《 C 语言程序设计案例教程 》

《 C 语言程序设计案例教程》

Huanghuai University Department of Information

Engineering

主讲：傅 丰黄淮学院信息工程学院

北京大学出版社

汪新民、刘若慧主编

第三章 C 程序的流程设计

• §1 算法• §2 C 语句概述• §3 选择结构程序设计

– §3.1 双分支结构（ if-else ）– §3.1~3.2 多分支结构（ else if 、 switch ）

• §4 循环结构程序设计

§1 算法

程 序 算 法数据结构= +

菜 谱 加工方法加工原料= +

数据的类型和组织形式

解决问题的方法和步骤

每件事都需要事先设计出方法步骤。如：春节回家 （收拾行李、买车票、按时乘车、到站下车、乘公交车回家）

程 序 算 法数据结构= +

菜 谱 加工方法加工原料= +

数据的类型和组织形式

解决问题的方法和步骤

一、算法的性质与组成要素• 有穷性：算法是一个有穷动作序列，不能是无限的。• 确定性：每一步的含义应唯一、明确，不能有歧义性。• 有序性：算法只能有一个起始动作，每个动作仅有一个后

继动作。• 有 0 个或多个输入，有 1 个或多个输出：没有输出的算法

没有意义。

• 操作：算术运算、关系运算、逻辑运算、函数运算、位运算、 I/O 操作等。

• 控制结构：控制算法各操作的执行顺序（不同顺序会得到不同结果）。结构化程序设计方法要求：一个程序只能由三种基本控制结构组成： 顺序结构：算按书写顺序执行。 选择结构：根据判断选择执行路径。 循环结构：将一条或多条语句重复执行多次。

性质

组成要素

二、算法的描述

不够直观

1 、自然语言

例如：求 n!

(1) 输入 n 的值；

(2) 若 n=0 ，则 f=1 ，结束；否则：

① f=1,i=1

② f*i→f, 即 f=f*i

③ i+1→i 即 i=i+1

④ 若 i<=n 则返回②，否则结束。

(3) f 为所求。

三种基本程序结构

A

B

P

A B

Y N P

A

Y N

P

A

YN

P

A

YN

顺序结构

分支结构( 选择结构 )

循环结构

当 (while)型

循环结构

直到 (untile)型

循环结构

P57 图 3.1 常用的流程图符号

起始框 输出输出 判断框 处理框 流程线 连接点 注释框

2 、传统流程图

流程线的无限制使用，会导致程序无序跳转，造成难以理解。因此，规定使用三种基本程序结构组成算法。其共同特点是：①只有一个入口和一个出口 ②结构内每部分都有机会被执行 ，不存在死循环。

(1) 输入 n 的值；

(2) 若 n=0 ，则 f=1 ，结束；否则：

① f=1,i=1

② f*i→f, 即 f=f*i

③ i+1→i 即 i=i+1

④ 若 i<=n 则返回②，否则结束。

(3) f 为所求。

自然语言

开始

i<=n

f=1, i=1

结束

i=i+1

输出 f

f=f*i

Y

N

n=0Y

N

输入 n

图 3.4 ：求 n!

3 、结构化流程图 (N-S 图 )

P成立 不成立

A B

AB

当 P 成立时

A 直到 P 成立为止

A

顺序结构

分支结构( 选择结构 )

当 (while)型

循环结构

直到 (untile)型

循环结构输入 n

Y n= =0 N

f=1

f=1

i=1

f=f*i

i=i+1

i<=n

输出 fi<=n

f=1, i=1

i=i+1

输出 f

f=f*i

Y

N

n=0Y

N

输入 n

P59 图 3.6 N-S 图的三种基本结构

图 3.7 ：求 n!

4 、问题分析图 (PAD 图 )

顺序结构 分支结构 循环结构

图 3.8 PAD 图的三种基本结构

从上向下表示执行顺序从左到右表示层次关系

A

BP

A

B当 P A

n==0返回 1

f=1

i=1

当 i<=nf=f*i

i=i+1返回 f 值

图 3.9 ：求 n!

