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面向对象程序设计课程辅导(二)
---流程控制语句
徐孝凯

流程控制语句用来控制程序的执行流程, 它包括选择、 循环和跳转三类语句。
选择类语句包括if语句和switch语句两种, 用它们来解决实际应用中按不同情况进行不同处理的问题。如当调整职工工资时, 应按不同的级别增长不同的工资; 大学生交纳学费时, 应按不同的专业交纳不同的学费。
循环类语句包括for循环语句、 while循环语句和do循环语句三种, 用它们来解决实际应用中需要重复处理的问题。如当统计全体职工工资总和时, 就需要重复地做加法, 依次把每个人的工资累加起来; 当从一批数据中查找具有最大值的一个数据时, 需要重复地做两个数的比较运算, 每次把上一次比较得到的大者同一个新( 即未比较) 的数据比较, 当同最后一个新的数据比较后得到的大者就是全部数据中的最大值。
跳转类语句包括goto语句、 continue语句、 break语句和return语句四种, 用它们来改变顺序向下执行的正常次序, 而转向隐含或显式给出的语句位置, 接着从此位置起向下执行。如当从一批数据中查找一个与给定值相等的数据时, 最简单的方法是从前向后使每一个数据依次同给定值进行比较, 若不等则继续向下比较, 若相等则表明查找成功, 应终止比较过程, 此时就需要使用跳转语句转移到其它地方执行。
这一章将依次介绍每一种流程控制语句的语法格式、 执行过程和应用举例等内容。

一、 if语句

1. 语句格式
if语句又称条件语句, 其语句格式为:
if (<表示式>) <语句1> [else <语句2>]
if语句是一种结构性语句, 因为它又包含有语句, 即<语句1>和可选择的<语句2>, 这两条语句称为if语句的子句。
在if语句格式中, 其后的保留字else和<语句2>是任选项, 带与不带都是允许的。

if语句中的每个子句能够是任何可执行语句或空语句, 可执行语句包括表示式语句、 复合语句、 以及任一种流程控制语句等。
2. 语句执行过程
if语句的执行过程为:
(1) 求<表示式>的值, 若它的值非0, 则表明<表示式>( 又称为条件) 为真或成立, 否则认为条件为假或不成立;
(2) 当条件为真则执行<语句1>, 为假则执行<语句2>, 但若else部分被省略, 则不会执行任何操作。
执行if语句的过程可用图1-1描述, 其中菱形框表示判断, 矩形框表示处理, 带箭头的连线表示执行走向。图1-1(a)和(b)分别表示省略和带有else部分的具体执行流程。

图1-1 if语句执行流程示意图

3. 语句格式举例
(1) if(x!=-1) c++;
(2) if(x<=a) s1+=x; else s2+=x;
(3) if(fabs(x)<=1) y=1+exp(x);
else y=1+2*x;
(4) if(grade>=60 && grade<=100) cout<<”pass”<) if(grade<0 || grade>100) cout<<”Score error!”<b) cout<<”a>b”<作为子句的语句1或语句2有的为简单语句, 有的为复合语句。每条语句的执行过程一目了然, 如执行第一条语句时, 若x不等于-1成立, 则执行c++操作, 否则不执行任何操作; 执行第二条语句时, 若x小于等于a成立, 则执行s1+=x操作, 否则执行s2+=x操作; 执行第八条语句时, 若x不为0, 则执行格式中<语句1>所对应的复合语句, 否则执行<语句2>所对应的复合语句。
4. 语句嵌套
if语句中的任何一个子句能够为任何可执行语句, 当然仍能够是一条if语句, 此种情况称为if语句的嵌套。当出现if语句嵌套时, 不论书写格式如何, else都将与它前面最靠近的if相配对, 构成一条完整的if语句。如:
(1) if(<表示式1>) if(<表示式2>) <语句1> else <语句2>
(2) if(<表示式1>) {if(<表示式2>) <语句1> <语句2>} else <语句3>
(3) if(<表示式1>) <语句1>
else if(<表示式2>) <语句2>
else <语句3>
(4) if(<表示式1>) <语句1>
else if(<表示式2>) <语句2>
else if(<表示式3>) <语句3>
else <语句4>
注意: 在第二条语句中, else不是同它前面复合语句中的if相配对, 而是与处于同一层次的最前面的if相配对。

