8.2 if else语句

不念不忘少年蓝@ 2022-12-01 14:22 12阅读 0赞

# **[C语言学习栏目目录][C]** #

**目录**

else与if配对

多层嵌套的if语句

--------------------

# [源码][Link 1] #

简单形式的if语句可以让程序选择执行一条语句，或者跳过这条语句。C还提供了if else形式，可以在两条语句之间作选择。我们用if else形式修正上一节（[8.1 if语句][8.1 if]）中程序清单的程序段。

if (all_days != 0)
        printf("总共 %d 天: %.1f%% 的时间低于零下.\n",all_days, 100.0 * (float)cold_days / all_days);
    if (all_days == 0)
        printf("没有数据输入!\n");

如果程序发现all\_days不等于0，那么它应该知道另一种情况一定是all\_days等于0。用if else形式只需测试一次。重写上面的程序段如下：

if (all_days!= 0)
        printf("总共 %d 天: %.1f%% 的时间低于零下.\n",all_days, 100.0 * (float)cold_days / all_days);
    else
        printf("没有数据输入!\n");

如果if语句的测试表达式为真，就打印温度数据；如果为假，就打印警告消息。

注意，if else语句的通用形式是：

if ( expression )
        statement1
    else
        statement2

如果expression为真（非0），则执行statement1；如果expression为假或0，则执行else后面的statement2。statement1和statement2可以是一条简单语句或复合语句。C并不要求一定要缩进，但这是标准风格。缩进让根据测试条件的求值结果来判断执行哪部分语句一目了然。

如果要在if和else之间执行多条语句，必须用花括号把这些语句括起来成为一个块。下面的代码结构违反了C语法，因为在if和else之间只允许有一条语句（简单语句或复合语句）：

if (x > 0)
        printf("递增 x:\n");
    x++;
    else　　　// 将产生一个错误
        printf("x <= 0 \n");

编译器把printf()语句视为if语句的一部分，而把x++;看作一条单独的语句，它不是if语句的一部分。然后，编译器发现else并没有所属的if，这是错误的。上面的代码应该这样写：

if (x > 0)
    {
        printf("递增 x:\n");
        x++;
    }
    else
        printf("x <= 0 \n");

if语句用于选择是否执行一个行为，而else  if语句用于在两个行为之间  
选择。下图比较了这两种语句。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0MTEzNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0MTEzNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

### else与if配对 ###

如果程序中有许多if和else，编译器如何知道哪个if对应哪个else？例如，考虑下面的程序段：

if (number > 6)
    if (number < 12)
        printf("你很接近了!\n");
    else
        printf("对不起，你掉队了!\n");

何时打印"对不起，你掉队了"？当number小于或等于6时，还是number大于12时？换言之，else与第1个if还是第2个if匹配？答案是，else与第2个if匹配。也就是说，输入的数字和匹配的响应如下：

数字　　　响应
    5　　　　 无
    10　　　　你接近了!
    15　　　　对不起，就你掉队了!

规则是，如果没有花括号，else与离它最近的if匹配，除非最近的if被花括号括起来

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0MTEzNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0MTEzNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

注意：要缩进“语句”，“语句”可以是一条简单语句或复合语句。

第1个例子的缩进使得else看上去与第1个if相匹配，但是记住，编译器是忽略缩进的。如果希望else与第1个if匹配，应该这样写：

if (number > 6)
    {
        if (number < 12)
            printf("You're close!\n");
    }
    else
        printf("Sorry, you lose a turn!\n");

这样改动后，响应如下：

数字　　　响应
    5　　　　 对不起，你掉队了！
    10　　　　你很接近了！
    15　　　　无

###  多层嵌套的if语句 ###

前面介绍的if...else if...else序列是嵌套if的一种形式，从一系列选项中选择一个执行。有时，选择一个特定选项后又引出其他选择，这种情况可以使用另一种嵌套 if。例如，程序可以使用 if else选择男女，if else的每个分支里又包含另一个if else来区分不同收入的群体。

我们把这种形式的嵌套if应用在下面的程序中。给定一个整数，显示所有能整除它的约数。如果没有约数，则报告该数是一个素数。

在编写程序的代码之前要先规划好。首先，要总体设计一下程序。为方便起见，程序应该使用一个循环让用户能连续输入待测试的数。这样，测试一个新的数字时不必每次都要重新运行程序。下面是我们为这种循环开发的一个模型（伪代码）：

提示用户输入数字
    
    当scanf()返回值为1
    
    分析该数并报告结果
    
    提示用户继续输入

回忆一下在测试条件中使用scanf()，把读取数字和判断测试条件确定是否结束循环合并在一起。

下一步，设计如何找出约数。也许最直接的方法是：

for (div = 2; div < num; div++)
        if (num % div == 0)
            printf("%d is divisible by %d\n", num, div);

该循环检查2～num之间的所有数字，测试它们是否能被num整除。但是，这个方法有点浪费时间。我们可以改进一下。例如，考虑如果144%2得0，说明2是144的约数；如果144除以2得72，那么72也是144的一个约数。所以，num % div测试成功可以获得两个约数。为了弄清其中的原理，我们分析一下循环中得到的成对约数：2和72、2和48、4和36、6和24、8和18、9和  
16、12和12、16和9、18和8，等等。在得到12和12这对约数后，又开始得到已找到的相同约数（次序相反）。因此，不用循环到143，在达到12以后就可以停止循环。这大大地节省了循环时间！