5 、伪代码表示

用介于自然语言和计算机语言之间的文字和符号描述算法。

begin if n=0 f=1 else { f=1 i=1 { f=f*i i=i+1 } while (i<=n) } print fend

例：求 n! 的伪代码表示 main( ){ int n,f,i; scanf(“%d”,&n); if (n==0) f=1; else { f=1; i=1; do { f=f*i; i=i+1; } while (i<=n) } printf(“%d\n”,f);}

求 n! 的程序代码：

三、 结构化程序设计方法

基本思路

结构化编码模块化设计自顶向下逐步细化

从大问题分解到小问题

模块是根据功能划分的部分

用结构化语言表示算法

课后阅读例 3.1 、例 3.2

§2 C 语句概述

C语句

流程控制语句

流程控制语句

选择结构( 条件语句 )

双分支结构

多分支结构

if( )…else 语句

else if 语句switch 语句

循环结构while( )… 语句do…while( ) 语句for( )… 语句

流程转向语句

条件转向语句

中止循环或 switch 语句： break跳过其后语句返回循环开始： continue函数返回语句： return( )

无条件转向语句 goto 语句

表达式语句

简单表达式语句

赋值语句：赋值表达式；函数调用语句：函数名 ( 实参 ) ；空语句：；

复合表达式语句

逗号表达式；

基本语句

复合语句 用 { } 括起来的一组语句

表达式；

( 分程序 )

如： a=3 、 i++ 、 x+y 、 i=i+1 是表达式 a=3 ； i++ ； x+y ； i=i+1 ；是语句 if ((a=b)>0) t=a; （ a=b 是赋值表达式） 不能写为： if ((a=b;)>0) t=a; （ a=b; 是赋值语句）

一、表达式语句

表达式语句

简单表达式语句

赋值语句：赋值表达式；函数调用语句：函数名 ( 实参 ) ；空语句：；

复合表达式语句

逗号表达式；表达式；

表达式加上分号可以构成一条语句是 C 语言的特色。

二、流程控制语句

流程控制语句

流程控制语句

选择结构( 条件语句 )

双分支结构

多分支结构

if( )…else 语句

else if 语句switch 语句

循环结构while( )… 语句do…while( ) 语句for( )… 语句

流程转向语句

条件转向语句

无条件转向语句 goto 语句

中止循环或 switch 语句： break跳过其后语句返回循环开始： continue函数返回语句： return( )

while ( ){ …… break; ……}……

break;while ( ){ …… continue; ……}……

continue ； …… goto er; ……er …… …… ……

goto 标号；

三、复合语句1 、复合语句是用 { } 括起来的一组 语句，相当于一个语句。

2 、复合语句中可包含复合语句。

3 、复合语句又称为分程序。 在复合语句中可以定义变量， 这些变量只在分程序中有效。

四、停止函数 exit

1 、功能：立即停止当前程序运行，退回到操作系统状态。2 、参数：为 int 型。参数为 0 ：属正常停止； 为其它值：参数即为造成停止的错误类型。3 、使用 exit( ) 函数，应在程序前使用： #include “stdio.h”

main ( ) { int a; …… { int b; b=3; printf(“%d\n”,a+b); } …… }

§3 选择结构程序

一、 if 语句的三种结构

选择结构( 条件语句 )

双分支结构

多分支结构

if( )…else 语句

else if 语句switch 语句

if （条件） 语句 1 ；

(1) 不平衡结构

if （条件） 语句 1 ；else 语句 2 ；

(2) 平衡结构

if ( 条件 1) 语句 1 ； else if ( 条件 2) 语句 2 ；else if ( 条件 3) 语句 3 ……else 语句 n ；

(3) else if 结构 1 、条件可以是关系表达式、 逻辑表达式、算术表达式 （非 0 即真）2 、 else 前面的语句带分号， 但整个 if 语句并未结束。 勿认为 else 是一条语句， else 子句不能单独使用， 它必须与 if 配对使用。 3 、 if 和 else 后的语句如果是 多条语句时，应用 { } 括 起来构成一个复合语句。