5. 程序举例
(1) #include
void main()
{
int x,y;
cout<<"从键盘输入一个整数:";
cin>>x;
if(x<0) y=1+2*x*x;
else y=7*x-4;
cout<<"x="<"y="<
#include
void main()
{
double x,y;
cin>>x;
if(x<0) y=fabs(x);
else if(x<10) y=exp(x)*sin(x);
else if(x<20) y=pow(x,3);
else y=(3+2*x)*log(x);
cout<
y= exsinx (0≤x＜10)
x3 (10≤x＜20)
(3+2x)lnx (x≥20)

(3) #include
void main()
{
int a,b,c,temp;
cout<<"输入三个整数:";
cin>>a>>b>>c;
if(af(a若不经过中间变量temp, 而是直接把第一个变量的值赋给第二个变量, 再把第二个变量的值赋给第一个变量, 则不能够达到交换两个变量值的目的, 请读者思考!

二、 switch语句

1. 语句格式
switch语句又称情况语句或开关语句, 它也是一种结构性语句, 其语句格式为:
switch (<表示式>) <语句>
该语句中所包含的<语句>一般是一条复合语句, 并在内部的一些语句前加有特殊的语句标号”case <常量表示式>:”或”default:”, 因此, switch语句的实际使用格式为:
switch(<表示式>) {
case <常量表示式1>: <语句1-1>
<语句1-2>
M
case <常量表示式2>: <语句2-1>
<语句2-2>
M
M
[default: <语句n-1>
<语句n-2>
M
]
}
该语句中能够使用一次或多次case标号, 但只能使用一次default标号, 或者省略掉整个default部分。另外, 多个case标号也允许使用在同一条语句的前面。
注意: 语句标号只起到标识语句位置的作用, 对语句的执行不会产生任何影响。
2. 语句执行过程
switch语句的执行过程为:
(1) 计算出<表示式>的值, 假定为M, 若它不是整型, 系统将自动舍去其小数部分, 只取其整数部分作为结果值;
(2) 依次计算出每个常量表示式的值, 假定它们的值依次为M1,M2,L, 同样若它们的值不是整型, 则自动转换为整型;
(3) 让M依次同M1,M2,L 进行比较, 一旦遇到M与某个值相等, 则就从对应标号的语句开始向下执行, 若碰不到跳转语句的话, 将一直执行到右花括号为止才结束整个switch语句的执行, 若M与所有值都不同, 则当带有default部分时, 就从该标号位置起向下执行, 否则不执行任何操作。

