{9}程序设计入门之C语言：条件判断

# 1. 引言

## 1. 介绍条件判断在编程中的重要性

在程序设计中，条件判断是一种非常重要的概念。通过条件判断，我们可以根据不同的条件执行不同的代码块，从而实现程序的多样性和灵活性。条件判断是程序中的决策机制，可以根据某个条件的真假来决定程序的执行路径。

C语言是一种强有力的编程语言，提供了丰富的条件判断语句和运算符，使得我们能够灵活地控制程序的逻辑。掌握C语言中常用的条件判断语句和条件运算符对于初学者来说至关重要。

## 2. 总结C语言中常用的条件判断语句

C语言中常用的条件判断语句主要有if语句和switch语句。if语句是最基本的条件判断语句，用于根据一个条件的真假来执行不同的代码块。switch语句适用于多个条件判断的场景，提供了更简洁的语法。

在后续的章节中，我们将详细讲解这些条件判断语句的语法和使用方法，并通过实践案例来帮助读者更好地理解和应用。此外，我们还将介绍条件运算符（三目运算符），它也是一种常用的条件判断方式，可以在一行代码中实现简单的判断和赋值操作。

现在，让我们开始学习C语言中的条件判断，掌握这一重要的编程技巧！

# 2. 基本概念

在程序设计中，条件判断是一种重要的逻辑控制结构，它可以根据条件的真假来执行不同的代码段，从而实现程序的多样化执行路径。条件判断依赖于真假值和逻辑运算符，需要程序员对这些基本概念有清晰的理解才能灵活运用。

#### 2.1 真假值和逻辑运算符

在C语言中，真假值通常用0表示假（false），非零表示真（true）。同时，C语言中常用的逻辑运算符包括与(&&)、或(||)、非(!)等，通过这些运算符可以对条件进行组合或取反，生成复杂的条件表达式。

以一个简单的例子来说明：

int a = 10;
int b = 20;
if (a > 5 && b < 30) {
    // if条件成立时执行的代码
    printf("a大于5并且b小于30\n");
} else {
    // if条件不成立时执行的代码
    printf("条件不满足\n");
}

在上述例子中，条件`a > 5 && b < 30`中使用了逻辑与运算符`&&`，当a大于5并且b小于30时，条件成立。

通过本节的基本概念介绍，读者能够初步了解条件判断的基本要素，为后续的条件判断语句学习做好准备。

# 3. 条件判断语句

条件判断语句是编程中经常用到的一种结构，它根据条件的真假来决定程序的执行路径。在C语言中，常用的条件判断语句有if语句和switch语句。

#### if语句

if语句是最基本的条件判断语句，用于根据条件的真假执行不同的代码块。if语句的语法如下：

if (condition) {
  // 如果条件为真执行的代码
} else {
  // 如果条件为假执行的代码
}

其中，condition是一个表达式，它的值为真或假。如果condition为真，就执行if语句后面的代码块；如果condition为假，就执行else语句后面的代码块。

下面是一个示例，演示了if语句的使用方法：

#include <stdio.h>

int main() {
  int score = 85;

  if (score >= 90) {
    printf("优秀\n");
  } else if (score >= 80) {
    printf("良好\n");
  } else if (score >= 60) {
    printf("及格\n");
  } else {
    printf("不及格\n");
  }

  return 0;
}

上述示例中，根据分数的不同，打印出不同的等级。根据score的值，if语句会判断score所处的范围并输出相应的结果。

#### switch语句

switch语句也是一种用于条件判断的语句，它根据一个表达式的值来执行不同的代码块。switch语句的语法如下：

switch (expression) {
  case constant1:
    // 如果expression的值等于constant1执行的代码
    break;
  case constant2:
    // 如果expression的值等于constant2执行的代码
    break;
  ...
  default:
    // 如果expression的值与前面的常量都不匹配执行的代码
    break;
}

switch语句中的expression是一个表达式，它的值与各个case后面的常量进行比较。如果expression的值与某个常量匹配，就执行对应case后面的代码块；如果没有匹配的常量，就执行default后面的代码块。

下面是一个示例，演示了switch语句的使用方法：

#include <stdio.h>

int main() {
  int day = 5;

  switch (day) {
    case 1:
      printf("星期一\n");
      break;
    case 2:
      printf("星期二\n");
      break;
    case 3:
      printf("星期三\n");
      break;
    case 4:
      printf("星期四\n");
      break;
    case 5:
      printf("星期五\n");
      break;
    case 6:
      printf("星期六\n");
      break;
    case 7:
      printf("星期日\n");
      break;
    default:
      printf("无效的数字\n");
      break;
  }

  return 0;
}

上述示例中，根据给定的数字，switch语句会输出相应的星期几。根据day的值，switch语句会判断day与常量的匹配情况，并输出对应的结果。

总结：条件判断语句在程序中起着重要的作用，它能根据不同的条件实现程序的不同执行路径。if语句适用于灵活的条件判断，而switch语句适用于匹配固定的常量。开发者可以根据实际需求选择合适的语句来实现条件判断。

