if语句

if/else语句

布尔代数

switch语句

if语句

目前我们写的简单函数中可以有多条语句，但这些语句总是从前到后顺序执行的。除了顺序执行之

外，有时候我们需要检查一个条件，然后根据检查的结果执行不同的后续代码，在 C 语言中可以用

分支语句（ Selection Statement ）实现，比如：

if (x != 0) {
 printf("x is nonzero.\n");
}

其中 x != 0 表示 “x 不等于 0” 的条件，这个表达式称为控制表达式（ Controlling Expression ）如果条

件成立，则 {} 中的语句被执行，否则 {} 中的语句不执行，直接跳到 } 后面。 if 和控制表达式改变了程

序的控制流程（ Control Flow ），不再是从前到后顺序执行，而是根据不同的条件执行不同的语

句，这种控制流程称为分支（ Branch ）。上例中的 != 号表示 “ 不等于 ” ，像这样的运算符有：

关系运算符和相等性运算符

运算符	含义
==	等于
!=	不等于
>	大于
<	小于
>=	大于或等于
<=	小于或等于

注意以下几点：

1.这里的 == 表示数学中的相等关系，相当于数学中的 = 号，初学者常犯的错误是在控制表达式中把== 写成 = ，在 C 语言中 = 号是赋值运算符，两者的含义完全不同。

2.如果表达式所表示的比较关系成立则值为真（ True ），否则为假（ False ），在 C 语言中分别

用 int 型的 1 和 0 表示。如果变量 x 的值是 -1 ，那么 x>0 这个表达式的值为 0 ， x>-2 这个表达式的

值为 1。

3.在数学中a<b<c表示b既大于a又小于c，但作为C语言表达式却不是这样。以上几种运算符都是

左结合的，请读者想一下这个表达式应如何求值。

4.这些运算符的两个操作数应该是相同类型的，两边都是整型或者都是浮点型可以做比较，但

两个字符串不能做比较，在后面我们会介绍比较字符串的方法。

5.==和!=称为相等性运算符（Equality Operator），其余四个称为关系运算符（Relational

Operator ），相等性运算符的优先级低于关系运算符。

总结一下， if (x != 0) { ... } 这个语句的计算顺序是：首先求 x != 0 这个表达式的值，如果值为0 ，就跳过 {} 中的语句直接执行后面的语句，如果值为 1 ，就先执行 {} 中的语句，然后再执行后面的语句。事实上控制表达式取任何非0 值都表示真值，例如 if (x) { ... } 和 if (x != 0) { ...}是等价的，如果 x 的值是 2 ，则 x != 0 的值是 1 ，但对于 if 来说不管是 2 还是 1 都表示真值。

和 if 语句相关的语法规则如下：

语句 → if ( 控制表达式 ) 语句

语句 → { 语句列表}

语句 → ；

在 C 语言中，任何允许出现语句的地方既可以是由 ; 号结尾的一条语句，也可以是由 {} 括起来的若干

条语句或声明组成的语句块（ Statement Block ），语句块和上一章介绍的函数体的语法相同。注意语句块的} 后面不需要加 ; 号。如果 } 后面加了 ; 号，则这个 ; 号本身又是一条新的语句了，在 C 语言中一个单独的; 号表示一条空语句（ Null Statement ）。上例的语句块中只有一条语句，其实没必要写成语句块，可以简单地写成：

if (x != 0)
 printf("x is nonzero.\n");

语句块中也可以定义局部变量，例如：

void foo(void)
{
 int i = 0;
 {
 int i = 1;
 int j = 2;
 printf("i=%d, j=%d\n", i, j);
 }
 printf("i=%d\n", i); /* cannot access j here */
}

和函数的局部变量同样道理，每次进入语句块时为变量 j 分配存储空间，每次退出语句块时释放变

量 j的存储空间。语句块也构成一个作用域，和作用域的分析类似，如果整个源文件是一张

大纸， foo 函数是盖在上面的一张小纸，则函数中的语句块是盖在小纸上面的一张更小的纸。语句

块中的变量 i 和函数的局部变量 i 是两个不同的变量，因此两次打印的 i 值是不同的；语句块中的变

量 j 在退出语句块之后就没有了，因此最后一行的 printf 不能打印变量 j ，否则编译器会报错。语句

块可以用在任何允许出现语句的地方，不一定非得用在 if 语句中，单独使用语句块通常是为了定义

一些比函数的局部变量更 “ 局部 ” 的变量。

if/else语句

if 语句还可以带一个 else 子句（ Clause ），例如：

if (x % 2 == 0)
 printf("x is even.\n");
else
 printf("x is odd.\n");

这里的 % 是取模（ Modulo ）运算符， x%2 表示 x 除以 2 所得的余数（ Remainder ）， C 语言规定 % 运

算符的两个操作数必须是整型的。两个正数相除取余数很好理解，如果操作数中有负数，结果应该

是正是负呢？ C99 规定，如果 a 和 b 是整型， b 不等于 0 ，则表达式 (a/b)*b+a%b 的值总是等于 a，再结表达式讲过的整数除法运算要Truncate Toward Zero，可以得到一个结论： %运算符的结果总是与被除数同号（想一想为什么）。其它编程语言对取模运算的规定各不相同，也有规定结果和除数同号的，也有不做明确规定的。

取模运算在程序中是非常有用的，例如上面的例子判断 x 的奇偶性（ Parity ），看 x 除以 2 的余数是不

是 0 ，如果是 0 则打印 x is even. ，如果不是 0 则打印 x is odd. ，读者应该能看出 else 在这里的作用

了，如果在上面的例子中去掉 else ，则不管 x 是奇是偶， printf("x is odd.\n"); 总是执行。为了

让这条语句更有用，可以把它封装（ Encapsulate ）成一个函数：

void print_parity(int x)
{
 if (x % 2 == 0)
 printf("x is even.\n");
 else
 printf("x is odd.\n");
}

