实验 4：让计算机做复杂的事情——选择结构

一、实验目标

1. 能够正确使用 if 语句实现两分支、多分支选择结构。
2. 能够正确使用 switch 语句实现多分支选择结构。
3. 初步形成编写C程序解决复杂问题的能力。

二、知识回顾

1. if 语句实现两分支选择结构

• 语法形式：

  if (表达式) 
      语句1;
  else 
      语句2;
  

• 表达式可以是任意合法的C表达式。

• 语句1和语句2可以是单条语句或复合语句（用 {} 括起来的多条语句）。

• 执行逻辑：若表达式为“真”（非0），执行语句1；否则执行语句2。

2. if 语句嵌套实现多分支选择结构

• 语法形式：

  if (表达式1) 
      语句1;
  else if (表达式2) 
      语句2;
  else 
      语句3;
  

• 注意事项：

  • else 总是与它上面最近的未配对的 if 配对。
  • 可使用 {} 明确配对关系，增强代码可读性。
  • 建议缩进对齐，便于理解嵌套结构。

3. switch 语句实现多分支选择结构

• 语法形式：

  switch (表达式) {
      case 常量1:
          语句1;
          break;
      case 常量2:
          语句2;
          break;
      // ...
      default:
          语句n;
  }
  

• 注意事项：

  • 表达式必须是整型或字符型。
  • case 后面的常量值必须互不相同，且与表达式类型一致。
  • 若无 break，程序会继续执行下一个 case，直到遇到 break 或 switch 结束。
  • default 分支可选，用于处理未匹配的情况。

三、实验内容与要点

1. 实验1：比较三个数大小（输出最小值）

• 使用两两比较法，先假设第一个数为最小，再依次与后两个数比较。

• 代码示例（整型）：

  if (min > b) min = b;
  if (min > c) min = c;
  

2. 实验2：计算小于等于1000的正数的平方根

• 使用 sqrt() 函数（需包含 <math.h>）。

• 注意输入数据合法性判断：

  if (x <= 1000) {
      // 计算平方根
  } else {
      // 提示输入过大
  }
  

3. 实验3：分段函数计算

• 使用多分支 if-else if-else 结构。

• 注意条件范围的划分，如：

  if (x < 1) y = x;
  else if (x < 10) y = 2*x - 1;
  else y = 3*x - 11;
  

4. 实验4：百分制成绩转等级

• 方法一：使用 if-else if-else 结构。

• 方法二：使用 switch 结构，结合 score/10 进行等级匹配。

• 增强程序健壮性：添加输入合法性检查（0~100之间）：

  if (score > 100 || score < 0) {
      printf("成绩输入错误\n");
  }
  

5. 实验5（思考题）：三个数从小到大排序

• 方法一：最值法（找出最大值、最小值、中间值）。

• 方法二：排序法（两两比较并交换）：

  if (a > b) { temp = a; a = b; b = temp; }
  if (a > c) { temp = a; a = c; c = temp; }
  if (b > c) { temp = b; b = c; c = temp; }
  

四、重难点总结

重点

• 选择结构的构建方法。
• if 语句及其嵌套的使用。
• switch 语句的使用。

难点

• if 嵌套的配对逻辑。
• switch 语句中 break 的作用与使用时机。
• 如何确保程序能覆盖所有可能的输入情况，增强程序的完备性和健壮性。

五、思考

1. 如何优化三个数的排序算法？
2. 是否能用更简洁的代码实现？