C 语言 - 条件语句

C 程序默认是顺序执行的，如果想要改变程序的执行流程，则需要用到流程控制语句。在 C 语言中，有两种常用的流程控制，分别是分支控制和循环控制，利用它们可以让程序的执行千变万化。本文先来介绍分支控制。

分支控制使用的是条件语句（又称判断语句），顾名思义，它是根据程序员指定的一个或多个条件进行评估，如果条件为真则执行语句（必需的），条件为假则执行另一语句（可选的）。

下面是大多数编程语言中典型的判断结构的一般形式：

提示：C 语言任何非零和非空的值假定为 true，把零或 null 假定为 false。

if 语句

一个 if 语句包含一个或多个条件组成的布尔表达式（Boolean expression）。

语法

C 语言 if 语句的语法如下：

if (boolean_expression) {
   /* statement(s) will execute if the boolean expression is true */
}

如果布尔表达式的值为 true，那么 if 语句后面由大括号包裹的语句块将被执行。如果布尔表达式的值为 false，那么将执行整个 if 语句后的代码，也就是 } 后的第一行代码。

值得一提的是，如果 if 语句的语句块中只有一行代码，那么大括号 { } 是可以省略的。但对于新手来说，不建议省略，因为很容易出错。

流程图

示例代码

#include <stdio.h>
 
int main(void)
{
   /* local variable definition */
   int a = 10;
 
   /* check the boolean condition using if statement */
	
   if (a < 20) {
      /* if condition is true then print the following */
      printf("a is less than 20\n" );
   }
   
   printf("value of a is : %d\n", a);
 
   return 0;
}

编译、执行上述代码，输出结果如下：

a is less than 20;
value of a is : 10

if...else 语句

一个 if 语句后面可以带上一个 else 语句，这样就能覆盖所有的条件，条件为 true 则执行 if 语句后面的语句块，条件为 false 则执行 else 语句后面的语句块。

语法

C 语言 if...else 语句的语法如下：

if (boolean_expression) {
   /* statement(s) will execute if the boolean expression is true */
} else {
   /* statement(s) will execute if the boolean expression is false */
}

如果布尔表达式的值为 true，那么 if 语句后面由大括号包裹的语句块将被执行。如果布尔表达式的值为 false，则执行 else 语句的语句块。

通用，如果 else 语句的语句块中只有一行代码，那么大括号 { } 是可以省略的。但对于新手来说，不建议省略，因为很容易出错。

流程图

示例代码

#include <stdio.h>
 
int main(void)
{
   /* local variable definition */
   int a = 100;
 
   /* check the boolean condition */
   if (a < 20) {
      /* if condition is true then print the following */
      printf("a is less than 20\n" );
   } else {
      /* if condition is false then print the following */
      printf("a is not less than 20\n" );
   }
   
   printf("value of a is : %d\n", a);
 
   return 0;
}

编译、执行上述代码，输出结果如下：

a is not less than 20;
value of a is : 100

if...else if 语句

一个 if 语句后面还可以带多个 else if 语句，进行多种条件判断。这种结构是非常有用的，因为它比单一的 if...else 语句更丰富。如果末尾带上 else 语句，就形成了一个条件 100% 覆盖的 if...else if...else 语句。

使用 if...else if...else 语句时，有以下几点需要注意：

• 一个 if 后可跟零个或一个 else，else 必须在所有 else if 之后；
• 一个 if 后可跟零个或多个 else if，else if 必须在 else 之前；
• 一旦某个 else if 匹配成功，其他的 else if 或 else 将不会被测试。

语法

C 语言 if...else if...else 语句的语法如下：

if (boolean_expression 1) {
   /* Executes when the boolean expression 1 is true */
} else if (boolean_expression 2) {
   /* Executes when the boolean expression 2 is true */
} else if (boolean_expression 3) {
   /* Executes when the boolean expression 3 is true */
} else {
   /* executes when the none of the above condition is true */
}

示例代码

#include <stdio.h>

int main(void) 
{
   /* local variable definition */
   int a = 100;
 
   /* check the boolean condition */
   if (a == 10) {
      /* if condition is true then print the following */
      printf("Value of a is 10\n" );
   } else if (a == 20) {
      /* if else if condition is true */
      printf("Value of a is 20\n" );
   } else if (a == 30) {
      /* if else if condition is true  */
      printf("Value of a is 30\n" );
   } else {
      /* if none of the conditions is true */
      printf("None of the values is matching\n" );
   }
   
   printf("Exact value of a is: %d\n", a );
 
   return 0;
}

编译、执行上述代码，输出结果如下：

None of the values is matching
Exact value of a is: 100

嵌套 if 语句

在 C 语言中，嵌套 if 语句是合法的。也就是说，你可以在一个 if 或 else if 或 else 语句的语句块中再使用另一个 if 语句，而在该 if 语句中又可以继续使用另一个 if 语句。这种语法就称为“嵌套 if 语句”。

