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- 六、分支语句和逻辑操作符
- 6.1 if语句
- 6.1.1 if
- 6.1.2 if-else
- 6.1.3 if-else if-else
- 6.2 逻辑表达式
- 6.2.1 逻辑或`||`
- 6.2.2 逻辑与`&&`
- 6.2.3 逻辑非`!`
- 6.2.4 逻辑操作符的其他表示方式
- 6.3 字符函数库cctype
- 6.4 三目/元操作符
- 6.5 switch语句
- 6.5.1 switch引入枚举常量
- 6.6 break和continue关键字
- 6.7 读取数字的循环
- 6.8 简单文件输入、输出
- 6.8.1 文本I/O和文本文件
- 6.8.2 写出文本文件
- 6.8.3 读取文本文档
六、分支语句和逻辑操作符
C++提供了两种分支语句，if和switch。
6.1 if语句
6.1.1 if
句式：
if(测试条件)
{
语句; // 符合测试条件执行语句
}
例子：输入语句统计字符和空格数量
#include<iostream>
int main() {
using namespace std;
cout << "Enter sentence:\n";
char ch;
int total = 0;
int space = 0;
cin.get(ch);
while (ch != '.')
{
if(ch == ' ') // 若字符为空格
space++; // 累加空格数
total++; // 累加字符数
cin.get(ch);
};
cout << space << " space, " << total << " characters total in sentence." << endl;
system("pause");
return 0;
}
结果
6.1.2 if-else
句式:
if(测试条件){
语句1; // 符合测试条件执行语句1
}else{
语句2; // 不符合测试条件执行语句2
}
6.1.3 if-else if-else
句式:
if(测试条件1){
语句1; // 符合测试条件1执行语句1
}else if(测试条件2){
语句2; // 符合测试条件2执行语句2
}else if(测试条件3){
语句3; // 符合测试条件3执行语句3
}else{
语句4; // 都不符合执行语句4，兜底语句
}
6.2 逻辑表达式
- 与
&& - 或
|| - 非
!
6.2.1 逻辑或||
- 左右任一表达式为
true时结果为true。表达式一 || 表达式二 ||是顺序操作符，从左往右执行，如果左侧表达式为true，则不会再去判定右侧表达式。
例：#include<iostream> int main() { using namespace std; int i = 2; bool bool_1 = i++ == 2 || i++ == 3; // 左边表达式为 true ，右边表达式不进行判定 cout << "i = " << i << endl; // 输出 i = 3 ,只自增了一次 bool bool_2 = i++ == 3 || i++ == 4; // 左边表达式为 false，判定右边表达式 cout << "i = " << i << endl; // 输出 i = 4 ,自增了两次 system("pause"); return 0; }
6.2.2 逻辑与&&
- 两边表达式都为
true时结果才为true。 ||也是顺序操作符，从左往右执行，如果左侧表达式为false，则不会再去判定右侧表达式。- 常用作范围取值
if(age > 18 && age < 65){ ... }注意别这样式儿：
18 < age < 45
编译器不会捕获这种错误，因为这仍然是有效的C++句式。但是因为<操作符从左向右工作，因此真正的表达式实则为：(18 < age) < 45，18 < age要么为1要么为0，都小于45，因此整个测试结果永远为true
6.2.3 逻辑非!
