结构化程序设计
结构化程序：采用结构化算法化繁为简地把一个复杂问题的求解过程分成可控、易理解和易处理的阶段进行，实现一个便于编写、阅读、修改和维护的程序。
三种基本结构：1966 年，Bohra 和 Jacopini 提出顺序结构、选择结构和循环结构三种基本结构，用这三种基本结构作为表示一个良好算法的基本单元。
- 顺序结构：按顺序执行各个操作。
- 选择结构：又称为选取结构或分支结构，依据不同的条件选择执行不同的操作。
- 循环结构：又称重复结构，反复执行某一部分的操作。
下面按照如何使用控制语句实现三种基本结构。
顺序结构
顺序结构程序：是由一组顺序执行的程序块组成。程序按照语句书写的顺序一步一步顺序执行，没有任何的跳转。
Example ：通过键入 a 和 b 的值，输出 a 与 b 的四则运算结果。
int main()
{
int a = 0, b = 0;
printf("Enter a and b :\r\n");
scanf_s("%d%d", &a, &b);
printf("a + b = %d\r\n", a + b);
printf("a - b = %d\r\n", a - b);
printf("a * b = %d\r\n", a * b);
printf("a / b = %d\r\n", a / b);
return 0;
}运行结果：
选择结构
选择结构程序：依据不同的条件选择执行不同的处理块。可以采用条件语句、分支语句，还有条件运算符来实现选择结构。
if 语句实现选择结构
if 语句：又称条件语句，用来判定所给定的条件是否成立，依据判定的结果（真或假）决定执行处理块。 if 语句有以下三种常见的形式：
形式 1：
if (表达式 1)
{
语句 1
}执行过程：
- 首先计算表达式 1 的值。
- 若表达式 1 的值不为真（非 0） ，则执行语句 1；
若表达式 1 的值为假（0），则不执行语句 1。
Example：仅当键入 a 值大于 b 值时，才打印信息“a > b”。
int main()
{
int a = 0, b = 0;
printf("Enter a and b :\r\n");
scanf_s("%d%d", &a, &b);
if (a > b)
{
printf("a > b");
}
return 0;
}形式 2：
if(表达式 1)
语句 1
else
语句 2执行过程·：
- 首先计算表达式 1 的值。
- 若表达式 1 的值为真（非 0），则执行语句 1；
若表达式 1 的值为假（0），则执行语句 2。
Example：当键入 a 的值大于 b 时，输出 “a > b”，否则输出 “a <= b”。
int main()
{
int a = 0, b = 0;
printf("Enter a and b :\r\n");
scanf_s("%d%d", &a, &b);
if (a > b)
{
printf("a > b");
}
else
{
printf("a <= b");
}
return 0;
}形式 3：
if(表达式 1)
语句 1
else if(表达式 2)
语句 2
else if(表达式 3)
语句 3
...
else if(表达式 n)
语句 n
else
语句 n + 1执行过程：
- 首先计算表达式 1 的值。
- 判断表达式 1 的值是否为真（非 0）。
若表达式 1 为真（非 0），执行语句 1；
若表达式 1 的值为假（0），则计算表达式 2 的值。 - 判断表达式 2 的值是否为真（非 0）。
若表达式 2 的值为真（非 0），执行语句 2；
若表达式 2 的值为假（0），则计算表达式 3 的值。 - 依次类推，依次计算第 n 个表达式的值。
- 当表达式 n 的值为真（非 0），执行语句 n，
若表达式 n 的值为假（0），执行语句 n + 1。
Example：键入 a 和 b 的值，输出其大小判断关系。
int main()
{
int a = 0, b = 0;
printf("Enter a and b :\r\n");
scanf_s("%d%d", &a, &b);
if (a > b)
{
printf("a > b");
}
else if(a = b)
{
printf("a = b");
}
else
{
printf("a < b");
}
return 0;
}switch 实现多分支选择语句
一般形式：
switch(表达式 1)
{
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;
}执行过程：
- 先计算表达式 1 的值。
- 然后依次把表达式 1 的值与常量表达式的值进行比较。
- 一旦发现表达式 1 的值能够与某个常量表达式配对，
则以此为入口号，由此开始顺序执行语句。 - 若表达式 1 的值与所有的 case 中的常量表达式均无法匹配，
则执行 default 后的语句组 n + 1。
NOTE：default 是一个可选项，如果 switch 语句中没有 default 分支，则当 switch 后的表达式与所有的常量表达式都不匹配时，将不执行任何操作。
Example：依据运算符 oper 输出运算结果。
int main()
{
int a = 0, b = 0;
char oper = 0;
printf("Enter a,operator, b :\r\n");
scanf("%d%c%d", &a, &oper, &b);
switch (oper)
{
case '+' :
printf("a + b = %d\r\n", a + b);
case '-' :
printf("a - b = %d\r\n", a - b);
case '*':
printf("a * b = %d\r\n", a * b);
case '/':
if (b != 0)
{
printf("a / b = %d\r\n", a / b);
}
else
{
printf("Error: b = 0");
}
default:
printf("End.\r\n");
}
return 0;
}输出结果 1：当键入 1+1 时，输出了全部的四则运算结果
输出结果 2： 当键入 1-1 时，输出了减法、乘法和除法的运算结果
输出结果 3：当键入 1*1 时，输出了乘法和除法的运算结果
输出结果 4：当键入 1/1 时，输出了除法的运算结果
NOTE：可以注意到，每当表达式 oper 找到匹配的常量表达式时，会把顺序执行剩余的语句组。这并不是 Example 所设想的结果，我们的目的只是需要特定的运算结果，这时，我们可以采用 break 语句退出 switch 结构。
switch(表达式 1)
{
case 常量表达式 1 ： 语句组 1 ;
break;
case 常量表达式 2 ： 语句组 2 ;
break;
case 常量表达式 3 ： 语句组 3 ;
break;
...
