4.3 if语句
在C语言中可以用if语句构成选择结构。if语句的语义是，根据给定条件的值，以决定执行某个分支程序段，所以也称为条件语句。
4.3.1 if语句的3种形式
1．基本if语句
基本if语句的格式为：
if(表达式) 语句;
这是if语句最简单的一种形式。其中，if是关键字标识符；表达式可以是任何类型的表达式，但两侧的括号不能省略；语句称为if的内嵌语句，也叫if子句，可以是任何符合C语言语法的语句，但应是逻辑上的一条语句。如果if子句需要多条语句，则应写成复合语句的形式，使其在语法上作为一条语句，这是复合语句的重要语法作用之一。
该语句的语义是，如果表达式的值为非0（真），则执行if子句；否则跳过if子句，执行if语句的后续语句。参见图4.1。
例如：
if(x>0)printf("%f\n",sqrt(x)); /* sqrt()是求平方根的标准函数 */
【例4.3】 输入两个整数，输出其中较大的数。
分析：定义3个整型变量a、b和max，其中a、b用于表示从键盘输入的任意两个整数， max表示其中较大的数。首先假设a是较大的数，即先把a赋予变量max，再用基本if语句判别max和b的大小，如果max小于b，则把b赋予max。因此，max中总是较大的数，最后输出max的值，其N-S流程图如图4.2所示。
图4.1 基本if语句的语义
图4.2 例4.3的N-S流程图
程序代码如下：
/* 输入两个整数，输出其中较大的数 */
#include "stdio.h"
main( )
{
int a,b,max;
printf("\n input two numbers: ");
scanf("%d,%d",&a,&b);
max=a;
if (max<b) max=b;
printf("max=%d\n",max);
}
程序运行结果如下：
输入: 4,3
输出: max=4
【例4.4】 分析下面程序的输出结果。
#include"stdio.h"
main()
{
int a,b,t;
printf("\n input two numbers:");
scanf("%d,%d",&a,&b);
printf("%d,%d\n",a,b);
if(a<b)
{
t=a;
a=b;
b=t;
}
printf("%d,%d\n",a,b);
}
请思考，如果将上例中if子句的大括号去掉，程序的运行结果是什么？
2．if-else语句
if-else语句的格式为：
if(表达式)
语句1；
else
语句2；
该语句的语义是，如果表达式的值为非 0（真），则执行语句1；否则执行语句2，见图4.3。语句1和语句2也称为if子句和else子句，它们应是逻辑上的一条语句。
对于例4.3，也可以只定义两个变量a和b，利用if-else语句实现程序要求。如果a>b，则输出a，否则输出b。改写例4.3的程序代码如下：
图4.3 if-else语句的语义
/* 输入两个整数，输出其中较大的数 */
#include"stdio.h"
main()
{
int a,b;
printf("input two numbers:");
scanf("%d,%d",&a,&b);
if(a>b)
printf("max=%d\n",a);
else
printf("max=%d\n",b);
}
3．if-else if-else语句
if-else if-else语句的格式如下：
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-1)
语句n-1;
else
语句n;
该语句的语义是，依次判断各表达式的值，当出现某个表达式的值为非 0（真）时，则执行其对应的内嵌语句，然后跳到整个 if 语句之外继续其后续语句，如果所有表达式均为 0 （假），则执行else子句（语句n），然后继续执行后续语句，参见图4.4。
图4.4 if-else if-else语句的语义
例如：
if(number>100)
cost=0.15;
else if(number>50)
cost=0.10;
else if(number>10)
cost=0.075;
else
cost=0;
【例4.5】 编写程序判断从键盘输入的字符是控制字符、数字字符、大写英文字母、小写英文字母，还是其他字符。
分析：定义一个字符型变量c，接收从键盘输入的字符，然后根据c的ASCII码来判别输入字符的类型。从ASCII码表可知，控制字符的ASCII码值小于32，数字字符“0”到“9”的ASCII码值在48～57范围内，大写英文字母“A”到“Z”的ASCII码值在65～91范围内，小写英文字母“a”到“z”的ASCII码值在97～123范围内，其余则为其他字符。这是一个多分支选择的问题，可利用if-else if-else语句判断c的ASCII值所在的范围，分别给出不同的输出。
程序代码如下：
#include"stdio.h"
main()
{
char c;
printf("input a character:");
c=getchar(); /* 也可使用语句:scanf("%c",&c); */
if(c<32)
printf("This is a control character\n");
else if(c>=48&&c<=57)
printf("This is a digit\n");
else if(c>=65&&c<=91)
printf("This is a capital letter\n");
else if(c>=97&&c<=123)
printf("This is a small letter\n");
else
printf("This is an other character\n");
}
程序运行结果如下：
输入: a
输出: This is a small letter
因为在C语言中，字符型数据和整型数据通用，所以例4.5中的if语句也可改写为下列形式：
if(c<32)
printf("This is a control character\n");
else if(c>='0'&&c<='9')
printf("This is a digit\n");