- 表示对它后面的表达式的值取反。
- 例：
#include<iostream> #include<climits> bool is_int(double); // 自定义函数 int main() { using namespace std; double temp; // double contains int,to prevent consumer input an out-of-range num. cout << "Enter an integer value:"; cin >> temp; while (!is_int(temp)) // 判断是否 int 型 { cout << "out of range!plaese try again:"; cin >> temp; } int num = int(temp); // after judgementation ,conver safely cout << "Congratulation!You enter an integer value " << num << endl; system("pause"); return 0; } // 自定义函数实现 bool is_int(double x) { if (x <= INT_MAX && x >= INT_MIN) // 判定 x 是否在 int 型数据范围内 return true; return false; } !的优先级高于所有算术操作符和关系操作符。
6.2.4 逻辑操作符的其他表示方式
并不是所有的键盘都提供了用作逻辑操作符的符号，因此C++标准提供了另一种表示方式，如下表所示。
标识符and、or和not都是C++保留字，这意味着不能将它们用作变量名等。它们不是关键字，因为它们都是已有语言特性的另一种表示方式。另外，它们并不是C语言中的保留字，但C语言程序可以将它们用作操作符，只要在程序中包含了头文件so646.h。C++不要求使用头文件。
6.3 字符函数库cctype
C++从C语言继承了个与字符相关的、非常方便的函数软件包，它可以简化诸如确定字符是否为大写字母、数字、标点符号等工作，这些函数的原型是在头文件cctype(老式的风格中为ctype.h)中定义的。
例如，如果ch是一个字母，则isalpha(ch)函数返回一个非零值，否则返回0。同样，如果ch是标点符号（如逗号或句号），函数ispunct(ch)将返回true(这些函数的返回类型为int,而不是bool,但通常bool转换让您能够将它们视为bool类型)。
使用这些函数比使用AND和OR操作符更方便。例如，下面是使用AND和OR来测试字符ch是不是字母字符的代码：
if((ch >= 'a' && ch <= 'z') || (ch >= 'A' && ch <= 'Z'))
使用isalpha(ch)函数：
if(isalpha(ch))
相比使用函数简洁方便很多。
这个库的主要函数：
例子：
#include<iostream>
#include<cctype>
int main() {
using namespace std;
cout << "Enter a sentence for analysis,any type '@' to terminate input:\n";
char ch;
int spaces = 0;
int alphas = 0;
int digits = 0;
int puncts = 0;
int others = 0;
cin.get(ch);
while (ch != '@')
{
if (isalpha(ch))
alphas++;
else if (isdigit(ch))
digits++;
else if (ispunct(ch))
puncts++;
else if (isspace(ch))
spaces++;
else
others++;
cin.get(ch);
};
cout << alphas << " letters, "
<< digits << " digits, "
<< puncts << " puncts, "
<< spaces << " spaces, "
<< others << " others, "
<< endl;
system("pause");
return 0;
}
6.4 三目/元操作符
C++有个常被用来代替if else语句的组合操作符 ?:，这个组合操作符被称为条件操作符/三元操作符，它是C++中唯一一个需要3个表达式的操作符。该操作符的通用格式如下：
表达式一？表达式二:表达式三
如果表达式一为true,则整个条件表达式的值为表达式二的值；否则，整个表达式的值为表达式三的值。
等效于：
if(表达式一)
表达式二
else
表达式三
例：输入俩数，判断大小
#include<iostream>
int main() {
using namespace std;
int a, b, c;
cout << "Enter two integers:";
cin >> a >> b; // 连续读取赋值
cout << "the larger between " << a << " and " << b;
a > b ? c = a : c = b; // a>b c=a; a<b c=b;
cout << " is " << c << endl;