说 明

x<0是 否

|x|=-x |x|=xP69 例 3 ：求一个数的绝对值。main( ){ double a,abstr(double x); printf(“Enter real number a:”); scanf(“%lf”,&a); printf(“abs(%lf)=%lf\n”,a,absr(a));}

double abstr(double x){ if (x<0.0) x=-x; else x=x; return(x);}

double abstr(double x)

{ if (x<0.0)

x=-x;

return(x);

}

平衡If语句

不平衡If语句

main( ){ int a,b,x; scanf(“%d%d”,&a,&b); if (b>0) x=a+b; printf(“x=%d\n”,x); if (b<0) x=a-b; printf(“x=%d\n”,x);}

习题 8 ：求 a+|b| 的值。

if (b>0) x=a+b;else x=a-b;printf(“x=%d\n”,x);

{ }

{ }

例 4 ：求三数中的最大数。main( ){ float a,b,c,m; float f(float x,float y,float z); printf(“Enter 3 real number a,b,c:”); scanf(“%f%f%f”,&a,&b,&c); m=f(a,b,c); printf(“The max is %f\n”,m);}

float f(float x,float y,float z){ float max=x; if (z>y) if (z>x) max=z; else if (y>z) max=y; return(max);}

z>x是 否

max=z

max=x z>y 是 否

y>z是 否

max=y

return(max)

在 if 语句中又包含一个或多个 if 语句，称为 if 语句的嵌套 。

else总是与它前面距它最近的 if匹配。可用 {} 号改变匹配关系。 思考：上面程序是否有误？

if (z>y) { if (z>x) ma=z; }else if (y>z) ma=y;

例 5 ：求一元二次方程 ax2+bx+c=0 的根。

b=0 是 否

无根 单根 -c/b

d=b*b-4*a*c

a=0 是 否

d>=0 是 否

实根 虚根

a=0: b=0 ：无根 b≠0 ：只有一个实根 -c/ba≠0 ： 判别式 >=0 ：实根 x= 判别式 <0 ：虚根a

acb

a

b

2

4

2

2

#include “math.h”void f(float a,float b,float c){ if (a= =0.0) if (b= =0.0) printf(“no answer\n”); else printf(“%f\n”,-c/b); else { float d,t1; d=b*b-4*a*c; t1=-b/(2*a); t2=sqrt(fabs(d)/(2*a); if (d>=0) printf(“%f,%f\n”,t1+t2,t1-t2); else printf(“%f+%fi,%f-%fi\n”,t1,t2); }}

else if 结构（ if…else 多重嵌套的变形）

if ( 条件 1) 语句 1 ； else if ( 条件 2) 语句 2 ；else if ( 条件 3) 语句 3 ……else 语句 n ；

补充：求税率

0.15 n>500 0.10 n>300x = 0.075 n>100 0.05 n>50 0 其它

main( ){ float n,x; scanf(“%f”,&n); if (n>500) x=0.15; else if (n>300) x=0.10; else if (n>100) x=0.075; else if (n>50) x=0.05 else x=0; printf(“%f\n”,x);}

例 6 ：用 else if 结构求二元一次方程的根。

b=0 是 否

无根 单根 -c/b

d=b*b-4*a*c

a=0 是 否

d>=0 是 否

实根 虚根

#include “math.h”void f(float a,float b,float c){ if (a= =0.0 && b= =0.0) printf(“no answer\n”); else if (a= =0.0 && b!=0.0) printf(“%f\n”,-c/b); else if (a!=0.0) { float d,t1; d=b*b-4*a*c; t1=-b/(2*a); t2=sqrt(fabs(d)/(2*a); if (d>=0) printf(“%f,%f\n”,t1+t2,t1-t2); else printf(“%f+%fi,%f-%fi\n”,t1,t2); }}

a!=0 是 否

d=b*b-4*a*c

a=0 且 b=0 是 否

a=0 且 b!=0 是 否

单根-c/b

无根 d>=0 是 否

实根 虚根

1 x>0y= 0 x=0 -1 x<0

能否改为下面三种形式：

补充举例：

存在 else 与 if 的匹配问题，应用 { }改变匹配关系。

if (x>=0) if (x>0) y=1; else y=0;else y=-1;

y= -1;if (x!=0) if (x>0) y=1;else y=0;

y=0;if (x>=0) if (x>0) y=1;else y=-1;

