在循环语句中。continue语句的写法如下。　　   continue;　　　　如图3-6所示，当执行循环语句遇到continue语句时，程序会自动结束循环体剩余代码的运行。然后，对于for语句，则会立即计算更新表达式，并依据条件表达式，决定是重新继续执行一遍循环体还是结束循环语句；对于while语句和do-while语句，则会立即计算并判断条件表达式，决定是重新继续执行一遍循环体还是结束循环语句。这个过程可以不断地重复下去，直到循环语句运行结束。　　　　: continue语句通常作为条件语句if语句或if-else语句的一部分出现在循环语句的循环体中。如果直接将continue语句作为一条独立的语句放入循环语句的循环体中，则在continue语句之后的循环体语句都将不起作用。　　　　例程3-1  接受输入5个整数并计算其中正整数的平均值例程。　　例程功能描述：该例程依次接受5个整数的输入，统计并输出其中正整数的平均值。　　例程解题思路：设计整数类型的变量i和n，用来控制输入整数的个数以及循环运行的总次数。设计整数类型的变量number，用来保存输入的整数。设计整数类型的变量sum，用来保存正整数之和；并用整数类型的变量k统计正整数的个数。利用continue语句，跳过对负整数和0的统计。后输出正整数的平均值。在计算平均值时，将整数运算转化成为双精度浮点数运算，提高计算精度。例程由一个源程序文件C_PositiveNumberAverage.c组成，具体的程序代码如下。
图3-6  包含continue语句的循环语句流程图// 文件名: C_PositiveNumberAverage.c；开发者: 雍俊海行号#include #include
int main(int argc, char* args[ ]){    int i, k, number, sum, n;    for (i=1, k=0, sum=0, n=5; i<=n; i )    {        printf(“请输入第%d个整数: “, i);        scanf(“%d”, &number); // 在VC平台中，应将scanf改为scanf_s        if (number<=0) // 跳过0和负整数            continue;        sum = number; // 对正整数求和        k ;  // 统计正整数个数    } // for循环结束    if (k>0)        printf(“正整数的平均值是%g。n”, sum/(double)k);    else printf(“没有输入正整数。n”);    system(“pause”); // 暂停住控制台窗口    return 0; // 返回0表明程序运行成功} // main函数结束// 1// 2// 3// 4// 5// 6// 7// 8// 9// 10// 11// 12// 13// 14// 15// 16// 17// 18// 19// 20// 21　　　　可以对上面的代码进行编译、链接和运行。下面给出一个运行的结果示例。　　请输入第1个整数: 12↙请输入第2个整数: ?1↙请输入第3个整数: 13↙请输入第4个整数: ?2↙请输入第5个整数: 14↙正整数的平均值是13。请按任意键继续…　　　　例程进一步说明：如果去掉第11行的代码，则上面第13行和第14行的代码将都不会起作用。上面第11行和第12行代码的共同作用，使得0和负整数不会进入统计，即当输入的是0或负整数时，上面第13行和第14行的代码都不会被执行。上面第16行代码通过“if (k>0)”使得第17行的运算“sum/(double)k”不会出现除数为0的情况。3.2.5  break语句　　C语言标准规定break语句只能用在switch语句和循环语句中。break语句的写法如下。　　   break;　　第3.1.2小节已经介绍了在switch语句中的break语句。因此，这里只介绍在循环语句中的break语句。如图3-7所示，当执行循环语句遇到break语句时，程序会立即自动结束整个循环语句的运行。　　　　: break语句通常作为条件语句if语句或if-else语句的一部分出现在循环语句的循环体中。如果直接将break语句作为一条独立的语句放入循环语句的循环体中，则在break语句之后的循环体语句将都不起作用。　　　　例程3-2  接受以0或负整数为结束标志的多个正整数输入，并计算其中正整数的平均值例程。　　例程功能描述：该例程依次接受整数的输入。若输入的是正整数，则继续输入；若输入的是0或负整数，则表示输入结束。对于输入的所有正整数，统计并输出这些正整数的平均值。　　例程解题思路：设计整数类型的变量n，用来统计输入的正整数的总个数。设计整数类型的变量number，用来保存输入的整数。设计整数类型的变量sum，用来保存正整数之和。因为需要接受多个整数的输入，所以需要采用循环语句。