在实际使用switch语句时, 一般要求当执行完某个语句标号后的一组语句后, 就结束整个语句的执行, 而不让它继续执行下一个语句标号后面的语句序列, 为此, 可经过使用break语句来实现。该语句只有保留字break, 而没有其它任何成分。它是一条跳转语句, 在switch语句中执行到它时, 将跳转到所属的switch语句的后面位置, 系统将接着向下执行其它语句。
3. 语句格式举例
(1) switch(a) {
case 1: c1++; break;
case 2: c2++; break;
case 3: c3++; break;
case 4: c4++; break;
default 2: c++; break;
}
(2) switch(cr) {
case red: cout<<”red”<se ‘A’: d1=(x+y)/2;
d2=x*y-2;
break;
case ‘b’:
case ‘B’: d1=(a+b)/2;
d2=a*b-2;
break;
default: cout<<”Input error!”<按照a的取值使相应的变量增1, 具体地说, 当a取1时c1增1, a取2时c2增1, a取3时c3增1, 取4时c4增1, a取其它任何值时则使变量c增1, 每执行增1操作后, 都接着执行一条break语句, 使执行流程转出整个switch语句, 否则将会顺序执行后面的增1语句。
执行第二条语句时, 将按照具有枚举类型color的变量cr的值决定输出哪一个常量标识符, 当ch取值为red( 即0) 时输出red标识符, 取值为yellow( 即1) 时输出yellow标识符, 取值为blue( 即2) 时输出blue标识符。输出最后一个常量标识符虽然没有使用break语句转出去, 但由于它后面就是语句结束标志, 右花括号, 因此也会自然地结束该语句。
当执行第三条语句时, 若ch值为小写字母a或大写字母A, 则执行3~5行的语句, 若ch值为小写字母b或大写字母B, 则执行7~9行的语句, 若ch不是上述取值, 则执行10~11行后结束整个程序的运行。
在switch语句所含的复合语句中, 能够包含任何语句, 当然仍能够是switch语句, 因此switch语句也允许出现嵌套的情况。
4. 程序举例
(1) #include
void main()
{
int weekday;
cout<<"今天星期几(0-6)?";
cin>>weekday;
switch(weekday) {
case 0: cout<<"sunday"< case 4: cout<<"Thursday"<
#include
void main()
{
float score;
cout<<"输入一个人的成绩:";
cin>>score;
if(score<0 || score>100) {
cout<<"输入数据有误! "< case 10: cout<入的一个人的成绩判断并输出它所属的等级。等级分为优、 良、 中、 及格和不及格等五个级别, 对应的分数段依次为[90,100], [80,89], [70,79], [60,69]和[0, 59]。
(3) #include
#include
#include
void main()
{
char mark;
int x,y,z;
bool b=false;
srandtime(0)); //初始化系统中的随机数序列
x=rand()%50+1;
y=rand()%10+1;
cout<<"输入一个算术运算符(+,-,*,/,%):";
cin>>mark;
cout<>z;
switch(mark) {
case '+': if(z==x+y) b=true; break;
case '-': if(z==x-y) b=true; break;
case '*': if(z==x*y) b=true; break;
case '/': if(z==x/y) b=true; break;
case '%': if(z==x%y) b=true; break;
default: cout<<"运算符输入错! "< cout<<"error!"<;<表示式2>;<表示式>) <语句>
其中<语句>是for语句的循环体, 它将按条件被重复执行多次; <表示式1>, <表示式2>和<表示式>都能够被省略, 但它们之间的分隔符( 即分号) 必须保留; 另外, <表示式1>除了能够是一个表示式外, 还能够兼有对变量进行定义的功能, 此变量在离开此循环后依然能够使用。如i=1和int i=1都能够作为<表示式1>使用, 当使用i=1时, i必须被定义过, 当使用int i=1时, i在此之前必须没有定义, 此表示式同时具有定义变量i和给它赋初值这两种功能。
2. 语句执行过程
for语句的执行过程为:
(1) 计算<表示式1>, 当然若此项被省略则无须计算;
(2) 计算<表示式2>得到一个值, 假定为M, 若该表示式被省略则当作数值1看待;
(3) 若M为非0, 则执行一遍循环体, 否则结束整个for语句的执行;
(4) 计算<表示式3>, 当然若此项被省略则无须计算;
(5) 自动转向第(2)执行。
3. 语句格式举例
(1) for(i=1; i<10; i++) cout<for(;;) {i++; if(i>100) break;}
(5) for(i=0,y=0; i>x;
y+=x;
}
(6) for(int k=2; k }
上述第(1)条语句使循环体重复执行9次, 每次输出i的当前值和一个空格。
第(2)条语句省略了<表示式3>, 而且循环体是一条空语句, 该循环体被重复执行1000次, 同时进行1000次i++<=1000表示式的计算。
第(3)条语句中的<表示式1>分别给i和j赋初值为0, 并对它们进行变量说明, <表示式2>和<表示式3>分别为关系表示式和逗号表示式, 循环体是一条赋值语句。
第(4)条语句中省略了全部三个表示式, 循环体是一条复合语句。
第(5)条语句中的<表示式1>为逗号表示式, 循环体是一条复合语句, 该循环语句完成从键盘上输入n个常数, 并把它们依次累加到y上的任务。
第(6)条语句中的循环体是一条条件语句, 它将被重复执行, 直到k, <表示式2>为一个简单变量b, <表示式3>是一个逗号表示式, 循环体是一条赋值语句。
第(8)条语句的循环体将被循环执行20次, 每次首先得到0~99之间的一个随机数a并输出它, 接着若a为奇数就使c1增1, 否则使c2增1。该循环的功能是得到并输出0~99之间的20个随机数, 并分别统计出奇数和偶数的个数。
在for循环的循环体中允许使用break语句, 其作用是: 当执行到该语句时, 就使执行流程转出所属的for循环语句, 然后再向下顺序执行。
4. 语句嵌套
for循环体能够为任何可执行语句, 当然也能够直接为一条for语句, 或者在作为循环体的复合语句内使用for语句, 而且嵌套的层数不受限制。如:
(1) for(i=1; i<=5; i++)
for(j=1; j<=6; j++) s+=i*j;
(2) for(i=1; i<=5; i++) {
for(j=1; j<=i; j++) cout<<'*';
cout<max) {
max=aa[i][j];
row=i; col=j;
}
以上每一条语句都是for双重循环语句, 处于外面的称为外循环, 内部的称为内循环。如对于第(1)条语句, 外循环控制循环体( 即内循环) 执行5次, 每次执行内循环时又控制内循环体执行6次, 因此内循环共被执行5*6=30次。同理, 第(2)条语句的内循环体( 即cout<<’*’;语句) 共被执行1+2+3+4+5=15次, 第(3)条语句的内循环体 即if语句) 共被执行m*n次。

