3.6 选择结构
假如某一单位要给职工增加工资，它的规定是工资低于2000元的职工，每人增加工资200元，超过2000元的职工增加工资100元。
如果用计算机解决上述问题，首先用关系运算判断工资是否低于2000元，如果是“真”，就选择增加工资200元，否则选择增加工资100元。
在C语言中，一般用关系运算、逻辑运算解决选择结构中的选择条件；用if、switch语句实现选择结构，if语句实现2路选择，switch语句实现多路选择。选择语句又称为分支语句或开关语句。
3.6.1 if语句
if语句根据给定选择条件的表达式值为“真（非0）”或”假（0）”两种情况，从两个供选择的成分语句中自动选取一个语句执行，它有以下3种形式。
1.第一种形式
if（表达式）{ 语句；}
执行过程：计算表达式的值，如果表达式的值为“真（非0）”，则执行其后的语句，并结束if语句，否则立即结束if语句。
例如：输入三个整数，输出其中的最大数。
为求三个数中的最大者，最简洁的办法是先将其中某一个数预设为最大，存于某变量中，然后逐一与其他两个数比较，当发现有更大者时，就以它重置该变量的值，最后变量中存储的就是最大数。
【例3-10】
main()
{ int a, b, c, max;
printf("请输入三个整数:");
scanf("%d%d%d", &a, &b, &c);
max = a;
if (max ＜b) max = b;
if (max ＜c) max = c;
printf("最大数是%d\n", max);
}
程序运行结果如图3-10所示。
图3-10 程序运行结果
if语句中if之后括号内的表达式，一般为逻辑表达式或关系表达式，如if语句：“if（a !=0 && x/a＞0.5）printf（"a != 0 && x/a ＞ 0.5\n"）;”。
在C语言中，if语句对表达式的值的测试以“非0”或“0”作为真或假的标准，所以当if语句以某表达式的值不等于0作为条件时可直接简写成表达式作为条件。
例如：
if (x+y != 0) printf("x + y != 0\n");
可简写成：
if (x+y) printf("x + y != 0\n");
而语句：
if (x == 0) printf("x = 0\n");
可写成：
if (!x) printf("x = 0\n");
2.第二种形式
if（表达式）{ 语句1；}
else{ 语句2；}
执行过程：计算表达式的值，若表达式的值为“真（非0）”，则执行语句1，并结束if语句；否则执行语句2，并结束if语句。
注意
无论条件表达式的值为何值，只能执行语句1或语句2中的一个。else子句（可选）是if语句的一部分，必须与if配对使用，不能单独使用。
【例3-11】
根据三角形的三条边长a、b、c，求三角形面积。
#include＜math.h＞ //包含数学计算库函数
main()
{ float a, b, c, s, area;
printf("please input 3 lengths of the three altitudes of a triangle:\n");
scanf("%f%f%f", &a,&b,&c);
if(a+b＞c&&b+c＞a&&c+a＞b) //判断输入数据是否有效
{s=(a+b+c)/2.0;
area=sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c));
}
else{ area=0.0; }
printf("The area of the triangle is %f\n", area);
}
程序运行结果如图3-11所示。
图3-11 程序运行结果
【例3-12】
输入任意三个整数，求三个数中的最大值。采用直接比较方式，不设中间变量。
main()
{ int n1,n2,n3 ;
printf("please input 3 integers:\n");
scanf("%d, %d, %d",&n1,&n2,&n3);
if(n1＞n2){
if (n1＞n3) printf("max=%d\n", n1);
else printf("max=%d\n", n3);
}
else{
if(n2＞n3) printf("max=%d\n", n2);
else printf("max=%d\n", n3);
}
}
程序运行结果如图3-12所示。
图3-12 程序运行结果
3.第三种形式
if（表达式1）{ 语句组1；}
else if（表达式2）{ 语句组2；}
else if（表达式3）{ 语句组3；}
…
else if（表达式n-1）{ 语句组n-1；}
else{ 语句组n；}
执行过程：计算“表达式1”的值，为“真（非0）”时，则执行语句组1，并结束if语句；否则计算“表达式2”的值，为“真（非0）”时，则执行语句组2，并结束if语句；以此类推，当全部条件不满足时，执行else里的语句组n。
在if语句第3种形式中，else if不能单独出现，其数量不受限制，从语句组1到语句组n，有且仅有一条语句组被执行。if语句第3种形式可实现多路选择，if语句第1、2种形式是第3种形式的简化。
【例3-13】
输入“+、-、*、/”4种运算符，输出对应的英文单词。
#include＜stdio.h＞
main()
{ char ch;
ch=getchar();
if(ch=='+'){ printf("plus\n"); }
else if(ch=='-'){ printf("minus\n"); }
else if(ch=='*'){ printf("multiply\n"); }
else if(ch=='/'){ printf("divide\n"); }
else{ printf("error\n"); }
}
程序运行结果如图3-13所示。
图3-13 程序运行结果
在if语句的3种形式中，如果if、else、else if后面只有一条语句，可以省略大括号{ }，但为了便于理解，作为习惯，建议不要省略。
3.6.2 if语句的嵌套与嵌套匹配原则
if语句嵌套，是指if、else、else if执行的语句中又包含有if语句的情况。例如：按学生得分（score）输出成绩等级A、B、C、D。
