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C++ if else详解

程序的运行可以看作是一个人在走路时迈出的步伐。要到达目的地,必须从头开始,然后迈开脚步,一步接一步,直到到达目的地。没学本节之前,我们所编写的程序就像有一条要跟着执行的“路径”,如图 1 所示。

逐步执行的程序
图 1 逐步执行的程序

图 1 中的代码类型称为顺序结构,因为这些语句依次执行,一个步骤接着下一个步骤,没有其他方向上的分支。但是,程序通常需要多个执行路径,许多算法需要程序只有在某些情况下才执行一些语句。这可以通过决策结构(分支结构)来实现。

在决策结构的最简单的形式中,仅当存在特定条件时才执行一个动作或一组动作。如果条件不存在,则不执行动作。

流程图
图 2 流程图

图 2 中的流程图显示了决策结构的逻辑。菱形符号表示是/否问题或真/假条件。如果问题的答案是肯定的(或者如果条件为真),则程序流程遵循一条路径,这将引导到将要执行的操作。如果问题的答案是否定(或条件是假的),则程序会沿着另一个路径跳过这些动作。

在流程图中,先问“外面冷不冷”?只有外面寒冷时,才会执行“穿大衣”、“戴帽子”和“戴手套”这一系列的动作。如果外面不冷,则会跳过这些动作。这些动作是有条件执行的,因为它们只有当某个条件(外面冷)存在时才执行。

人们每天都会遇到很多这样的条件选择。以下是其他一些例子:
  • 如果汽车快没油了,就停在加油站准备加油。
  • 如果外面在下雨,就赶紧进屋。
  • 如果饿了,就找点东西吃。

C++ 编写决策结构的最常见方法是使用 if 语句。图 3 显示了 if 语句的一般格式,右侧的流程图直观地描绘了其工作原理。

常见 C++ 决策结构
图 3 常见 C++ 决策结构

请注意,if 结构主体的语句包含在一组大括号内,这在 C++ 中称之为,它让编译器知道哪些语句与 if 相关联。开放大括号必须位于 if 条件之后,并位于主体中的第一个声明之前。当然,在遵循这个要求的原则下,不同的程序员会选择不同的地方来放置它。两个最常见的位置如图 3 所示。

下面的程序 1 演示了 if 语句的用法。用户输入 3 个测试成绩,程序计算其平均分。如果平均分等于 100,则该程序会祝贺用户获得完美的成绩:
//程序 1
//This program correctly averages 3 test scores.
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;

int main()
{
    int scorel, score2, score3;
    double average;
    //Get the three test scores
    cout << "Enter 3 test scores and I will average them: ";
    cin >> scorel >> score2 >> score3;
    // Calculate and display the average score
    average = (scorel + score2 + score3) / 3.0;
    cout << fixed << showpoint << setprecision(1);
    cout << "Your average is " << average << endl;
    // If the average equals 100, congratulate the user
    if (average == 100)
    {
        cout << "Congratulations ! ";
        cout << "That's a perfect score!\n";
    }
    return 0;
}

程序第1次输出结果:
Enter 3 test scores and I will average them: 80 90 70
Your average is 80.0
程序第2次输出结果:
Enter 3 test scores and I will average them: 100 100 100
Your average is 100.0
Congratulations! That's a perfect score!

仔细看该程序的第 19〜23 行,正是它们导致程序打印祝贺信息:
if (average == 100)
{
    cout << "Congratulations!";
    cout << "That's a perfect score!\n";
}
需要注意的是,有条件执行的语句块被大括号包围。当两个或多个动作与 if 语句关联时,这是必需的。如果只有一个语句被有条件地执行,则可以省略大括号。