正确

y= -1;if (x!=0) { if (x>0) y=1; }else y=0;

y=0;if (x>=0) { if (x>0) y=1; }else y=-1;

有函数 ，

编程给出 x 值，可输出 y 值。

main(){ int x,y ； scanf(“%d”,&x); if (x<0) y=-1; else if (x= =0) y=0; else y=1; printf(“y=%d\n”,y);}

习题 2(1) ：两盘磁带 ,A录英语 ,B录音乐 ,交换它们。

A B C

A B C

A B C

A B C

C=AA=BB=C

main(){ int a,b,c; a=10; b=20; printf(“a=%d,b=%d\n”,a,b); c=a; a=b; b=c; printf(“a=%d,b=%d\n”,a,b);}

习题 2(3) 、 6 ：任意三数按降序输出。

main( ) { int a,b,c,t; printf(“a,b,c=“);

scanf(“%d,%d,%d”,&a,&b,&c); if (a>b) { t=a; a=b; b=t; } if (a>c) { t=b; b=c; c=t; } if (b>c) { t=b; b=c; c=t; } printf(“%d,%d,%d\n”,a,b,c);

}

课后作业及上机任务

教材习题 1 、 2(1)~(4) 、 3~8

上机调试习题 4

编写并调试习题 3~9

编程：输入 4 个整数，按从小到大顺序输出。

switch ( 表达式 ){case 常量表达式 1 ：语句 1case 常量表达式 2 ：语句 2……case 常量表达式 n ：语句 ndefault ：语句 n+1}

如：按考试等级输出百分制分数段

switch (x){case ‘A’ ： printf(“85~100\n”);case ‘B’ ： printf(“70~85\n”);case ‘C’ ： printf(“60~69\n”);case ‘D’ ： printf(“<60\n”);default ： printf(“error\n”);}

格式 :

1 、 执行过程：从上到下寻找表达式是否与某个 case 后的常量表达式的值相等，若找到就执行该 case 子句后所有的语句（包括其它 case 和default 子句后的语句），对其后的 case 子句不再进行判断；若找不到，则执行 default 后的语句。2 、常在 case 子句中用 break 语句终止 switch 语句的执行。3 、 case 子句和 default 子句不能单独使用。

说明：

二、 switch 语句

如：按考试等级输出百分制分数段

switch (x){case ‘A’ ： printf(“85~100\n”);case ‘B’ ： printf(“70~85\n”);case ‘C’ ： printf(“60~69\n”);case ‘D’ ： printf(“<60\n”);default ： printf(“error\n”);}

补充举例：

当 x=‘A’ 时，程序执行结果为： 85~100 70~85 60~69 <60 error

修改为：

switch (x){case ‘A’ ： printf(“85~100\n”);break;case ‘B’ ： printf(“70~85\n”); break;case ‘C’ ： printf(“60~69\n”); break;case ‘D’ ： printf(“<60\n”); break;default ： printf(“error\n”);}当 x=‘A’ 时，程序执行结果为： 85~100

补充举例：分别作如下修改后呢？从键盘输入一个整数 n ，要求：

当 n=1 时，输出： * 当 n=2 时，输出： * * * * 当 n>2 时，输出： * * * * * * * * *

scanf(“%d”,&n);switch (n){ case 1 ： printf(“_ _ *\n”); case 2 ： printf(“_ ***”\n”); default ： printf(“*****\n”);}

switch (n){default ： printf(“*****\n”);case 2 ： printf(“_ ***”\n”);case 1 ： printf(“_ _*\n”);}

switch (n){case 1 ： printf(“_ _*\n”); break;case 2 ： printf(“_***”\n”); break;default ： printf(“*****\n”);}

