C++教程:C++ if语句讲解

2020-05-23 14:28:30

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供稿：网友

对于可能发生的事情，我们平时经常会说“如果……，那么……”。语文里，我们叫它条件复句。“如果”之后的内容我们称为条件，当条件满足时，就会发生“那么”之后的事件。我们来看这样一句英语：If mark>90, cout <<”GOOD!” <<endl.把它翻译成中文就是：如果分数大于90，则输出GOOD。

其实在程序设计中，也是用“如果”来描述可能发生的情况的。它和刚才的那句英语很相似，具体的语法格式是：

我们把若干句语句放在一个大括号中，称为语句块。运行到该if语句，当条件满足时，就会执行语句块内的内容。我们也可以用流程图（图4.1.1）来表示if语句。请注意，if语句的结束是没有分号的，分号只是属于语句块中的语句。

一、条件——关系运算

当我们判断一个条件的时候，依赖于这个条件是真是假。说到真和假，我们不难想到布尔型数据（参见3.1），因为它就是分别用0和1来表示真和假。显然条件的位置上应该放置一个布尔型的数据。然而，光靠死板的0和1两个数仍然无法描述可能发生着变化的各种情况。那么我们如何让电脑来根据实际情况做出判断呢？

这里我们要引入关系运算。之前的加减乘除和取余数之类的操作，结果都是整型或实型数据。而关系运算的结果则是布尔型数据，也就是说它们的结果只有两种——真或假。

所谓关系运算，是判断操作符两边数据的关系。这些关系一共有六种，分别是：等于、大于、小于、大于等于、小于等于、不等于。如下表所示：

当操作符两边的数据符合操作符对应的关系时，运算结果为真，否则为假。比如5>1的结果是1（真），’a’==’a’的结果也是1（真）；而3<=2的结果为0（假）等等。特别要注意，==和=是两个不同的操作符，前者是判断操作符两边数据的关系，后者是把右面的表达式的结果赋值给左边。

下面我们来看一段程序：（程序4.1.1）
#include "iostream.h"
int main()
{
int a,b;
cout <<"请输入两个数：";
cin >>a >>b;
if (a>b)//如果a比b大，则将两个数交换
{
int temp;//创建一个临时变量
temp=a;
a=b;
b=temp;
}
cout <<a <<" " <<b <<endl;//将两个数从小到大输出
return 0;
}
第一次运行结果：
请输入两个数：1 5
1 5
第二次运行结果：
请输入两个数：3 2
2 3

算法时间：交换
交换是程序设计中最基础最常用的一种操作。它的算法在现实生活中也有着形象的操作。交换两个变量里的数据就好像交换AB两个碗中的水。我们必须再拿一个碗来（临时变量），将A碗里面的水先倒到这个临时的碗里，再将B碗的水倒到空的A碗里，最后把临时碗里的水再倒回B碗，那么就完成了这个工作。对照着这个过程去阅读代码是不是有些理解了呢？至于这个算法的代码，也是非常好记的。记住把临时变量放在首位，然后把任一变量放在等号的右边，下一句语句开头的必然也是这个变量。简单地记就是首尾相连。（程序4.1.1的代码中用相同的颜色表示出“首尾相连”。）
这个程序完成的工作是将两个无序的整数从小到大地输出。即如果第一个数比第二个数大，先交换再输出，否则直接输出。

二、条件——逻辑运算

学校评三好学生，候选人必须要德智体全面发展才能够评上；学校开运动会，运动员只要在某一个项目上是全校第一就能够获得冠军。现实生活中，有些条件会很严格，要数项同时满足时才算符合条件；而有些条件又会很松，只要符合其中某一项就算符合条件了。在程序设计中，我们也会遇到这样的问题。

平时，我们往往是用“并且”和“或”两个词来描述这些情况的。而在程序设计中，我们用逻辑运算来描述。我们平时称它们“与”（相当于并且）、“或”、“非”。“逻辑与”的操作符是&&，“逻辑或”的操作符是||，“非”的操作符是！。下面三个真值表说明了各逻辑运算的结果。

