第7章-ATmega-C-语言设计.ppt

第7章 ATmega C语言实用程序控制流,ATmega 单片机原理及应用,C语言教程,第7章 ATmega C语言实用程序控制流,内容提要,C语言的程序控制流程可以分为3种基本结构，即顺序结构、选择结构和循环结构。通过这3种基本的程序结构可以构成各种复杂的程序。本章将主要介绍这些基本程序结构的语句实现，包括if语句、switch语句、while语句和for语句的语法格式和语意内容，以及各语句在程序控制中的应用，并为后面章节的学习打好基础。,7.1 C语言的结构化程序设计,C语言是一种结构化的编程语言。从程序流程的角度来看，结构化的程序包含3种基本结构，即顺序结构、选择结构和循环结构。这3种基本的程序结构又可以相互组合、嵌套，从而构成各种复杂程序。,1、顺序结构,顺序结构是一种最基本的程序结构。在这种控制结构中，程序按照程序的存放地址由低向高顺序执行。如图7.1所示，程序先执行语句1，再执行语句2，两者按顺序关系执行。,图7.1 顺序结构流程,例7.1 己知长方体的长为l，宽为w，高为h，求其体积。,源程序为：,main(),int l,w,h,volume;/定义变量,printf(Please input three numbers！n);/输入变量,scanf(%d%d%d,volume=l*w*h;,printf(l=%d,w=%d,h=%d,volume=%dn,l,w,h,volume);/输出l、w、h、v,2、选择结构,选择结构使计算机具有了决策和选择的能力。,选择语句用于对计算机的某个事件处理提供多条通道，从而使计算机具有选择控制能力。,3、循环结构,循环结构用于重复执行一组有规律的指令集合，它可分为无条件循环和条件循环两种。,对于条件循环结构，程序在给定条件成立时会反复执行某条语句，直至条件不再成立为止。,C语言提供了for、while等多种循环语句，它们可以相互组成各种不同形式的循环结构。,C语言中的循环结构又可以分为当型循环结构和直到型循环结构。,在当型循环结构中，程序首先判断循环条件，如果为“真”，则程序重复执行循环体中的语句；如果为“假”，则退出循环。,在直到型循环结构中，程序首先执行的是循环体中的语句，然后再判断循环条件，如果条件为“真”，则再重复执行语句，否则就退出循环。,7.2 选择语句,选择语句用来判断给定的条件是否满足要求，并根据判断的结果选择程序的执行分支，它构成了计算机的判断决策基础，是模块化程序的重要组成部分。,7.2.1 if 语句,1、ifelse分支,if else语句的基本结构形式为：,if(表达式),语句1：/当表达式为“真”时,else,语句2：/当表达式为“假”时,例7.3 输入一个数，如果为2，则输出“YES”；否则输出“NO”。,main(),int a；,printf(Please input one interger！n)；,scanf(%d，&a)；,if(a=2),printf(YESn)；,else,printf(NOn)；,2、if分支,if分支是ifelse语句的简单形式，当ifelse语句缺省else部分时，就形成了if结构的分支，其基本结构形式为：,if(表达式),语句；/当表达式为“真时,例7.4 输入两个整数，输出其较小值。,main(),int a，b；,printf(Please input two integers！n)；,scanf(%d，%d，&a，&b)；,if(ab),a=b;,printf(%d，a)；,3.else if分支,else if是多分支处理结构。该结构的基本形式为：,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；,例7.5将百分制成绩转换成优、良、中、及格和不及格5个等级。,main(),int score；/定义变量,printf(please input a scroe！n)；/输入成绩,scanf(%d，&score)；,if(0=score&score60)/判断输入的成绩,printf(Rank=%c，E)；/输出成绩等级,else if(60=score&score70),printf(Rank=%c，D)；,else if(70=score&score80),printf(Rank=%c，C)；,else if(80=score&score90),printf(Rank=%c，B)；,else,printf(Rank=%c，A)；,说明：使用if结构还必须注意以下几点：,1、在if语句中的表达式一般是逻辑表达式或关系表达式，但也可以是其他表达，甚至也可以是一个变量。