5. 程序举例
(1) #include
void main()
{
double x,y;
cout<<"从键盘上同一行输入6个常数:";
for(int i=0;i<6;i++) {
cin>>x;
y=4*x*x-2*x+5;
cout<<"x="<>n;
for(i=1;i<=n;i++) p*=i;
cout< 输入一个正整数, 求其阶乘:10
10!=3.6288e+006

(3) #include
#include
void main()
{
int n,x,max,min;
cout<<"输入待处理数据的个数: ";
cin>>n;
if(n<=0) {cout<<"n<=0!"<理的数据:";
cin>>x; max=min=x;
for(;--n;) {
cin>>x;
if(x>max) max=x;
if(x一个数据、 已处理数据中的最大值和已处理数据中的最小值。第二行和第三行用来从键盘上给n输入一个整数。第四行用来处理数据个数n小于等于0的不正常情况。第五行给出请用户输入n的数据的提示信息。第六行用来从键盘缓冲区读入第一个被处理数据并用它作为max和min这两个变量的初值。第7至11行为一个for循环, 循环体共需执行n-1次, 每次首先从键盘缓冲区读入一个数据到x中, 接着分别同当前最大值max和当前最小值min相比较, 若x较大则用它修改max的值, 若x较小则用它修改min的值, 使max和min始终保持已处理数据中的最大值和最小值, 当此循环结束后, max和min中就分别存有n个数据中的最大值和最小值。最后两行语句输出所求得的最大值和最小值。
假定需处理6个数据, 这6个数据为: 48, 62, 30, 24, 55, 36, 则程序运行结果为:
输入待处理数据的个数: 6
输入6个待处理的数据:48 62 30 24 55 36
max:62
min:24

(4) #include
void main()
{
for(int a=0,b=1; b<100;) {
cout<分别给变量a赋初值为0和给变量b赋初值为1, 由于这两个变量在此之前没有被定义, 因此在此使用时必须定义, <表示式2>是一个关系表示式b<100, <表示式3>被省略, 循环体中首先输出a和b的值, 接着根据a和b的当前值求出a的新值, 再利用a和b的当前值求出b的新值, 然后判断b<100是否成立, 若是则执行下一次循环, 否则结束循环, 转去执行后面的输出语句。该程序的运行结果为:
0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89
144 233
该程序的功能是输出一个数列的前若干项, 其中第一项为0, 第二项为1, 以后每一项等于其前两项之和。如第10项为34, 它等于第8项13和第9项34之和。
(5) #include
const int M=4, N=5;
void main()
{
int i,j,s=0;
for(i=1;i<=M;i++)
for(j=1;j<=N;j++)
s+=i*j;
cout< 6. 应用举例
例1. 编一程序计算1+22+42+62+L+502的值。
分析: 此题所给的计算公式是一个和式, 它除第一项外, 其余项为从2至50的每一个偶数的平方, 因此可采用循环累加的方法来计算, 即依次把每个数据项( 在此为偶数的平方) 累加到一个变量中。设循环变量为i, 它的初值、 终值和步长( 即每次循环后循环变量的增加值) 应分别为2、 50和2, 设用于累加的变量为s, 它的初值应为和式中的第一项1, 因为它不能够经过有规律的循环累加到s上。在循环体中经过赋值语句每次把i的平方值累加到s上, 当循环结束后, s的值就是所求的结果。根据分析编写出程序如下
#include
void main()
{
int i,s=1;
for(i=2;i<=50;i+=2) s+=i*i;
cout<<"s="<