例如,程序 1 中如果两个 cout 语句合并成一个语句,则可以写作如下形式:
if (average == 100)
    cout << "Congratulations ! That's a perfect score ! \n";
当然,有些教师更喜欢让学生总是使用大括号包围有条件执行的块,即使它只包含一个语句也是如此。

if-else

if-else 语句是对 if 语句的扩展。图 4 显示了该语句的一般格式,右侧的流程图直观地描绘了其工作原理。

if-else 语句结构流程图
图 4 if-else 语句结构流程图

与 if 语句一样,if-else 语句也需要检查条件。如果条件为 true,则执行包含一个或多个语句的块。但是,如果条件为 false,则执行不同的语句组。

下面的程序使用 if-else 语句和余数运算符来确定数字是奇数还是偶数:
// This program uses the modulus operator to determine
// if a number is odd or even. If the number is evenly divisible
// by 2, it is an even number. A remainder indicates it is odd.
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int number;
    cout << "Enter an integer and I will tell you if it is odd or even: ";
    cin >> number;
    if (number % 2 == 0)
        cout << number << " is even.\n";
    else
        cout << number << " is odd.\n";
    return 0;
}
程序输出结果

Enter an integer and I will tell you if it is odd or even: 17
17 is odd.

if 语句末尾的 else 部分指定条件为 false 时要执行的一个或多个语句。当 number%2 不等于 0 时,会显示一条消息,指示号码为奇数。请注意,该程序将只釆用 if-else 语句中的两条路径之一。如果将计算机程序中的语句视为走在路上的脚步,那么 if-else 语句则可以视为道路中的分叉。它导致程序的执行只能按照两条分叉道路中的一条来走。

if-else if

人们常常通过使用一组不同但有相关性的规则来做出某些决定。例如,究竟要穿哪件衣服出门,这要考虑以下规则:

if天气很冷,那就穿一件棉衣;
else, if 天气只是有点凉,那就穿一件夹克;
else, if 有点起风,那就穿一件风衣;
else, if 天气很热,那就不要穿外套。

这些规则的目的是确定要穿哪种类型的外衣。如果是天气很冷,那么第一条规则规 定必须穿一件厚重的棉衣,然后忽略所有其他规则;然而,如果第一条规则不适用(如果不是很冷),那么就要参考第二条规则;如果该规则不适用,则继续考虑第三条规则,如此等等。

这些规则的连接方式非常重要。如果片面地考虑问题,则可能会穿错衣服出门,或者 可能会导致穿着一件以上的衣服。例如,如果有风,参考第三条规则就是要穿风衣,但如 果不但有风而且还很寒冷,那该怎么办?是穿风衣呢?还是棉衣?还是两者都穿?基于遵循规则的顺序,第一条规则将决定穿棉衣,而第三条规则不会被参考,所以,人们通常会穿着最合适的衣服出门。

这种类型的决策在编程中也很常见。在 C++ 中,可以通过 if-else if 语句来实现。图 5 显示了该语句的一般格式,右侧的流程图直观地描绘了其工作原理。

if-else if语句结构流程图
图 5 if-else if语句结构流程图

这个结构就像一条 if-else 语句链。一个语句的 else 部分链接到另一个语句的 if 部分。 通过这种方式,if-else 链变成一个长长的语句。下面的程序显示了这样一个例子,用户被要求输入数字测试成绩,程序将显示获得的字母等级。
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    // Create named constants to hold minimum
    // scores required for each letter grade.
    const int MIN_A_SCORE = 90,
    MIN_B_SCORE = 80,
    MIN_C_SCORE = 70,
    MIN_D_SCORE = 60,
    MIN_POSSIBLE_SCORE = 0;
    int testScore; // Holds a numeric test score
    char grade; // Holds a letter grade
    bool goodScore = true;
   
    // Get the numeric score
    cout << "Enter your numeric test score and I will\n";
    cout << "tell you the letter grade you earned: ";
    cin >> testScore;
    // Determine the letter grade
    if (testScore >= MIN_A_SCORE)
        grade = 'A';
    else if (testScore >= MIN_B_SCORE)
        grade = 'B';
    else if (testScore >= MIN_C_SCORE)
        grade = 'C';
    else if (testScore >= MIN_D_SCORE)
        grade = 'D';
    else if (testScore >= MIN_POSSIBLE_SCORE)
        grade = 'F';
    else
        goodScore = false; // The score was below 0
    //Display the letter grade
    if (goodScore)
        cout << "Your grade is " << grade << ".\n";
    else
        cout << "The score cannot be below zero. \n";
    return 0;
}
程序输出结果:

Enter your numeric test score and I will
tell you the letter grade you earned: 88
Your grade is B.

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