else if(c>='A'&&c<='Z')
printf("This is a capital letter\n");
else if(c>='a'&&c<='z')
printf("This is a small letter\n");
else
printf("This is an other character\n");
【例4.6】 已知学生的百分制成绩，编写程序按百分制分数进行分段评定，分出相应的等级：
● 如果分数大于等于90，则评定为A；
● 如果分数在80～89范围内，则评定为B；
● 如果分数在70～79范围内，则评定为C；
● 如果分数在60～69范围内，则评定为D；
● 如果分数小于60，则评定为E。
分析：这是一个典型的多分支选择问题。定义一个实型变量score表示从键盘输入的学生百分制成绩，定义一个字符型变量grade表示相应的等级，用if-else if-else语句判断分数所在的范围，给字符型变量grade赋予相应的评定等级值，最后输出score和gread的值。
程序代码如下：
#include"stdio.h"
main()
{
double score;char grade;
printf("Please input the student's score:");
scanf("%lf",&score);
if(score>=90)
grade='A';
else if(score>=80)
grade='B';
else if(score>=70)
grade='C';
else if(score>=60)
grade='D';
else
grade='E';
printf("%lf,%c\n",score,grade);
}
程序运行结果如下：
输入:85
输出:85.000000,B
4．在使用if语句时应注意的问题
① 在if语句的3种形式中，if关键字之后必须有一对括号，把表示判断条件的表达式括起来。
② 在if语句的3种形式中，表示判断条件的表达式通常是关系表达式或逻辑表达式，也可以是其他表达式，如算术表达式、赋值表达式等，还可以是单个常量或变量（单个常量或变量可看成是表达式的特殊情况）。C语言关心的只是表达式的值是0还是非0而不是表达式的形式，所以只要表达式的值为非0，就执行其后的内嵌语句。
例如：
if(a=b) /* 表示条件的表达式是赋值表达式 */
printf("%d",a);
else
printf("a=0");
本语句的语义是，把b值赋予a，如果为非0则输出该值，否则输出"a=0"字符串。
③ 在if语句的3种形式中，所有的内嵌语句应为单个语句，如果希望在满足条件时执行一组（多个）语句，则必须把这一组语句用一对大括号“{}”括起来组成一个复合语句，但要注意在右大括号“}”之后不能再加分号。
例如，下列语句完成“如果a>b，则将a和b的值交换”的功能：
if(a>b)
{t=a;a=b;b=t;}
④ 无论if语句的形式如何，从C语言的语法上来说，它们都是一条完整的控制语句。
4.3.2 if语句的嵌套
C语言允许if语句嵌套，即在if语句的内嵌语句中出现一个或多个其他的if语句，这种形式被称为if语句的嵌套结构。采用嵌套结构的实质其实是为了实现多分支选择。嵌套结构的一般形式可表示如下：
if(表达式1)
if( 表达式2)语句1； /* 内嵌if 语句 */
else 语句2；
else
if(表达式3) 语句3； /* 内嵌if 语句 */
else语句4；
该语句的语义是，如果表达式1和表达式2的值均为非0，则执行语句1；如果表达式1的值非0，而表达式2的值为0，则执行语句2；如果表达式1的值为0，而表达式3的值为非0，则执行语句3；如果表达式1和表达式3的值均为0，则执行语句4。所以该语句实现了4个分支的选择。
由于if语句有多种形式，所以其嵌套形式也有多种，根据实际情况可实现多种分支选择结构。在使用if的嵌套形式时应当注意的是if与e1se的配对关系。根据C语言的语法，关键字if可以没有对应的关键字else（基本if语句），但关键字else必须要有对应的关键字if。C语言规定从最内层开始，e1se总是与位于它前面最近的（未曾配对的）if配对。
【例4.7】 用if语句的嵌套形式完成下列分段函数的计算：
分析：这是一个3分支问题，从键盘得到x的值，根据x值的范围求出函数y的值并输出。程序代码如下：
#include"stdio.h"
main()
{
double x,y;
scanf("%lf",&x);
if(x!=0)
if(x>0) /* 嵌套的if-else语句 */
y=1;
else
y=1;
else
y=0;
printf("%lf,%lf",x,y);
}
程序运行结果如下：
输入:10
输出:10.000000，1.000000
程序中使用了if-else语句结构，其中的if子句又是一个if-else语句结构。
4.3.3 条件运算符和条件表达式
在if-else语句中，当if子句和else子句都只是给同一个变量赋值的单个赋值语句时，可以使用C语言提供的条件表达式来代替if-else语句，实现给变量赋值的目的。这样不但使程序简洁，也提高了运行效率。条件表达式的一般形式为：
表达式1？表达式2:表达式3
其中，“？:”为条件运算符，它们是一对三目运算符，不能分开单独使用。条件运算符的优先级低于关系运算符和算术运算符，但高于赋值运算符。结合方向为右结合性。
条件表达式的求值规则为，先求解表达式1，如果表达式1的值为非0，则条件表达式的值为表达式2 的值，否则为表达式3的值。
条件表达式通常用于赋值语句之中。
例如，下列if-else语句实现了将a和b中较大的数赋给max。
if(a>b)
max=a;
else
max=b;
改写上述if-else语句为如下赋值语句：
max=(a>b)？a:b; /* 利用条件表达式给变量max赋值 */
该语句的语义为，如a>b为真，则把a赋予max，否则把b赋予max。
例4.7中的分段函数的计算也可以用条件表达式实现给变量y赋值，请看下列赋值语句：
Y=x>0？1:x==0？0:-1
该语句应理解为：
Y=x>0？1:x==0？0:-1
这是条件表达式嵌套的情形，即其中的表达式3又是一个条件表达式。