这里采用for循环语句。因为无法提前知道输入的正整数的总个数，所以for语句的条件表达式为1，即这个for语句并不通过for语句条件表达式来结束循环，而是利用break语句结束循环。在for语句的循环体内，接受整数的输入。如果输入的是正整数，则统计已经输入的正整数的总个数，并计算已经输入的正整数的和。一旦发现输入的是0或负整数，则调用break语句，立即结束for循环语句。在结束for语句之后，变量n的值已经是输入的正整数的总个数，变量sum已经是输入的所有正整数之和。因此，这时可以计算平均值。在计算平均值时，可以考虑将整数运算转化成为双精度浮点数运算，以提高计算精度。例程由一个源程序文件C_MultiplePositiveNumberAverage.c组成，具体的程序代码如下。
图3-7  包含break语句的循环语句流程图　　　　// 文件名: C_MultiplePositiveNumberAverage.c；开发者: 雍俊海行号#include #include
int main(int argc, char* args[ ]){    int n, sum, number;    for (n=0, sum=0; 1;)    {        printf(“请输入第%d个整数: “, (n 1));        scanf_s(“%d”, &number);        if (number<=0) // 0或负整数表示输入结束             break;        sum = number; // 对正整数求和        n ; // 统计正整数个数    } // for循环结束    if (n>0)        printf(“正整数的平均值是%g。n”, sum/(double)n);    else printf(“没有输入正整数。n”);    system(“pause”); // 暂停住控制台窗口    return 0; // 返回0表明程序运行成功} // main函数结束// 1// 2// 3// 4// 5// 6// 7// 8// 9// 10// 11// 12// 13// 14// 15// 16// 17// 18// 19// 20// 21　　　　可以对上面的代码进行编译、链接和运行。下面给出一个运行的结果示例。　　请输入第1个整数: 5↙请输入第2个整数: 6↙请输入第3个整数: 7↙请输入第4个整数: 8↙请输入第5个整数: -1↙正整数的平均值是6.5。请按任意键继续…　　　　例程进一步说明: 如果去掉第11行的代码，则上面第13行和第14行的代码将都不会起作用。上面第11行和第12行代码的共同作用，使得一旦发现输入的是0或负整数，则立即结束for循环语句。上面第16行代码通过“if (n>0)”使得第17行的运算“sum/(double)n”不会出现除数为0的情况。　　　　: 如果出现多重嵌套的循环语句，即在循环语句的循环体内仍然含有循环语句，则当遇到break语句时，只是立即结束该break语句所在的那一层的循环语句，而不会结束其外层的循环语句（当然，这个前提是存在外层的循环语句）。图3-8给出了break语句在两重嵌套循环语句中的运行示例。　　　　如图3-8所示，在两重嵌套循环语句中，如果break语句出现在外层循环语句中，则一旦运行到这条break语句，则立即会结束这两重嵌套循环语句的运行；如果break语句出现在内层循环语句中，则一旦运行到这条break语句，只是结束内层循环语句的运行，然后继续执行在外层循环体内并且在内层循环语句之后的语句，即整个外层的循环语句仍然会继续运行。下面给出程序片断示例。　　   int i, k;   for (i=0; i<3; i )   {       for (k=0; k<5; k )       {           printf(“%d”, k);           if (k==1)               break;       } // 内层for循环结束   } // 外层for循环结束// 1// 2// 3// 4// 5// 6// 7// 8// 9// 10
图3-8  包含break语句的两重嵌套循环语句这个程序片断的运行结果是：　　010101　　在上面的程序片断中，因为break语句在内层for循环语句中，所以这条break语句不会影响外层的for循环语句。因此，对于以变量i为计数器的外层的for循环语句，它的循环体将会执行3次。这样，从第4行到第9行的内层for循环语句也就会执行3次。对于内层for循环语句，当k为0和k为1时均会输出k的值；而且当k为1时，在输出k的值之后会运行break语句，从而造成立即结束内层for循环语句的运行。因此，每次执行内层for循环语句实际上只是输出“01”。因为内层for循环语句执行3遍，所以终的输出是“010101”。3.3  小结　　C语言的3类控制结构各有特点。