把语句封装成函数的基本步骤是：把语句放到函数体中，把变量改成函数的参数。这样，以后要检

查一个数的奇偶性只需调用这个函数而不必重复写这条语句了，例如：

print_parity(17);
print_parity(18);

if/else 语句的语法规则如下：

语句 → if ( 控制表达式 ) 语句 else 语句

右边的 “ 语句 ” 既可以是一条语句，也可以是由 {} 括起来的语句块。一条 if 语句中包含一条子语句，

一条 if/else 语句中包含两条子语句，子语句可以是任何语句或语句块，当然也可以是另外一

条 if 或 if/else 语句。根据组合规则， if 或 if/else 可以嵌套使用。例如可以这样:

if (x > 0)
 printf("x is positive.\n");
else if (x < 0)
 printf("x is negative.\n");
else
 printf("x is zero.\n");

也可以这样：

if (x > 0) {
 printf("x is positive.\n");
} else {
 if (x < 0)
 printf("x is negative.\n");
 else
 printf("x is zero.\n");
}

现在有一个问题，类似 if (A) if (B) C; else D; 形式的语句怎么理解呢？可以理解成

if (A)
 if (B)
        C;
else
   D;

也可以理解成

if (A)
  if (B)
        C;
  else
        D;

在第 1 节 “ 继续 Hello World” 讲过， C 代码的缩进只是为了程序员看起来方便，实际上对编译器不起

任何作用，你的代码不管写成上面哪一种缩进格式，在编译器看起来都是一样的。那么编译器到底

按哪种方式理解呢？也就是说， else 到底是和 if (A) 配对还是和 if (B) 配对？很多编程语言的语法

都有这个问题，称为 Dangling-else 问题。 C 语言规定， else 总是和它上面最近的一个 if 配对，因此

应该理解成 else 和 if (B) 配对，也就是按第二种方式理解。如果你写成上面第一种缩进的格式就很

危险了：你看到的是这样，而编译器理解的却是那样。如果你希望编译器按第一种方式理解，应该

明确加上 {} ：

if (A) {
 if (B)
   C;
} else
   D;

顺便提一下，浮点型的精度有限，不适合用 == 运算符做精确比较。以下代码可以说明问题:

double i = 20.0;
double j = i / 7.0;
if (j * 7.0 == i)
 printf("Equal.\n");
else
 printf("Unequal.\n");

不同平台的浮点数实现有很多不同之处，在我的平台上运行这段程序结果为 Unequal ，即使在你的

平台上运行结果为 Equal ，你再把 i 改成其它值试试，总有些值会使得结果为 Unequal 。等学习了第 4 节 “ 浮点数 ” 你就知道为什么浮点型不能做精确比较了。

布尔代数

在第 1 节 “if 语句 ” 讲过， a<b<c 不表示 b 既大于 a 又小于 c ，那么如果想表示这个含义该怎么写呢？可

以这样：

if (a < b) {
 if (b < c) {
 printf("b is between a and c.\n");
 }
}

我们也可以用逻辑与（ Logical AND ）运算符表示这两个条件同时成立。逻辑与运算符在 C 语言中写成两个& 号（ Ampersand ），上面的语句可以改写为：

if (a < b && b < c) {
 printf("b is between a and c.\n");
}

对于 a < b && b < c 这个控制表达式，要求 “ a < b 的值非 0” 和 “ b < c 的值非 0” 这两个条件同时成立

整个表达式的值才为 1 ，否则整个表达式的值为 0 。也就是只有两个条件都为真，它们做逻辑与运算

的结果才为真，有一个条件为假，则逻辑与运算的结果为假，如下表所示:

A	B	A AND B
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

这种表称为真值表（ Truth Table ）。注意逻辑与运算的操作数以非 0 表示真以 0 表示假，而运算结果

以 1 表示真以 0 表示假（类型是 int ），我们忽略这些细微的差别，在表中全部以 1 表示真以 0 表示假。C 语言还提供了逻辑或（ Logical OR ）运算符，写成两个 | 线（ Pipe Sign ），逻辑非（ Logical

NOT ）运算符，写成一个 ! 号（ Exclamation Mark ），它们的真值表如下：

A	B	A OR B
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

逻辑或表示两个条件只要有一个为真，它们做逻辑或运算的结果就为真，只有两个条件都为假，逻

辑或运算的结果才为假。逻辑非的作用是对原来的逻辑值取反，原来是真的就是假，原来是假的就

是真。逻辑非运算符只有一个操作数，称为单目运算符（ Unary Operator ），以前讲过的加减乘除、赋值、相等性、关系、逻辑与、逻辑或运算符都有两个操作数，称为双目运算符（Binary

Operator ）。

关于逻辑运算的数学体系称为布尔代数（ Boolean Algebra），以它的创始人布尔命名。在编程语

言中表示真和假的数据类型叫做布尔类型，在 C 语言中通常用 int 型来表示，非 0 表示真， 0 表示假[ 6 ] 。布尔逻辑是写程序的基本功之一，程序中的很多错误都可以归因于逻辑错误。以下是一些布尔代数的基本定理，为了简洁易读，真和假用1 和 0 表示， AND 用 * 号表示， OR 用 + 号表示（从真值表可以看出AND 和 OR 运算确实有点像乘法和加法运算）， NOT 用 ¬ 表示，变量 x 、 y 、 z 的值可能是0 也可能是 1 。