,2、在if语句中，判断执行分支的条件表达式必须用括号括起来，不加分号；而语句之后则必须加分号。,3、在3种形式的if语句中，分支语句为单个语句。如果要想在分支中执行多个语句，则必须用大括号括起来组成一个复合语句。,7.2.2 switch,分支,虽然else if 可实现“多选一”，但这种实现方法的效率较低，代码量也较大。为此，C语言提供了另一种专用于多分支选择的switch语句，它的一般形式,switch(表达式),case常量表达式1：语句1；,case常量表达式2：语句2；,case常量表达式n：语句n；,default：语句nl；,例7.6 用switch调用不同的输出。,switch(a),case 1 printf(“china”)；break；,case 2：printf(“is”)；break；,case 3：printf(“a”)；break；,case 4：printf(“great”)；break；,case 5：printf(country)；break；,case 6：printf(“!”)；break；,default：printf(OK)；,说明：使用switch结构还必须注意以下几点：,1、switch后的执行部分，必须用大括号括起来。,2、在同一个switch结构中，不能有相同的case常量表达式出现。,3、在case后的多个语句，可以不用大括号括起来。,4、为实程序执行一个分支，可采用break语句来跳出switch结构的方式实现。,7.2.3 选择语句的嵌套,当一个选择语句中又包含了一个或多个选择语句时，就构成了选择语句的嵌套形式。if语句和switch语句都允许嵌套，它们的嵌套格式也基本相同。,选择嵌套的一般形式如下：,if(表达式1),if(表达式2)：,语句1；,else,语句2；,else,if(表达式3),语句3；,else,语句4;,由于if语句中的else部分是选用的，若嵌套内的语句不带else，那么这将会出现else与if匹配的问题。为解决这个问题，C语言中规定，else总是与它最近的if配对。,例7.7 输入3个数，输出最大值,main(),int a，b，c；,printf(Please input two integers！n)；,scanf(%d，%d，&a，&b)；,if(ab),if(bc),c=a；,else,c=b；,7.3 循环语句,特点：在给定判定条件为“真”时，程序反复执行某一条或某一组语句，直到判定条件为“假”。,循环结构中的循环语句一般由循环体和循环判定条件两步分组成，其中被重复执行的那部分语句被称为循环体，而循环条件则用于判断是否重复执行循环体部分。,C语言中有3条语句可实现循环功能，它们是：,1、while语句,2、do while语句,3、for语句,7.3.1 while语句,while语句的一般形式为：,while(表达式),语句；,语句中的表达式为循环判定，它是while循环是否继续的条件；语句为循环体，它是执行重复操作的语句。,图7.7 while语句流程,例7.8 求1到100的和main(),int n=1，sum=0;,while(n=100),sum=sum+n；,n+；,使用while语句应注意以下几点：,1、while循环结构的循环判定条件在循环体之前，因此在执行循环操作之前必须先进行循环判定条件的测试，如果条件不成立，则循环体内的操作一次也不能执行。,2、while语句中的表达式一般是关系表达或逻辑表达式，但也可以是其他表达式，甚至可以是变量或常量。只要表达式的值为“真”，while语句就会循环执行。,3、循环体如包括有一个以上的语句，则必须使用大括号括起来，构成一个复合语句。,4、while循环中，应用使循环趋于结束的语句，否则将构成死循环。,do while循环与while循环的不同之处在于：while循环先测试循环判定条件，而do while循环则先执行循环体中的语句，然后再测试循环判定条件。如果条件为“真”，则继续执行循环体；如果条件为“假”，则终止循环。因此，不管循环条件是真是假，do while循环至少都会执行一次循环。do while语句的一般形式为：,do,语句；,while(表达式)；,main(),int n=1,，,sum=0,；,do,sum=sum+n,；,n+；,while(i=100)；,do while循环语句把循环判定条件的测试放在了循环的结尾处，这样就使得循环至少也能够循环一次，因此常用于执行至少一次循环的情况下。