system("pause");
return 0;
}
从可读性来说，三元操作符最适合用于简单关系和简单表达式。当关系和表达式比较复杂时（如多重嵌套分支），使用if else语句来表达可能更清晰。
6.5 switch语句
在多种选择分支结构中可以用if else结构来处理，除此之外，C++还提供了一种适用于大型列表选择的switch语句，格式如下：
switch(整型表达式){ // 测试条件必须是一个结果为整数值的表达式，如 switch(1){...}
case 条件一：语句一; // 匹配值，需是整数常量，如 case 5:
case 条件一：语句二; // 匹配值，需是整数常量，如 case 4:
case 条件一：语句三; // 匹配值，需是整数常量，如 case 3:
// ... n 个 case
default: 语句四; // 默认匹配，可选，当以上所有 case 的值都和表达式不匹配时，就跳到默认匹配。
}
- 用测试表达式的值由上往下依次匹配每个
case的整数常量，相等则执行那个case对应的语句。 default是默认兜底匹配，是一个可选项，如果省略它，又没有匹配的case，就直接跳到switch后面的语句处执行。
在上面的结构中，如匹配到一个case 2，执行完这个case 2的语句二后它还会继续往下去匹配后面的case，但是通常我们面对的需求是让每个case都能有效隔离，每一次switch都只执行一个case，不想它继续往下穿透，这个时候就要配合break关键字使用：
switch(整型表达式){ // 测试条件必须是一个结果为整数值的表达式，如 switch(1){...}
case 条件一：语句一;break; // 匹配值，需是整数常量，如 case 5:
case 条件二：语句二;break; // 匹配值，需是整数常量，如 case 4:
case 条件三：语句三;break; // 匹配值，需是整数常量，如 case 3:
// n 个 case
default: 语句四; // 默认匹配，可选，当以上所有 case 的值都和表达式不匹配时，就跳到默认匹配。
- 碰到
break关键字后switch就会停止继续往下穿透匹配。 default匹配项不用加break关键字，因为已经是switch结构的末端。
例：
#include<iostream>
void showmenu();
void report();
using namespace std;
int main() {
int choice;
showmenu();
cin >> choice;
while (choice != 4)
{
switch (choice)
{
case 1:cout << "\a\n"; // 响铃
case 2:cout << "警告警告警告警告警告警告警告警告警告警告警告警告\n"; break;
case 3:report(); break;
default:cout << "非法选项，请重新输入!\n";
}
showmenu();
cin >> choice;
}
cout << "Bye!" << endl;
system("pause");
return 0;
}
void showmenu() {
cout << "Please enter 1,2 or 3:\n"
"1) 告警 2)告警提示 3) 打印报告 4离开) \n";
};
void report() {
cout << "报告内容本容.\n";
};
可以看到因为我的case 1没有加break，所以当我选择1的时候它执行了case 1和case 2的语句。这种穿透在某些场景很好用，比如输出当前月份前面的所有月份等等。
switch语句的每个case都必须是整数（包括char），所以和if else语句相比，它不能用于范围取值、浮点测试等场景。- 如果所有选项都是用整数常量来标识的、选项超过两个的，就代码长度和执行速度而言，
switch语句的效率更高。
6.5.1 switch引入枚举常量
上面的例子我们每个case值用的都是整数常量，除此之外，有一些需要做映射的场景比如一种颜色对应一个数字，这时候可以使用枚举enum定义一组颜色常量，并把其作为case的匹配值，实际上的值是每个枚举常量对应的下标：
#include<iostream>
enum MyEnum // 定义枚举
{
red,
orange,
yellow,
green,
blue,
indigo,
violet
};
int main() {
using namespace std;
cout << "Enter color code(0-6): ";
int code;
cin >> code;
while (code >= red && code <= violet)
{
switch (code)
{
case red:cout << "红色\n"; break; // 下标值 0
case orange:cout << "橙色\n"; break; // 下标值 1
case yellow:cout << "黄色\n"; break; // 下标值 2
case green :cout << "绿色\n"; break; // 下标值 3
case blue:cout << "蓝色\n"; break; // 下标值 4