# 4. 条件运算符

在C语言中，条件运算符又被称为三目运算符，它的语法结构如下：

expression1 ? expression2 : expression3;

其中，expression1代表一个条件表达式，如果该表达式的值为真（非零），则整个条件运算符的值为expression2；如果该表达式的值为假（0），则整个条件运算符的值为expression3。

条件运算符的特点是简洁明了，常用于简单的条件判断和赋值操作。下面是一个具体的实例：

#include <stdio.h>

int main() {
    int x = 10;
    int y = 20;
    int max = (x > y) ? x : y;

    printf("The maximum value is: %d\n", max);
    return 0;
}

代码解读：
- 我们定义了两个整型变量x和y，并初始化它们分别为10和20。
- 使用条件运算符判断x和y的大小关系，如果x大于y，则将max赋值为x，否则赋值为y。
- 最后，使用printf函数输出max的值。

代码输出结果：

The maximum value is: 20

从上述实例可以看出，条件运算符的使用方式和语法非常简洁，适合于简单的条件判断和赋值操作。但需要注意的是，过多的嵌套使用条件运算符会使代码可读性降低，建议根据实际情况选择使用条件运算符或条件判断语句。

# 5. 嵌套条件判断

在实际的编程过程中，有时候我们需要进行更为复杂的条件判断，这时候就需要使用嵌套的条件判断语句来实现。在C语言中，我们可以使用嵌套的if语句和switch语句来达到这个目的。

### 嵌套if语句

在C语言中，我们可以在if语句的代码块中再嵌套其他的if语句，这样就可以实现多层次的条件判断。以下是一个简单的例子：

#include <stdio.h>

int main() {
    int num = 10;

    if (num > 0) {
        if (num % 2 == 0) {
            printf("该数字是正偶数\n");
        } else {
            printf("该数字是正奇数\n");
        }
    } else {
        printf("该数字不是正数\n");
    }

    return 0;
}

在这个例子中，我们首先判断了num是否大于0，如果是，则再判断num是否为偶数，如果不是，则输出正奇数；如果num不大于0，则输出不是正数。

### 嵌套switch语句

类似地，我们也可以在switch语句的case中继续嵌套其他的switch语句，不过需要注意的是，这样的嵌套结构会使得代码变得复杂，因此在实际应用中需要谨慎使用。

#include <stdio.h>

int main() {
    char grade = 'B';
    int score = 80;

    switch (grade) {
        case 'A':
            printf("优秀\n");
            break;
        case 'B':
            switch (score / 10) {
                case 9:
                    printf("良好\n");
                    break;
                case 8:
                    printf("中等\n");
                    break;
                default:
                    printf("及格\n");
            }
            break;
        case 'C':
            printf("还需努力\n");
            break;
        default:
            printf("未知成绩\n");
    }

    return 0;
}

在这个例子中，我们首先根据grade的值进行条件判断，如果是'B'，则根据score的值再进行一次嵌套条件判断，输出相应的等级。

嵌套条件判断语句在实际编程中经常会用到，但需要注意的是，过度的嵌套会使代码变得难以理解和维护，因此应尽量避免过深的嵌套结构。

# 6. 实践案例

下面我们提供一个具体的实践案例，通过条件判断解决实际问题。我们将使用Python来编写代码，并通过一个简单的猜数字游戏来演示条件判断的应用。

import random

# 生成一个1到100的随机整数
target = random.randint(1, 100)

print("欢迎参加猜数字游戏！")
print("请猜一个1到100之间的整数。")

while True:
    # 读取玩家的猜测
    guess = int(input("请输入你的猜测："))

    # 判断猜测与目标的关系
    if guess == target:
        print("恭喜你，猜对了！")
        break
    elif guess < target:
        print("猜错了，太小了！")
    else:
        print("猜错了，太大了！")

在本案例中，我们模拟了一个猜数字游戏，玩家需要猜测一个1到100之间的整数。程序会生成一个随机整数作为目标，然后根据玩家的猜测给出相应的提示，直到玩家猜对为止。

在代码中，我们使用了while循环来进行猜测的迭代，通过if语句判断玩家的猜测与目标之间的关系，并给出相应的提示，使用break语句退出循环。

通过这个实践案例，我们可以看到条件判断在解决实际问题中的重要性。通过合理地运用条件判断语句，我们能够根据不同的情况执行不同的代码逻辑，从而实现更加灵活和智能的程序设计。

总结：本案例通过猜数字游戏来演示了条件判断的应用。通过if语句判断玩家的猜测与目标之间的关系，并给出相应的提示，直到玩家猜对为止。通过这个实践案例，我们加深了对条件判断的理解，并了解了它在实际问题中的应用场景。