,例7.9求1到100的和。,for循环语句由3个部分构成。,其中第一个部分为初始化表达式，它用于在开始执行for循环时进行循环变量的初始化；,第二部分是循环判断表达式，它可以提供循环的终止条件；,第三部分是尺度增量表达式，用于在循环之后执行某种操作。,如果for语句的第一部分和第三部分被省略了，那么for语句就退化成了while语句；,如果用于测试循环条件的第二部分被省略，那么循环就一直进行，这种方式下必须借用其他手段(如break语句或return语句)终止循环。,for循环语句的一般形式为：,for(表达式1；表达式2；表达式3),语句；,语句的执行过程为：,(1)先初始化表达式1。,(2)测试循环判定表达式2，若表达式为“真”，则程序执行for语句循环中的循环体；若表达式为“假”，则终止循环。,(3)求解表达式3，返回第2步继续判断循环表达式。,(4)结束循环。,例7.10 求1到100的和。,main(),int n，sum；,sum=0；,for(n=0；n=100；n+),sum=sum+n；,printf(sum=%dn，sum)；,说明：C语言中的for语句具有如下几个必须注意的地方：,1、for语句中的3个表达式都可以省略，但其中的分号不能省。,2、表达式1和表达式3可以是一个简单的表达式，也可以是一个逗号表达式。,3、如果要使for语句中的循环体不止一个语句，必须用大括号把多个语句括起来形成一个复合语句。,当一个循环结构中又包含一个或多个循环结构时，就构成了循环嵌套。C语言中的3种循环结构都允许循环嵌套，并且不同的循环语句之间也可以相互嵌套。,例7.11下面是一个循环嵌套程序的例子，看看执行后的结果是什么。,main(),int a=1，b=1，c=1；,while(a10),do,for(；c10；c+),printf(%d%d%dn，a，b，c)；,b+；,while(b10)；,a+；,7.3.5 break语句和continue语句,在循环语句执行过程中，有时需要在循环判定条件仍为“真”的时候直接从循环体中退出来，这时就需要用到break语句和continue语句。,break语句适用于3种循环语句，break语句执行后，程序会立即从最内层的循环语句跳出。continue语句和break语句相似，continue语句一旦执行，程序就立即开始下一次循环。,1、break语句,break语句通常用在循环语句中，它可使程序跳出循环，而执行循环后的语句。在循环结构中break语句一般与if语句联用，当条件满足时便跳出循环。其流程如图7.10所示。,break语句也可用于分支语句中，当switch结构中插入break语句时，程序会跳出switch结构，执行分支语句以后的程序。,2、continue语句,continue语句为循环继续语句，它的作用是将流程转到下一轮循环的入口，强行执行下一次循环。continue语句只能用于for，while和do.while这3个循环结构中，而不能用在switch的分支结构中。continue语句大都和if语句联用，用来在某些特殊情况下，使本轮循环停止执行而进入下一轮循环。其执行流程如图7.11所示。,例7.13,处理数组a中的非负元素。,main(),int a10，i；,for(i=0；i10；i+),if(ai0),continue；,ai=ai+10；,printf(%dn，ai)；,这个例子中，程序通过continue语句跳过了数组中小于0的元素。与break语句不同，continue语句执行后循环并没有终止，它只是跳转到了下一轮循环的入口，继续进行处理。,本章小结,本章主要介绍了比较常用的几种程序语句，如if语句、switch语句、while语句和for语句的语法格式和语意内容，以及各语句在程序控制中的应用。,1.C语言的程序控制流程分为3种基本结构，即顺序结构、选择结构和循环结构。,2.顺序结构是一种最基本的程序结构。在这种控制结构中，程序按照程序的存放地址由低向高顺序执行。,3.在选择控制结构中，程序先是对某个条件语句进行判断，如果条件为“真”，则执行语句1；如果条件为“假”，则执行语句2，语句1和语句2最后汇集到一起并从一个程序出口中退出。,4.循环结构用于重复执行一组有规律的指令集合。,5.选择语句用来判断给定的条件是否满足要求，并根据判断的结果选择程序的执行分支。,6.循环结构就是在给定判定条件为“真”时，程序反复执行某一条或某一组语句，直到判定条件为“假”。,