case indigo:cout << "靛色\n"; break; // 下标值 5
case violet:cout << "紫色\n"; break; // 下标值 6
}
cout << "Enter color code(0-6): ";
cin >> code;
};
cout << "Bye!" << endl;
system("pause");
return 0;
}
6.6 break和continue关键字
break和continue关键字都使程序能够跳过部分代码。可以在switch语句或任何循环中使用break关键字，使程序跳到switch或循环后面的语句处执行。continue关键字主要用于循环结构中中，让程序跳过循环体中余下的代码，并开始新一轮循环。
比较简单不说。。。
6.7 读取数字的循环
假设要编写个将一系列数字读入到数组中的程序，并允许用户在数组填满之前结束输入。一种方法
是利用cin:
int n;
cin >> n;
但是如果用户输入了一个字母而不是数字，将会发生以下四种情况：
n的值保持不变。- 不匹配的输入将被留在输入队列中。
cin对象中的一个错误标记被设置。- 对
cin方法的调用将返回false(如果被转换为bool类型)。
cin方法返回false意味着可以用非数字输入来结束读取数字的循环。- 非数字输入设置错误标记意味着必须重置该标记，程序才能继续读取输入。
clear()方法重置错误输入标记，同时也重置文件尾(EOF条件)。输入错误和EOF都将导致cin返回false。
案例一：
假设要编写一个程序，来计算平均每天捕获的鱼的重量。这里假设每天最多捕获5条鱼，因此一个包含5个元素的数组将足以存储所有的数据，但也可能没有捕获这么多鱼，所以如果数组被填满或者输入了非数字输入，结束循环。
#include<iostream>
const int MAX = 5;
int main() {
using namespace std;
double fish[MAX];
cout << "Enter the weights of your fish.(enter q to terminate)\n";
cout << "fish #1:";
int i = 0;
while (i < MAX && cin >> fish[i])
{
if (++i < MAX) { // i自增，判断数组是否还有空位
cout << "fish #" << (i + 1) << ":"; // 这里不能再用自增，否则i就自增了两次
}
};
cout << "cin.fail() = " << cin.fail() << "，结束循环" << endl; // 取出错误标记的值看看
// 统计总量
cout << "统计总量：\n";
double total = 0;
for (int j = 0; j < i; j++)
{
total += fish[j];
cout << "fish #" << (j + 1) << " = " << fish[j] << "\n";
}
cout << "total = " << total << endl;
system("pause");
return 0;
}
输入字母q后，cin >> fish[i]发生了如下事情：
cin并没有把字母q赋值给fish[i]。- 字母
q仍被留在输入队列中。 cin对象中一个错误标记(通过cin.fail()可以拿到)被设置为1。- 对
cin方法的调用将返回false(如果被转换为bool类型)，不满足循环条件，跳出循环。
案例二：
假设程序要求用户提供5个高尔夫得分，以计算平均成绩。如果用户输入非数字输入，程序将拒绝，并要求用户继续输入数字。程序发现用户输入了错误内容时，应采取3个步骤：
- 重置
cin错误标记以接受新的输入。 - 删除错误输入。
- 提示用户再输入。
请注意，程序必须先重置cin,然后才能删除错误输入。
#include<iostream>
const int MAX = 5;
int main() {
using namespace std;
double scores[MAX];
cout << "Enter your golf scores(must enter " << MAX << " rounds).\n";
int i = 0;
for ( i = 0; i < MAX; i++)
{
cout << "round #" << (i + 1) << ":"; // 这里不能再用自增，否则i就自增了两次
while (!(cin >> scores[i])) // 如果输入不正确
{
cin.clear(); // 清除错误标志
while (cin.get()!= '\n') // 把非法字符从缓冲区中删除
continue;
cout << "Please enter a number: ";
};
}
cout << "cin.fail() = " << cin.fail() << "，结束循环" << endl;
// 统计总量
cout << "统计总量：\n";
double total = 0;
for (int j = 0; j < i; j++)
{
total += scores[j];
cout << "round #" << (j + 1) << " = " << scores[j] << "\n";
