6.结构化程序设计

结构化程序设计

一个C程序可以由若干个源程序文件构成，一个源程序文件可以由若干个函数、预编译命令及一些可选的全局变量定义等构成，在整个程序中必须有且只有一个主函数（即main函数）。

C语句可以分为以下五种类型：

1. 表达式语句。

2. 函数调用语句。

3. 复合语句，把多个语句用花括号括起来组成的语句。

4. 空语句，只有一个分号。

5. 控制语句，共9种，分为三类：

   • 条件判断语句：if、switch。
   • 循环执行语句：do while、while、for。
   • 转向语句：break、goto、continue、return。

结构化程序设计的三种基本类型为：顺序、选择、循环。

顺序结构

顺序结构是一种线性、有序的结构，它依次执行各语句模块。

选择结构

选择结构表示程序的处理步骤出现了分支，它需要根据某一特定的条件选择其中的一个分支执行。

C语言用关系运算或逻辑运算来判断条件是否得到满足，并根据计算的结果决定程序的不同流程，实现选择结构的程序设计。

• if语句

  1. 单分支if语句

     if(expression) 
       sentence;
     

  2. 双分支if语句

     if(expression)
       sentence1;
     else
       sentence2;
     

  3. 多分支if语句

     if(expression1)
       sentence1;
     else if(expression2)
       sentence2;
     else if(expression3)
       sentence3;
     ....
     else if(expressionn)
       sentence n;
     else
       sentence n+1;
     

     注意：else与if的配对规则是，else总是与在它前面的、离它最近的、尚未与其它else匹配的if相配对。

• switch语句

  switch(expression)
  {
    case 常量表达式1: 语句1;
    case 常量表示式2: 语句2;
    ...
    case 常量表达式n: 语句n;
    [default: 语句n+1]
  }
  

  说明：

  1. switch后的表达式只能是整型、字符型或枚举型表达式。

  2. case和常量表达式之间有空格，各常量表达式的类型必须与switch后的表达式类型相同，并且其值互不相同。

  3. default语句可以没有，一般出现在所有case语句之后。当它出现在某个case语句之前，也不会改变程序对某个分支的选择顺序。

  4. case标号后的语句可以是零条、一条语句，也可以是多条语句，并且可以不用{}括起来。

  5. switch语句执行时，首先计算紧跟着switch关键字后面的表达式的值，

     当表达式的值与某一个case后面的常量表达式的值相等时，就执行该case标号后的语句，包括在其后的所有case和default中的语句，直到switch语句体结束；

     如果没有与该值相等的常量表达式，并且存在default标号，则从default标号后的语句开始执行，直到switch语句体结束；

     如果既没有与该值相等的常量表达式，也没有default标号，则跳过switch语句体，什么也不做。

  6. switch语句通常总是和break语句联合使用，使switch语句真正起到多分支结构的作用。使用方法是在每一个case之后的语句后加上一个break语句，使其强制跳出switch语句体。

• 条件运算符

  C语言提供了一个特殊的运算符，条件运算符。它是C语言提供的唯一一个三目运算符，即条件运算表达式中要求有三个运算对象，他构成的条件表达式可以形成简单的选择结构

  语法形式：expression1？expression2:expression3

  运算解释：先求表达式1的值，若其值为真，则以表达式2的值作为整个表达式的值，否则以表达式3的值作为整个表达式的值。

循环结构

循环结构是反复执行某个或某些操作，直到满足某一条件时才可终止循环。

在C语言中可以用如下语句实现循环结构：

1. goto + if；
2. while；
3. do while；
4. for；

• 语句标号

  语句标号是给程序中的某一个语句定义的一个标识符，C程序中任何一个可执行语句之前都可以加上语句标号。

  语句标号只是用作goto语句的转向目标，如果没有用到goto语句，就没有必要出现语句标号。

  其语法形式为：语句标号:语句;

• goto语句

  语句标号:语句;
  ...
  if(expression)
    goto 语句标号;
  

  执行说明：先判断条件，然后跳转至对应语句标号的位置形成循环。

• while语句

  while(expression)
    循环体语句;
  

  执行说明：当表达式的值为非0时，便执行循环体语句，直到表达式的值为0时才结束循坏。

• do-while语句

  do
    循环体语句;
  while(expression);
  

  执行说明：先执行循环体语句，再求表达式的值，当表达式的值为非0时，便执行循环体语句，直到表达式的值为0时才结束循坏。

  注意事项：do-while语句在while(expression)后有一个分号，它是do-while语句的结束标志。

• for语句

  for(expression 1;expression 2;expression3)
    循环体语句;
  

  执行过程：

  1. 计算表达式1；
  2. 计算表达式2，若其值非零，转至步骤3。若其值为0，转至步骤5；
  3. 执行一次循环体语句；
  4. 计算表达式3，然后转至步骤2，构成循环。
  5. 结束循环。

  说明：

  1. for语句中的表达式可以部分或全部省略。
  2. 表达式1和3都可以时逗号表达式，一般用宇有两个循环变量时。
  3. 循环体语句之前不能有份好。

• break语句

  break语句可以使流程跳出由switch语句构成的多分支结构。

  当break语句用在do-while、for或者while循环语句中时，也可以使程序终止循环，从而跳出循环结构。

• continue语句

  continue语句只能在do-while、while和for循环语句中使用，其作用是提前结束多次循环中的某一次循环。即跳出本次循环中余下的尚未执行部分的语句，提前进行下一次循环条件的判定。