case 常量表达式 n ： 语句组 n ;
break;
default : 语句组 n + 1;
break;
}执行过程：
- 先计算表达式 1 的值。
- 然后依次把表达式 1 的值与常量表达式的值进行比较。
- 一旦发现表达式 1 的值能够与某个常量表达式配对，
则以此为入口号，由此开始顺序执行语句。 - 直到执行到 break 语句，退出 switch 语句。
- 若表达式 1 的值与所有的 case 中的常量表达式均无法匹配，
则执行 default 后的语句组 n + 1。
NOTE：break 语句在 switch 语句中的作用为退出 switch 语句。
Example：实现上一个 Example ，依据运算符 oper 输出运算结果。
int main()
{
int a = 0, b = 0;
char oper = 0;
printf("Enter a,operator, b :\r\n");
scanf("%d%c%d", &a, &oper, &b);
switch (oper)
{
case '+' :
printf("a + b = %d\r\n", a + b);
break;
case '-' :
printf("a - b = %d\r\n", a - b);
break;
case '*':
printf("a * b = %d\r\n", a * b);
break;
case '/':
if (b != 0)
{
printf("a / b = %d\r\n", a / b);
}
else
{
printf("Error: b = 0");
}
break;
default:
printf("End.\r\n");
break;
}
return 0;
}输出结果 1： 键入 1+1，输出 1+1 的运算结果
输出结果 2： 键入 1-1，输出 1-1 的运算结果
输出结果 3： 键入 1*1，输出 1*1 的运算结果
输出结果 4：键入 1/1，输出1/1的运算结果
条件表达式实现选择结构
一般形式：
表达式 1 ? 表达式 2 ：表达式 3 执行过程：
- 首先计算表达式 1 的值。
- 若表达式 1 的值为真（非 0）， 则条件表达式的值为表达式 2 的值；
若表达式 1 的值为假（0），则条件表达式的值为表达式 3 的值。
Example：键入 a、b 值，输出最大值。
int main()
{
int a = 0, b = 0, max = 0;
scanf("%d %d", &a, &b); // 注意：键入时中间有个空格
max = (a > b) ? a : b;
printf("max is %d\r\n", max);
return 0;
}输出结果 1 ：键入 1 3，输出 最大值为 3
键入结果 2： 键入 3 1，输出最大值为 3
循环结构
循环结构：用来处理需要的重复操作。
while 语句实现循环结构
一般形式：
while(循环条件表达式)
{
循环体语句;
}执行过程：
当循环条件表达式的值为真（非 0），则执行循环体语句。
EXAMPLE：使用 while 语句实现计算 1 + 2 + 3 + … + 99 + 100 的结果
int main(void)
{
int i = 1;
int sum = 0;
while (i <= 100)
{
sum += i;
i++;
}
printf("sum = %d", sum);
return 0;
}输出结果：
do…while 语句实现循环结构
一般形式：
do
{
循环体语句;
}while(循环条件表达式)执行过程：
- 先执行循环体语句。
- 然后检查循环表达式的值是否为真（非 0）。
若循环表达式的值为真（非 0），执行循环体语句；
若循环表达式的值为假（ 0），退出循环。
Example：使用 do - while 语句计算 1 + 2 + 3 + … + 99 + 100 的结果
int main(void)
{
int i = 1;
int sum = 0;
do
{
sum += i;
i++;
} while (i < 101);
printf("sum = %d", sum);
return 0;
}输出结果：
for 语句实现循环过程
一般形式：
// 表达式1：设置初始条件，只执行一次。
// 表达式2：循环条件表达式，用于判断是否继续循环。在每次执行循环体语句前先执行此表达式。
// 表达式3：循环的调整，在执行完循环体后才进行。
for(表达式1; 表达式2; 表达式3)
{
循环体语句;
}
//即可以理解为
for(循环变量赋初值; 循环条件; 循环变量增值)
{
循环体语句;
}
Example：for 循环方式计算 1 + 2 + 3 + … + 99 + 100 的结果
int main(void)
{
int i = 1;
int sum = 0;
for (i = 1, sum = 0; i <= 100; i++)
{
sum += i;
}
printf("sum = %d", sum);
return 0;
}输出结果：
改变循环状态的两种方式
- break：提前终止循环。使流程跳出循环体之外，接着接着执行循环体下面的语句。
- continue：提前结束本次循环。跳过循环体中下面尚未执行的语句，转到循环体结束点之前。