}
cout << "total = " << total << endl;
system("pause");
return 0;
}
核心代码是这块：
while (!(cin >> scores[i])) // 如果输入不正确
{
cin.clear(); // 清除错误标志
while (cin.get()!= '\n') // 把非法字符从缓冲区中删除
continue;
cout << "Please enter a number: ";
};
如果用户输入88，合法输入，cin >> scores[i]表达式为true，则!(cin >> scores[i])表达式为false，将值放到数组中，不进入内部循环；
如果用户输入fdfdff，表达式(cin >> scores[i])为false则表达式!(cin >> scores[i])为true，此时不会将值放入数组中，进入循环。循环的第一条语句使用clear()方法重置输入，如果省略这条语句，程序将拒绝继续读取输入。接下来，程序在循环中使用cin.get()来读取行尾之前的所有字符，从而删除这一行中的错误输入。另一种方法是读取到下一个空白字符，这样将每次删除一个单词，而不是一次删除整行。最后程序告诉用户，应输入一个数字。
6.8 简单文件输入、输出
很多时候直接键盘输入并不是很好的选择，当数据量很大的时候，用得很频繁的时候，让程序直接读取文件获取内容的方式巴适。同时很多时候我们会有保存程序执行结果的需求，把内容直接写出到一个文件夹就非常巴适，而不是打印到控制台。
6.8.1 文本I/O和文本文件
这里再来介绍些文本I/O的概念。使用cin进行输入时，程序将输入视为一系列的字节，其中每个字节都被解释为字符编码。不管目标数据类型是什么，输入一开始都是字符数据。然后，cin对象负责将文本转换为其他类型。
假设有如下输入行：
38.5 15.2
如果是赋值给char类型的变量：
char ch;
cin >> ch;
输入行中的第一个字符被赋给ch。在这里，第一个字符是数字3，其字符编码（二进制）被存储在变
量ch中。输入和目标变量都是字符，因此不需要进行转换。注意，这里存储的不是数值3，而是字符3的编码。执行上述输入语句后，输入队列中的下一个字符为字符8，如此直到遇见结束符。
如果是赋值给int类型的变量：
int n;
cin >> n;
在这种情况下，cin将不断读取，直到遇到非数字字符。也就是说，它将读取3和8，碰到.点停止，并把它作为输入队列中的下个字符。cin通过计算发现，这两个字符对应数值38，因此将38的二进制编码复制到变量n中。
如果是赋值给double类型的变量：
double x;
cin >> x;
在这种情况下，cin将不断读取，直到遇到第一个不属于浮点数的字符。也就是说，cin读取3、8、.和5，遇到空格停止，并把其作为输入队列中的下一个字符。cin通过计算发现，这4个字符对应于数值38.5，因此将38.5的二进制编码（浮点格式）复制到变量x中。
如果是赋值给char类型数组：
char wordk[50];
cin >> word;
在这种情况下，cin将不断读取，直到遇到空白字符。也就是说，它读取3、8、.和5，遇到空格停止，并把其作为输入队列中的下一个字符。然后，cin将这4个字符的字符编码存储到数组word中，并在末尾加上一个空字符。这里不需要进行任何转换。
还有用getline()函数的情况：
char wordk[50];
cin.getline(word,50);
在这种情况下，cin将不断读取，直到遇到换行符。所有字符都将被存储到数组word中，并在末尾加
上个空字符。换行符被丢弃，输入队列中的下一个字符是下一行中的第一个字符。这里不需要进行任何
转换。
6.8.2 写出文本文件
文件输出于文本输出(使用cout对象)类似：
- 必须包含头文件
fstream。 - 头文件
fstream定义了一个用于处理输出的ofstream类。 - 需要声明一个或多个
ofstream变量（对象），。 - 必须指明名称空间
std，例如，为引用元素ofstream,必须使用编译指令using或前缀std::。 - 需要将
ofstream对象与文件关联起来。为此，方法之一是使用open()方法。 - 使用完文件后，应使用
close()方法将其关闭。 - 可结合使用
ofstream对象和操作符>>来输出各种类型的数据。
注意，虽然头文件
iostream提供了一个预先定义好的名为cout的ostream对象，但您必须声明自己的ofstream对象，为其命名，并将其同文件关联起来：ofstream fout; // 声明自己的`ofstream`对象 fout.open("test.txt"); // 通过路径关联对应的文本文件"text.txt" double d = 2131.2; fout << d; // 输出到文件重要的是，声明一个
ofstream对象并将其同文件关联起来后，便可以像使用cout那样使用它。所有可
用于cout的操作和方法（如<<、endl和setf())都可用于ofstream对象。
例子：输入汽车信息，分别输出到控制台和文本文件
#include<iostream>
#include<fstream>
int main() {
using namespace std;
char automobile[50];