语法

C 语言嵌套 if 语句的语法如下：

if (boolean_expression 1) {

   /* Executes when the boolean expression 1 is true */
   if (boolean_expression 2) {
      /* Executes when the boolean expression 2 is true */
   }
   else if (boolean_expression 3) {
      /* Executes when the boolean expression 3 is true */
   } else {
      /* executes when the none of the above condition is true */
   }
}

示例代码

#include <stdio.h>
 
int main (void) {

   /* local variable definition */
   int a = 100;
   int b = 200;
 
   /* check the boolean condition */
   if (a == 100) {
   
      /* if condition is true then check the following */
      if (b == 200) {
         /* if condition is true then print the following */
         printf("Value of a is 100 and b is 200\n" );
      }
   }
   
   printf("Exact value of a is : %d\n", a );
   printf("Exact value of b is : %d\n", b );
 
   return 0;
}

编译、执行上述代码，输出结果如下：

Value of a is 100 and b is 200
Exact value of a is : 100
Exact value of b is : 200

switch 语句

如果程序需要处理多级判断时，使用 if...else if..else 语句会显得非常冗长，因此 C 语言提供了 switch 语句。一个 switch 语句用于测试一个变量等于多个值时的情况，每个值称为一个 case。

语法

C 语言 switch 语句的语法如下：

switch (expression) {

   case constant-expression  :
      statement(s);
      break; /* optional */
	
   case constant-expression  :
      statement(s);
      break; /* optional */
  
   /* you can have any number of case statements */
   default : /* Optional */
   statement(s);
}

switch 语句必须遵循下面的规则：

• switch 语句中的 expression 是一个常量表达式，必须是一个整型或枚举类型；
• 在一个 switch 中可以有任意数量的 case 语句。每个 case 后跟一个要比较的值和一个冒号；
• case 的 constant-expression 必须与 switch 中的变量具有相同的数据类型，且必须是一个常量或字面量。
• 当被测试的变量等于 case 中的常量时，case 后跟的语句将被执行，直到遇到 break 语句为止；
• 当遇到 break 语句时，switch 终止，控制流将跳转到 switch 语句后的下一行；
• 不是每一个 case 都需要包含 break。如果 case 语句不包含 break，控制流将会继续后续的 case，直到遇到 break 为止；
• 一个 switch 语句可以有一个可选的 default case，出现在 switch 的结尾。default 可用于在上面所有 case 都不为真时执行一个任务；
• default 中的 break 语句不是必需的。

流程图

示例代码

#include <stdio.h>
 
int main(void)
{
   /* local variable definition */
   char grade = 'B';

   switch (grade) {
      case 'A' :
         printf("Excellent!\n" );
         break;
      case 'B' :
      case 'C' :
         printf("Well done\n" );
         break;
      case 'D' :
         printf("You passed\n" );
         break;
      case 'F' :
         printf("Better try again\n" );
         break;
      default :
         printf("Invalid grade\n" );
   }
   
   printf("Your grade is  %c\n", grade );
 
   return 0;
}

编译、执行上述代码，输出结果如下：

Well done
Your grade is B

嵌套 switch 语句

switch 语句也是可以嵌套使用的，你可以在一个 switch 语句内使用另一个 switch 语句，即使内部和外部 switch 的 case 常量包含共同的值，也没有矛盾。

语法

C 语言嵌套 switch 语句的语法如下：

switch (ch1) {

   case 'A': 
      printf("This A is part of outer switch" );
		
      switch (ch2) {
         case 'A':
            printf("This A is part of inner switch" );
            break;
         case 'B': /* case code */
      }
	  
      break;
   case 'B': /* case code */
}

示例代码

#include <stdio.h>
 
int main(void)
{
   /* local variable definition */
   int a = 100;
   int b = 200;
 
   switch (a) {
   
      case 100: 
         printf("This is part of outer switch\n", a );
      
         switch (b) {
            case 200:
               printf("This is part of inner switch\n", a );
         }
   }
   
   printf("Exact value of a is : %d\n", a );
   printf("Exact value of b is : %d\n", b );
 
   return 0;
}

编译、执行上述代码，输出结果如下：

This is part of outer switch
This is part of inner switch
Exact value of a is : 100
Exact value of b is : 200

三目运算符 ? :

我们在 C语言运算符 章节中有简单介绍过 条件运算符 ? :，它可以用来替代 if...else 语句。它的一般形式如下：

Exp1 ? Exp2 : Exp3;

这里的 Exp1、Exp2 和 Exp3 都是表达式，由问号 ? 和冒号 : 分隔。

? 表达式的值由 Exp1 决定：

• 如果 Exp1 为 true，则计算 Exp2 的值，Exp2 的结果即为整个表达式的值；
• 如果 Exp1 为 false，则计算 Exp3 的值，Exp3 的结果即为整个表达式的值。