C 语言中分支结构的实现方式——if 语句和 switch 语句

C 语言中分支结构的实现方式——if 语句和 switch 语句

在C语言中，分支结构是程序逻辑控制的核心部分。其中，if语句和条件表达式的使用尤为关键，涉及诸多深入探讨的要点。这些内容既容易引起混淆，也是本文将要详细阐述的重点。

#include
void main()
{
	int a = 0, b = 0, t = 0;
	printf("Input a,b:");
	scanf("%d%d", &a, &b);
	if (a > b)             //如果a的值比b的值大，交换a和b的值
	{
		t = a;
		a = b;
		b = t;
	}
	printf("a=%d,b=%d\n", a, b);
}

Input a,b:2 5
a=2,b=5

Input a,b:5 2
a=2,b=5

if语句的基础运行逻辑

理解if语句的运作原理十分关键。在C语言中，if语句首先会评估表达式的结果。若该表达式的值为非零，则会执行if语句内部的子句；若为零，则直接跳过。这种执行过程相当机械。比如，在特定变量的值被设定后，通过观察结果可以清楚地看到if语句的执行过程。此外，if语句的子句并不局限于单一语句。例如，“t=a;a=b;b=t;”这样的三个语句组合也可以作为if语句的子句。当条件a>b成立时，这三条语句将依次执行。

在编写代码的过程中，我们必须始终留意if语句的几个关键特性。若在大型程序中对if语句的执行逻辑认识不足，极有可能导致程序逻辑出现混乱，进而引发错误的结果。

中缀表达式区分注意

#include
void main()
{
	int x = 0;
	double y = 0.0;
	printf("Input x:");
	scanf("%d", &x);
	if (x < 0)     //如果x<0,执行y=x-2;否则跳过此语句
		y = x - 2;
	if (x == 0)    //如果x=0,执行y=1.0;否则跳过此语句
		y = 1.0;
	if (x > 0 && x <= 3)  //如果0 3)          //如果x>3,执行y=x/3.0;否则跳过此语句
		y = x / 3.0;
	printf("x=%d,y=%lf\n", x, y);
}

Input x:-5
x=-5,y=-7.000000

在C语言编程里，有一个容易出错的地方，那就是x等于0和x赋值为0的区别。虽然它们看起来差不多，但意思却完全不同。当x是0的时候，x等于0的表达式结果为真，即1；而x赋值为0的表达式结果为假，即0。这提醒我们在编程时要小心区分这两个表达式。在真实的编程项目中，如果混淆了这两个概念，可能会导致程序运行结果与预期截然相反。有些编程新手在编写逻辑判断代码时，因为没仔细区分这两种表达式，导致测试阶段程序中充满了逻辑错误，调试起来也很困难。

Input x:0
x=0,y=1.000000

函数求值与if语句的结合

Input x:2
x=2,y=4.000000

Input x:8
x=8,y=2.666667

参照[例3.5]编写输出分段函数值的程序，需从键盘接收整数x的输入。需根据x的不同取值区间，确定相应的C语言表达式，并通过四条if语句实现功能。此例典型地展示了if语句在计算函数值时，如何根据不同条件进行操作。此外，此程序还可进行改写，尽管改写后存储函数值可能更为繁琐，但这也是一种代码转换的思路。这提醒我们在编程时，应充分认识到if语句与函数求值可以灵活结合。在编写复杂数学函数求值的程序时，可借鉴此模式来构建逻辑结构。

else与if的配对关系

#include
void main()
{
	int x = 0;
	printf("Input x:");
	scanf("%d", &x);
	if (x < 0) printf("x=%d,y=%lf\n", x, x - 2);
	if (x == 0) printf("x=%d,y=%lf\n", x, 1.0);
	if (x > 0 && x <= 3) printf("x=%d,y=%lf\n", x, 2.0 * x);
	if (x > 3) printf("x=%d,y=%lf\n", x, x / 3.0);
}

在C语言中，存在一条容易被忽视却至关重要的规则，那就是else总是与前面最近的无else的if相连接。当if语句嵌套层级较多时，这种else与if的对应关系往往难以确定。然而，有一种情形虽不常见却相当有效，那就是if语句仅在else子句中不断嵌套其他if语句。在这种情况下，if与else的配对关系清晰可见，出错几率较低。在处理涉及复杂逻辑判断的大规模程序时，我们必须深刻理解这种else与if的配对原则，否则在调试过程中可能会遇到许多难以解释的错误。

#include
void main()
{
	int a = 0, b = 0, c = 0, max = 0;
	printf("Input a,b,c:");
	scanf("%d%d%d", &a, &b, &c);
	max = a;    //max内存放a的值
	if (max < b)max = b;  //max内存放a、b中较大的值
	if (max < c)max = c;  //max内存放a、b、c中较大的值
	printf("a=%d,b=%d,c=%d,max=%d\n", a, b, c, max);
}

case语句的规则

Input a,b,c:3 5 7
a=3,b=5,c=7,max=7

在C语言里，case语句的使用有着固定的规则。首先，case后面的表达式和常量表达式必须是整型或字符型。其次，case后不能跟变量或含有变量的表达式，只能使用常量表达式，并且这些常量表达式的值不能相同。执行过程是这样的：系统会逐个将表达式的值与常量表达式的值进行比较，一旦找到值相同的常量表达式，就执行其后的语句组；如果没有找到，则执行后续的语句组。在实际编写代码时，比如在一个数值对应不同操作的程序中，若要将某个数值范围作为case后的常量表达式，需要先将该范围转换为整数或字符类型，再通过语句进行处理。

Input a,b,c:9 5 7
a=9,b=5,c=7,max=9

程序测试与逻辑追踪

Input a,b,c:3 8 7
a=3,b=8,c=7,max=8

编写程序后，测试环节至关重要。以C语言程序为例，像之前提到的[例3.5]，涉及不同取值范围的程序，我们不可仅凭一种情况的运行结果就草率结束。需亲自测试更多情况，推荐采用单步执行来观察程序中各变量变化。尤其在程序涉及数组操作或多层逻辑嵌套时，单步执行能精确捕捉每步执行后变量值的实际变动，这对纠错和解析程序逻辑极具价值。

经过对C语言分支结构内容的全面细致分析，你是否对这部分知识有了更深的认识？不妨在评论区交流你的心得或疑问。若你觉得这篇文章对你有所裨益，别忘了点赞并转发。

#include
void main()
{
	int a = 0, b = 0, c = 0, temp = 0;
	printf("Input a,b,c:");
	scanf("%d%d%d", &a, &b, &c);
	printf("Before:a=%d,b=%d,c=%d\n", a, b, c);
	if(a > b)             //执行if语句后，b内存放a和b中较大数
	{
		temp = a; a = b; b = temp;
	}
	if (b > c)            //执行if语句后，c内存放3数中最大数
	{
		temp = b; b = c; c = temp;
	}
	if (a > b)             //执行if语句后，b内存放3数中次大数
	{
		temp = a; a = b; b = temp;
	}
	printf("After:a=%d,b=%d,c=%d\n", a, b, c);
}

Input a,b,c:7 6 5
Before:a=7,b=6,c=5
After:a=5,b=6,c=7