int year;
double price_1;
double price_2;
// 声明文件输出流对象
ofstream outFile;
// 关联文本文件，开启输出流
outFile.open("carinfo.txt");
cout << "Enter the make and model of automobile:";
cin.getline(automobile, 50);
cout << "Enter the model year:";
cin >> year;
cout << "Enter the original asking price:";
cin >> price_1;
price_2 = 0.92 * price_1;
// 输出到控制台
cout << fixed; // 以浮点数形式输出
cout.precision(2); // 保留小数点后两位
cout.setf(ios_base::showpoint); // 保留精度，整数也强制显示小数（小数点后的0）
cout << "Make and model:" << automobile << endl;
cout << "Year:" << year << endl;
cout << "Was asking $" << price_1 << endl;
cout << "Now asking $" << price_2 << endl;
// 输出到文本文件
outFile << fixed;
outFile.precision(2);
outFile.setf(ios_base::showpoint);
outFile << "Make and model:" << automobile << endl;
outFile << "Year:" << year << endl;
outFile << "Was asking $" << price_1 << endl;
outFile << "Now asking $" << price_2 << endl;
// 关闭输出流
outFile.close();
return 0;
}
注意
outFile.open("carinfo.txt");
当文本文档carinfo.txt不存在的时候，会新建一个名为carinfo.txt的文本文件。
当文本文档carinfo.txt已经存在的时候，会先截断该文件，即将其长度截短到0，丢弃原有内容，然后将新的输出加入到该文件中。
6.8.3 读取文本文档
- 必须包含头文件
fstream。 - 头文件
fstream定义了个用于处理输入的ifstream类。 - 需要声明一个或多个
ifstream变量（对象），并以自己喜欢的方式对其进行命名，条件是遵守常用
的命名规则。 - 必须指明名称空间
std，例如，为引用元素ifstream,必须使用编译指令using或前缀std:。 - 需要将
ifstream对象与文件关联起来。为此，方法之一是使用open()方法。 - 使用完文件后，应使用
close()方法将其关闭。 - 可结合使用
ifstream对象和操作符<<来读取各种类型的数据。 - 可以使用
ifstream对象和get()方法来读取一个字符，使用ifstream对象和getline()来读取一行
字符。 - 可以结合使用
ifstream和eof()、fail()等方法来判断输入是否成功。 ifstream对象本身被用作测试条件时，如果最后一个读取操作成功，它将被转换为布尔值true,否
则被转换为false.
基础用法：
ifstream inFile; // 声明输入流对象
inFile("test.txt"); // 关联文档
if(inFile.is_open()){ // 确实是否打开文件成功
exit(EXIT_FAILURE);
}
is_open()方法在文件被成功打开的时候返回true，否则返回false。如果编译器不支持，可以用老的方法good()来替代，但是后者没有前者严格。
exit()函数和用于操作系统通信的参数EXIT_FAILURE都定义在cstdlib头文件中
例子：
#include<iostream>
#include<fstream>
int main() {
using namespace std;
ifstream inFile;
inFile.open("carinfo.txt"); // 读取上面程序保存的文本文件
char temp[60];
inFile.getline(temp, 60);
while (inFile.good()) // 没发生错误，非eof
{
cout << temp << endl;
inFile.getline(temp, 60);
}
if (inFile.eof()) // 如果读到了文件结束符
{
cout << "Read Over!" << endl;
}
else
{
cout << "Unknow Error!" << endl;
}
inFile.close();
return 0;
}
参考资料：《C++ Primer Plus》
![[附源码]计算机毕业设计Python的疫苗接种管理系统(程序+源码+LW文档)](https://img-blog.csdnimg.cn/fdb487e744aa4a62a6c01c3bf9aede21.png)