上面两表的第一行和第一列分别是逻辑操作符两侧的值，右下角带有灰色底纹的四格是经过运算后的结果。

如果我们用集合A和集合B分别来描述两个不相同的条件A和B，那么A&&B表示要满足集合A与集合B的交集；A||B表示要满足集合A与集合B的并集；!A表示要满足集合A的补集。

在上一章的3.3简单表达式中，我们提到了运算的次序。在程序设计中，我们把这种运算的次序称作操作符（Operator）的优先级。那么，关系操作符和逻辑操作符的优先级是怎么样的呢？

和简单表达式一样，括号的优先级仍然是最高的。无论什么情况都应该先从左到右地计算括号内的结果。当算术操作符、关系操作符和逻辑操作符处于同一级的括号中时，则分别从左向右地依次进行逻辑非运算、算术运算（遵循算术运算的优先级）、关系运算、逻辑与运算和逻辑或运算。（记作“不算关羽活”）。

下面我们来实践一下，看一段程序：（程序4.1.2）
#include "iostream.h"
int main()
{
int mark;
cout <<"请输入成绩（0~100）： ";
cin >>mark;
if (mark>=80 && mark <=100) cout <<"Good!" <<endl;
if (mark>=60 && mark <80) cout <<"So so" <<endl;
if (mark>=0 && mark <60) cout <<"Please work harder!" <<endl;
if (mark<0 || mark >100) cout <<"ERROR!" <<endl;
return 0;
}
第一次运行结果：
请输入成绩（0~100）：100
Good!
第二次运行结果：
请输入成绩（0~100）：75
So so
第三次运行结果：
请输入成绩（0~100）：59
Please work harder!
第四次运行结果：
请输入成绩（0~100）：105
ERROR!

我们可以看到，将关系运算和逻辑运算配合使用，可以将数值有效地分段。以上这段程序的功能就是按照不同段的数值输出不同的结果，如果输入的数值超出正常的取值范围，则输出出错信息。

算法时间：纠错
熟悉电脑软件的同学都知道，不少软件或程序有时候会有漏洞（Bug），使得程序的安全性或稳定性受到影响。而产生这些漏洞的部分原因就是程序员在设计程序时有所疏漏，忘记了去考虑一些可能引起错误的特殊情况。我们把这些可能引起程序异常的情况称为临界情况。比如在a/b中，b=0就是一种临界情况。如果不考虑到这种情况，则可能导致除数为零而使整个程序崩溃。我们学会了if语句以后就能够从一定程度上避免一些可以预知的错误，把那些临界情况引入纠错程序。（比如输出出错信息，或及时中止程序）

三、&&和||的妙用

有时候我们做数学题目会遇到这样的问题——(1+5*8)/6*0/(5/6+2)，当我们发现整个式子是乘式，并且有一个乘数为０的时候，则会不再做更多的计算，把结果脱口而出。因为无论后面的乘数是什么，都无法改变结果了。

根据真值表我们知道，在逻辑与中，只要有一个假则整个表达式的结果为假；在逻辑或中，只要有一个是真则整个表达式的结果为真。我们发现逻辑与、逻辑或和上面所说的例子有着相似之处，那么电脑会不会像我们一样，不再做更多无所谓的计算呢？

答案是肯定的。即在一个或多个连续的逻辑与中，一旦出现一个假，则结果为假，处于该位置以后的条件不再做更多判断；在一个或多个连续的逻辑或中，一旦出现一个真，则结果为真，处于该位置以后的条件也不再做更多判断。
比如： if (m!=0 && n/m<1)
{
cout <<”OK” <<endl;
}
当m=0时，电脑不会去尝试用n/m了，而是直接跳过整句语句。这样，我们就能够避免除数为零的错误了。

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