选择语句包括if语句、if-else语句和switch语句，这些语句使得程序可以根据不同的条件执行不同的语句。循环语句包括for语句、while语句和do-while语句，这三者之间可以互相转换。通常采用哪种语句编写代码简洁，就采用哪种。其中，常用的是for语句，因为它在形式上符合循环的特征。continue语句和break语句在一定程度上起到辅助的作用。通常要慎重使用continue语句和break语句。　　: C语言语句的结束标志有可能是分号“;”，也有可能是语句块。3.4  习题　　习题3.1  简述C语言有哪些控制结构。　　习题3.2  选择语句包括哪些类型的语句?　　习题3.3  循环语句包括哪些类型的语句? 它们的区别是什么?　　习题3.4  请判断下面各个结论的对错。　　（1）在for语句中，初始化表达式和更新表达式均允许为空。　　（2）在C语言的各种循环语句中，采用for语句的运行效率是的，因此for语句也是常用的。　　习题3.5  请写出下面程序片断输出的内容，并指出下面程序排版的不合理之处。　　   int x=-1;   int y=0;   if  (x>=0)         if (x>0) y=1;   else  y=-1;   printf(“x=%d, y=%d”, x, y);// 1// 2// 3// 4// 5// 6　　　　习题3.6  下面程序片断是否含有语法错误？如果没有，请写出其运行结果的输出     内容。　　   char ch=’B’;   switch (ch)   {   case ‘A’:   case ‘a’:       printf(“优秀”);       break;   case ‘B’:   case ‘b’:       printf(“良”);   default:       printf(“再接再厉”);   }// 1// 2// 3// 4// 5// 6// 7// 8// 9// 10// 11// 12// 13　　　　习题3.7  下面程序片断是否含有错误？如果没有，请写出其运行结果的输出内容。　　   double a=6;   switch(a)   {   case 6:       printf(“Saturday。n”);       break;   case 7:       printf(“Sunday。n”);       break;   default:       printf(“Unknown。n”);       break;   } // switch语句结束// 1// 2// 3// 4// 5// 6// 7// 8// 9// 10// 11// 12// 13　　　　习题3.8  下面程序片断是否含有错误？如果没有，请写出其运行结果的输出内容。　　   int a = 6;   switch(a)   {   case 6.0:       printf(“Saturday。n”);       break;   case 7.0:       printf(“Sunday。n”);       break;   default:       printf(“Unknown。n”);       break;   } // switch语句结束// 1// 2// 3// 4// 5// 6// 7// 8// 9// 10// 11// 12// 13　　　　习题3.9  请找出并更正下面程序片断的错误。　　   char ch=0;   char sum=0;      while (ch<5);   {       ch ;       sum =ch;   }   printf(“sum=%d”, sum);// 1// 2// 3// 4// 5// 6// 7// 8// 9　　　　习题3.10  请总结break语句的用法。　　习题3.11  请总结continue语句的用法。　　思考题3.12  能否写出不含分号的C语言语句?　　思考题3.13  能否写出不以分号结尾的C语言语句?　　习题3.14  请编写程序，接受输入10个整数，计算并输出其平均数。　　习题3.15  请编写程序，接受输入1个正整数，计算并输出不超过这个正整数的所有“水仙花数”。这里“水仙花数”是一个正整数，它的各个十进制位的立方和等于它本身。例如，1是“水仙花数”，因为1=13。再如，153是“水仙花数”，因为153=13 53 33。　　习题3.16  请编写程序，接受一系列整数的输入，其中输入的后一个整数是0。要求计算并输出除了整数0之外其他输入的整数的值和小值。　　习题3.17  请编写程序，接受3个正整数y、m和d的输入。请判断y年m月d日是否是一个合法日期。如果是一个合法的日期，则输出这一天是星期几；否则，请输出字符串“这是一个无效的日期”。　　　　　　　　　　??　　　　??　　　　??　　　　??　　106 C程序设计     107第3章  控制结构