4.2 选择结构

选择结构是用来判断所给定的语句是否满足条件，根据判断结果，选择执行不同的分支语句。常用的语句有如下4种语句：if语句、if…else语句、多重if…else语句和switch语句。下面将详细介绍。

4.2.1 if语句

if语句为单分支条件语句，其说明语句的一般形式为：

其中，表达式可以是int型、long型、char型和enum型，其值有0和非0两种，0为false，非0为true。语句可以是任何类型的语句，也可以是块语句。该语句的作用是：如果表达式的值为true，则执行if后面的语句；否则跳过执行后面的语句。其执行顺序如图4-8所示。

【范例4-7】if语句的应用。已知两个变量x和y，比较它们的大小，当x小于y时，交换这两个变量的值，使x的值大于y。实现程序如代码清单4-7所示。

【运行结果】在Visual C++中执行上述程序，其执行结果如图4-9所示。

【范例解析】读者可以看到，在范例4-7程序代码中使用了if语句，当表达式x<y成立时，执行{}内的语句块，完成交换操作，使得变量x的值更大；当表达式x<y不成立时，则不执行{}内的任何操作，直接输出变量x和y的值，也使得变量x的值更大，这样就达到了示例的要求。

注意

if语句一般用于有多种可能的情况，但只有一种情况需要进行操作，即其他情况不需要进行程序控制的情况下。

4.2.2 if…else语句

if…else语句为双分支条件语句，其说明语句的一般形式为：

该语句的作用是：如果表达式的值为true，则执行语句1；否则执行语句2。相对于如上的if语句，if…else语句增加了对表达式的值为false时的处理语句，其执行流程如图4-10所示。

【范例4-8】if…else语句的应用。该范例根据输入的学生的百分制成绩，判断该学生是否及格，其实现程序如代码清单4-8所示。

【运行结果】在Visual C++中执行上述程序，其执行结果如图4-11所示。

【范例解析】范例4-8代码的结构非常清晰。定义接收用户输入分数的变量，给出提示信息，接收用户输入，再根据用户输入使用if…else语句判断是否及格。

提示

if…else语句一般用于两种情况，其一，根据其是否满足条件而分别执行不同的程序段；其二，在进行不同操作的情况下。

4.2.3 多重if…else语句

多重if…else语句为多分支条件语句或if…else if…else语句，其说明语句的一般形式为：

该语句形式中，首先测试表达式1，如果它为false，接着就测试表达式2，依此类推，直到找到一个为true的条件就执行相应的语句块，执行后即跳出该语句。如果所有的条件都不是true，则执行else语句块。其执行顺序如图4-12所示。

注意

该语句为if语句的嵌套，在嵌套时，C++语言规定每个else只与其前面最近的未配对的if配对，也可以用{ }确定层次关系。

【范例4-9】多重if…else语句的应用。该范例输入学生的百分制成绩，判断该学生的等级。其等级评定条件如下：

读者可以看出该示例的等级有5种情况，因此可以使用多重分支语句if…else if…else来实现。其实现程序如代码清单4-9所示。

【执行结果】范例4-9程序代码使用了多重分支语句if…else if…else，根据用户输入的分数进行等级的判断，其程序执行结果如图4-13所示。

【范例解析】范例4-9代码中，首先接收用户从键盘输入的分数，将其存入变量score中，再使用多重if…else语句判断该分数在哪一区间内，并对应输出不同的等级。

【范例4-10】读者可以发现，其实多重分支语句if…else if…else可以使用if语句的嵌套来实现。例如，针对上述示例，可以使用如代码清单4-10所示的程序来实现相同功能。

上述代码中使用了多重分支嵌套，其使用多个if…else语句的嵌套实现多重if…else语句的功能。在Visual C++ 6.0中运行上述代码，读者可发现其执行结果与图4-13相同。

警告

在实际使用中，一般不推荐使用多重分支嵌套，这是因为用多重分支嵌套时很容易出错，对于程序的可读性也有损害。

4.2.4 switch语句

switch语句也称情况语句，其也是一种多分支语句，其说明语句的一般形式为：

该语句的执行顺序是：首先计算switch表达式后的值，然后将其结果与case后面的各常量表达式进行比较。若匹配，则执行该分支后的语句，执行完后，遇到break语句，则退出switch语句；若其结果与case后面的各常量表达式都不匹配，则执行default后面的语句。其执行流程如图4-14所示。

【范例4-11】switch语句的应用。该范例输入0～6的整数，转换成“星期”输出。该范例可以使用switch语句来实现，也可以使用4.2.3节提到的多重分支和分支嵌套的方法来实现，为简单起见，这里只给出使用switch语句实现的程序代码，如代码清单4-11所示。

【运行结果】上述程序执行结果如图4-15所示。

【范例解析】范例4-11首先从键盘接收一个0～6之间的整型数值，将其存入变量day中，再根据day的值使用switch…case语句给出对应的输出，其与多重if…else语句的执行流程类似。

警告

在使用switch…case语句时，读者一定要注意使用break语句，否则将因无法跳出分支不能继续执行下去，从而导致输出错误。

在使用switch语句时应注意以下几点：

●若case后面没有break语句，则程序顺序执行后续的语句，直到switch语句结束。这样就不能实现多分支选择。

●switch语句只能对表达式的结果是否为固定的值进行判断，而不能对其结果是否在某区域进行判断，这与多重if…else语句有所不同。

●每个常量表达式的值不能相同，case语句的排列顺序不影响执行结果。

通过上述几种分支语句实现选择结构的介绍，读者可根据实际情况选择适当的语句。一般来说，应尽量使用可读性强的语句。

4.2.5 应用示例

4.2.1节～4.2.4节详细讲解了4种选择结构的实现语句，本节将通过一个较综合的示例回顾一下选择结构的实现。

【范例4-12】选择结构应用示例。该范例求方程ax2+bx+c=0的根。该程序的实现需要接收用户输入a、b、c，并根据输入判断是否有实根求出，实现代码如代码清单4-12所示。

【执行结果】上述程序中使用了多重分支语句if…else if…else语句来实现一元二次方程的根在三种不同情况下的取值，其执行结果如图4-16所示。

【范例解析】根据一元二次方程的求根公式(-b+sqrt(b*b-4*a*c))/(2*a)，需要先根据(b*b-4*a*c)中的值判断其有几个根。根据其取值的不同，有三种不同情况：当(b*b-4*a*c)大于0时方程有两个根，等于0时有一个根，小于0时则没有实根。范例4-12即采用了if…else if…else语句实现了这三种情况的判断，使其根据取值不同，执行不同的程序。

注意

在一个if或else语句内，如果需要执行的代码多于1条语句，就必须用{}将其所有语句包含起来，构成复合语句。

为了便于读者理解上述范例，此处给出该范例的执行流程图，如图4-17所示。