4 、 case 子句后有多个语句时，可以不必用 { } 括起来。5 、 case 和 default 子句的位置可根据需要调整， default 子句不一定要放到 case 子句的最后。6 、 switch 后的表达式一般是整型或字符型表达式，与之相应的 case后也应是一个整数或字符常量或不含变量和函数的常量表达式。 7 、不能出现两个 case 子句具有相同的常量表达式值的情况。8 、 switch 语句允许嵌套。

说明（续）：

switch (x){case ‘A’ ：case ‘B’ ：case ‘C’ ：case ‘D’ ： printf(“<60\n”); break;default ： printf(“error\n”);}

补充举例

当 x 为‘ A’ 、‘ B’ 、‘ C’ 时执行结果均为： <60

正确： case 3+4 ：…错误： int x=3,y=4; case x+y ：…错误： case 3+2 ：… case 8-3 ：…

举例

例 7 ：测试是数字、空白还是其它字符的函数。

void test(char c){ switch (c) { case ‘1’ ： case ‘2’ ： case ‘3’ ： case ‘4’ ： case ‘5’ ： case ‘6’ ： case ‘7’ ： case ‘8’ ： case ‘9’ ： printf(“digit\n”); break; case ‘ ’: case ‘\n’: case ‘\t’: printf(“white\n”); break; default: printf(“char\n”); break; }}

例 8 ：猜字游戏 （略）

上机实习时：自己写出主函数

补充举例：

路程 s越远，每公里运费越低。折扣的标准如下：

s ＜ 250km 没有折扣250≤s ＜ 500 2％折扣500≤s ＜ 1000 5％折扣 1000≤s ＜ 2000 8％折扣 2000≤s ＜ 3000 10％折扣 3000≤s 15％折扣

设每公里每吨货物的基本运费为 p ，货物重为 w ，距离为 s ，折扣为 d ，则总运费 f 的计算公式为： f ＝ p*w*s* （ 1-d ）

折扣的“变化点”都是 250倍数 分析折扣变化的规律：

若 s 为整型，则 c 与折扣 d 的关系为： c=0 d=0 c=1 d=2% c=2 、 3 d=5% c=4 、 5 、 6 、 7 d=8% c=8 、 9 、 10 、 11 d=10% c=12 、 13 、 14 、… d=15%

若 c=s/250 ，则折扣 d 如下： c<1 d ＝ 0 1≤c ＜ 2 d ＝ 2％ 2≤c ＜ 4 d ＝ 5％ 4≤c ＜ 8 d ＝ 8％ 8≤c ＜ 12 d ＝ 10％ 12≤c d ＝ 15％

运输公司对用户计算运费：

main( ){ int c,s; float p,w,d,f; scanf(“%f%f%d”,&p,&w,&s); if (s>=3000) c=12; else c=s/250; switch (c) { case 0 ： d=0; break; case 1 ： d=2; break; case 2 ： case 3 ： d=5; break; case 4 ： case 5 ： case 6 ： case 7 ： d=8; break; case 8 ： case 9 ： case 10 ： case 11 ： d=10; break; case 12 ： d=15; break; } f=p*w*s*(1-d/100.0); printf(“%15.4f\n”,f);}

若 s 为整型，则 c 与折扣 d 的关系为： c=0 d=0 c=1 d=2% c=2 、 3 d=5% c=4 、 5 、 6 、 7 d=8% c=8 、 9 、 10 、 11 d=10% c=12 、 13 、 14 、… d=15%

结论：

c=s/250;switch (c){ case 0: d=0; break; case 1: d=2; break; …… case 8: case 9: case 10: case 11: d=10; break; default: d=15; }

蓝色部分程序段能否改为：

程序：

？能

课后作业及上机任务

教材习题 9

上机调试例 7 （自己写出主函数） 编写并调试补充例题：运输公司运费的计算 编程：给一个不多于 5 位的正整数，要求：

① 输出它是几位数；

② 分别输出每一位数字；

③ 按逆序输出各位数，如：原数为 321 ，则输出 123 。