分析后发现，必须测试的数只要到num的平方根就可以了，不用到num。对于9这样的数字，不会节约很多时间，但是对于10000这样的数，使用哪一种方法求约数差别很大。不过，我们不用在程序中计算平方根，可以这样编写测试条件：

for (div = 2; (div * div) <= num; div++)
        if (num % div == 0)
            printf("%d is divisible by %d and %d.\n",num, div, num / div);

如果num是144，当div = 12时停止循环。如果num是145，当div = 13时停止循环。不使用平方根而用这样的测试条件，有两个原因。其一，整数乘法比求平方根快。其二，我们还没有正式介绍平方根函数。还要解决两个问题才能准备编程。第1个问题，如果待测试的数是一个完全平方数怎么办？报告144可以被12和12整除显得有点傻。可以使用嵌套if语句测试div是否等于num /div。如果是，程序只打印一个约数：

for (div = 2; (div * div) <= num; div++)
    {
        if (num % div == 0)
        {
            if (div * div != num)
                printf("%d is divisible by %d and %d.\n",num, div, num / div);
            else
                printf("%d is divisible by %d.\n", num, div);
        }
    }

注意从技术角度看，if else语句作为一条单独的语句，不必使用花括号。外层if也是一条单独的语句，也不必使用花括号。但是，当语句太长时，使用花括号能提高代码的可读性，而且还可防止今后在if循环中添加其他语句时忘记加花括号。

第2个问题，如何知道一个数字是素数？如果num是素数，程序流不会进入if语句。要解决这个问题，可以在外层循环把一个变量设置为某个值（如，1），然后在if语句中把该变量重新设置为0。循环完成后，检查该变量是否是1，如果是，说明没有进入if语句，那么该数就是素数。这样的变量通常称为标记（flag）。

一直以来，C都习惯用int作为标记的类型，其实新增的\_Bool类型更合适。另外，如果在程序中包含了stdbool.h头文件，便可用bool代替\_Bool类型，用true和false分别代替1和0。下程序清单体现了以上分析的思路。为扩大该程序的应用范围，程序用long类型而不是int类型（如果系统不支持\_Bool类型，可以把isPrime的类型改为int，并用1和0分别替换程序中的true和false）。

/************************************************************************
    功能：使用嵌套if语句显示一个数的约数                                                              
    /************************************************************************/
    
    #include <stdio.h>
    #include <stdbool.h>
    int main(void)
    {
    	unsigned long num;			// 待测试的数
    	unsigned long div;			// 可能的约数
    	bool isPrime;				// 素数标记
    	printf("请输入待分析整数进行分析; ");
    	printf("按q退出.\n");
    	while (scanf("%lu", &num) == 1)
    	{
    		for (div = 2, isPrime = true; (div * div) <= num; div++)
    		{
    			if (num % div == 0)
    			{
    				if ((div * div) != num)
    					printf("%lu 可被 %lu 和 %lu 整除.\n",num, div, num / div);
    				else
    					printf("%lu 可被 %lu 整除.\n",
    						num, div);
    				isPrime = false;		// 该数不是素数
    			}
    		}
    		if (isPrime)
    			printf("%lu 是质数.\n", num);
    		printf("请输入待分析整数进行分析; ");
    		printf("按q退出.\n");
    	}
    	printf("再见.\n");
    	return 0;
    }

注意，该程序在for循环的测试表达式中使用了逗号运算符，这样每次输入新值时都可以把isPrime设置为true。下面是该程序的一个输出示例：

请输入待分析整数进行分析; 按q退出.
    123456789
    123456789 可被 3 和 41152263 整除.
    123456789 可被 9 和 13717421 整除.
    123456789 可被 3607 和 34227 整除.
    123456789 可被 3803 和 32463 整除.
    123456789 可被 10821 和 11409 整除.
    请输入待分析整数进行分析; 按q退出.
    149
    149 是质数.
    请输入待分析整数进行分析; 按q退出.
    2013
    2013 可被 3 和 671 整除.
    2013 可被 11 和 183 整除.
    2013 可被 33 和 61 整除.
    请输入待分析整数进行分析; 按q退出.
    q
    再见.

该程序会把1认为是素数，其实它不是。下一节将要介绍的逻辑运算符可以排除这种特殊的情况。

小结：用if语句进行选择

关键字：if、else

一般注解：

下面各形式中，statement可以是一条简单语句或复合语句。表达式为真

说明其值是非零值。

形式1：

if (expression)
        statement

如果expression为真，则执行statement部分。

形式2：

if (expression)
        statement1
    else
        statement2

如果expression为真，执行statement1部分；否则，执行statement2部分。

形式3：

if (expression1)
        statement1
    else if (expression2)
        statement2
    else
        statement3

如果expression1为真，执行statement1部分；如果expression2为真，执行statement2部分；否则，执行statement3部分

[C]: https://blog.csdn.net/u014411348/article/details/103778691
[Link 1]: https://download.csdn.net/download/u014411348/12793755
[8.1 if]: https://blog.csdn.net/u014411348/article/details/108143437
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0MTEzNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221123/fc14fda97d20451ea660d6e48cbe7093.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0MTEzNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221123/56be1be6f0504c28b58effefc0a49778.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0MTEzNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20221123/2942275304ef417ba7b93b1359ccf348.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTQ0MTEzNDg_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20221123/768d8df0fa2c4f87a52135c1f307946c.png