if(score＞=90) printf("A") ;
else if(score＜60) printf("D");
if(score＞=80) printf("B");
else printf("C");
上面的程序，比较难看出选择关系，为避免不同理解，C语言约定：if语句嵌套时，else子句与在它上面、距它最近、且尚未匹配的if配对。
在编程时，为使程序清晰、易于阅读，处于同一层的if和else对齐，低一层的if和else缩进，全部使用大括号{}进行限定。
【例3-14】
main()
{ int a, b, c, d, x;
a=b=c=0; d=20;
if(a){ d=d-10; }
else if(d+2)
{
if(!c){ x=15; }
else{ x=25; }
}
else{ x=35; }
printf("d=%d,x=%d\n",d,x)
}
程序运行结果如图3-14所示。
图3-14 程序运行结果
3.6.3 switch语句
C语言提供switch语句用于描述多路选择情况，其一般形式如下。
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;
}
说明如下：
① case、default只能在switch语句中使用。
② switch后面括号内的表达式只限于是int整型、char字符型或enum枚举型表达式。
③ 要求case后的所有常量表达式的值互不相同，并与switch后面括号内的表达式值的类型相一致。
④ 多个case子句可共用同一语句组，default可以缺省，但最多出现一次，各个case和default的出现次序不影响选择结果。
执行过程：先计算表达式的值，将该值依次与各case之后的常量表达式的值比较，按下列比较结果，选择执行的入口。
① 如果表达式的值等于某个常量表达式的值，switch语句就从该常量表达式之后的语句组的第一个语句开始执行，然后一直向下执行，如果没有break或其他转向语句提前结束switch语句，就自动依次进入每一个常量表达式之后的语句组继续执行，直到执行完语句组n+1，结束switch语句。
注意
case后面的常量表达式仅起语句标号作用，并不进行条件判断。一旦找到入口标号，就从此标号开始执行，不再进行标号判断。
② 如果没有相匹配的常量表达式，就执行default后面的语句组n+1，并结束switch语句。
③ 如果没有相匹配的常量表达式，也没有default，则立即结束switch语句。
【例3-15】
根据输入字母，显示相应的字符串。
main()
{char choice;
printf("Enter choice !(A, B, C, ...)\n");
scanf("%c", &choice);
printf("\n");
switch(choice){
case 'A': printf(" A chosen!\n");
case 'B': printf(" B chosen!\n");
case 'C':
case 'D': printf(" C,D chosen!\n");
default: printf(" default chosen!\n");
}
}
执行上述示例程序时，输入字符'B'，则程序的执行将如图3-15所示输出。
图3-15 程序运行结果
由于choice的值为'B'，进入case 'B'的语句序列执行，由于没有提供转出手段，因此执行将穿过case 'C', case 'D'和default，顺序执行这些选择的语句序列，产生上述的输出结果。
如果要使各种情况互相排斥，仅执行各case所对应的语句序列，最常用的办法是使用break语句。
3.6.4 break语句
在switch语句中，执行break语句将结束当前switch语句，使控制转向switch语句的后继语句。
【例3-16】
从键盘上输入一个百分制成绩score，按下列原则输出其等级。
score≥90, //等级为A;
80≤score＜90, //等级为B;
70≤score＜80, //等级为C;
60≤score＜70, //等级为D;
score＜60， //等级为E
main()
{ int score, grade;
printf("Input a score(0~100): ");
scanf("%d", &score);
grade= score/10; // 成绩整除10，转化case标号
switch (grade)
{ case 10:
case 9: printf("grade=A\n"); break;
case 8: printf("grade=B\n"); break;
case 7: printf("grade=C\n"); break;
case 6: printf("grade=D\n"); break;
case 5:
case 4:
case 3:
case 2:
case 1:
case 0: printf("grade=E\n"); break;
default: printf("The score is out of range!\n");
}
}
程序运行结果如图3-16所示。
图3-16 程序运行结果
若输入score为101~109或-1~-9中某数，输出如何呢？读者可以考虑如何修改使本程序更加完备。
由于switch语句用于选择的常量表达式的数量有限，当表达式范围较宽时，通常乘上一个适当的比例因子，将表达式的值映照到一个较小的范围内。
【例3-17】
switch语句的嵌套使用：
main()
{ int a=2, b=7, c=5;
switch(a＞0)
{
case 1: switch(b＜0){
case 0: printf("@"); break;
case 1: printf("! "); break;
}
case 0: switch(c==5){
case 0: printf("*"); break;
case 1: printf("#"); break;
default: printf("$"); break;
}
default: printf("&");
}
}
程序运行结果如图3-17所示。
图3-17 程序运行结果