一、前言

  本文作者是从 2007 年开始学 C语言 的，不久又接触了C++，基本就是 C/C++ 技术栈写了 14 年的样子，不算精通，但也算差强人意。著有《夜深人静写算法》系列，且承诺会持续更新，直到所有算法都学完。主要专攻 高中 OI 、大学 ACM、 职场 LeetCode 的全领域算法。由于文章中采用 C/C++ 的语法，于是就有不少读者朋友反馈语言层面就被劝退了，更何况是算法。
  于是，2021 年 06 月 12 日，《光天化日学C语言》 应运而生。这个系列文章主要服务于高中生、大学生以及职场上想入坑C语言的志同道合之人，希望能给祖国引入更多编程方面的人才，并且让自己的青春不留遗憾！
  这一章的主要内容是 条件判定语句，即 if else 语句。

二、人物简介

• 第一位登场的就是今后会一直教我们C语言的老师 —— 光天。
  
• 第二位登场的则是今后会和大家一起学习C语言的没什么资质的小白程序猿 —— 化日。
  

三、语句

1、简单语句

[^_^]:
* 在前面的章节中，我们了解了各种运算符和表达式的用法，而在表达式的最后加上一个分号，它就成了语句。

• 例如：a = 6是一个赋值表达式，而a = 6;则代表一个赋值语句。
• 如下代码所示：

#include <stdio.h>
int main() {
    int a = 1;                // (1)
    int b = ++a;              // (2)
    int c = a + b;            // (3)
    printf("%d\n", a, b, c);  // (4)
    return 0;                 // (5)
}

• 以上就是五条简单语句。

2、复合语句

• 将一些简单语句用一对{和}括起来，就构成了一个复合语句。复合语句的作用和单个简单语句分开写是一致的，有时候也叫程序块。并且，花括号的后面不需要跟分号。
• 如下代码所示：

#include <stdio.h>
int main() {
    {
        int a = 1;                // (1)
        int b = ++a;              // (2)
        int c = a + b;            // (3)
        printf("%d\n", a, b, c);  // (4)
    }
    return 0;                     // (5)
}

• 这段代码和上面那段代码的执行结果是一致的。
• 并且是按照顺序一条一条执行下来的。但是有些时候，我们期望达到的结果，并不是顺序结构就能满足的，我们需要引入一些更加多样化的结构，比如 分支结构（或者可以叫 选择结构）。
• 这一章，我们就来学习一下 C语言 中实现分支结构的判断语句 if - else。
  

四、if - else 语句

1、if - else 常规语法

• if - else 语句用于条件判定，它的语法如下：

    if (表达式)
        语句1
    else
        语句2

这个语句在执行时，先计算 表达式 的值：
  1）如果 表达式 的值 非零，则执行 语句1；
  2）如果 表达式 的值 为零，则执行 语句2；

• 例如，下面的代码：

#include <stdio.h>
int main() {
    int n;
    scanf("%d", &n);
    if(n % 2 == 1)
        printf("%d 是奇数！", n);
    else 
        printf("%d 是偶数！", n);
    return 0;
} 

• n % 2 == 1是由算术运算符%和关系运算符==组成的表达式，它的含义是 $n$ 模 2 的值是否为 1。如果为 1 即表达式成立，则输出 $n$ 是奇数，否则输出 $n$ 是偶数。
• 这就是最简单的 if - else 语句了。

2、加上花括号

• 这时候，如果我们想要在判断奇偶性之后，做一些更加复杂的事情，比如：当 $n$ 为奇数的时候，将 $n$ 乘上 3，再减去 4；当 $n$ 为偶数的时候，将 $n$ 减去 5，再乘上 6；我们就可以用到上文中所说的复合语句了。代码实现如下：

#include <stdio.h>
int main() {
    int n;
    scanf("%d", &n);
    if(n % 2 == 1) 
    {
        n *= 3;
        n -= 4;
    }
    else 
    {
        n -= 5;
        n *= 6;
    }
    return 0;
} 

• 这一下就多出了好多行，对于屏幕不够大的小伙伴，这样的写法就很别扭。所以，我们可以将左花括号{放在条件判断的后面，并且将 else放在右花括号}的后面。因为 C语言 对空格和换行不是很敏感，得到代码如下：

#include <stdio.h>
int main() {
    int n;
    scanf("%d", &n);
    if(n % 2 == 1) {
        n *= 3;
        n -= 4;
    } else {
        n -= 5;
        n *= 6;
    }
    return 0;
} 

3、表达式的省略语法

• 对表达式，我们可以对写法进行简化，例如下面两种写法是等价的：

    if (表达式)
        语句1
    else
        语句2

    if (表达式 != 0)
        语句1
    else
        语句2

• 所以，上面的代码，可以改成：

#include <stdio.h>
int main() {
    int n;
    scanf("%d", &n);
    if(n % 2) {            // (1)
        n *= 3;
        n -= 4;
    } else {
        n -= 5;
        n *= 6;
    }
    return 0;
} 

• $(1)$ 这是唯一的一行区别，因为n % 2 == 1等价于n % 2 != 0，等价于n % 2。

4、else 可选

[^_^]:
* 当然，其中 else 部分是可选的；

• 所以也可以表示成：

    if (表达式)
        语句

• 例如，当 $n$ 为奇数的时候需要打印出 $n$ 的值，为偶数时什么都不用干，就可以这么写：

#include <stdio.h>
int main() {
    int n;
    scanf("%d", &n);
    if(n % 2) {
        printf("%d\n", n);
    }
    return 0;
} 

五、else - if 语句

1、else - if 常规语法

• 在 C语言中，我们经常会遇到多路判断结构，语法如下：

    if (表达式1)
        语句1
    else if(表达式2)
        语句2
    else if(表达式3)
        语句3
    else if(...)
        ...
    else
        语句n

• 这种语句是编写多路判断的常用方法，其中每个表达式会按照顺序进行依次求值，一旦某个表达式的结果为真，就会进入它对应的语句进行执行，并且对于后面所有的else if后的表达式 和 语句 都不会进行计算了。
• 而最后一个else表示的则是 “上述条件均不成立” 的情况，当然，如果不需要处理这种情况，也是可以省略的。
  

【例题1】通过输入字符，判断它的类型：
  1）如果是数字，输出串 “number”；
  2）如果是大写字母，输出串 “upper letter”；
  3）如果是小写字母，输出串 “lowwer letter”；

• 我们可以用 if - else 和 else - if 语句将这个问题组合出来。代码实现如下：

#include <stdio.h>
int main(){
    char c;
    c = getchar();
    if(c >= '0' && c <= '9')
        printf("number\n");
    else if(c >= 'A' && c <= 'Z')
        printf("upper letter\n");
    else if(c >= 'a' && c <= 'z')
        printf("lowwer letter\n");
    else
        printf("other\n");
    return 0;
}

• 需要用到一些 ASCII 相关的知识，如果存疑，可以参见这篇文章：光天化日学C语言（07）- ASCII码 。

六、嵌套 if 语句

1、嵌套 if 语句常规语法

• 这个概念比较简单，就是把之前的 if - else 语句的 语句1 替换成一个新的 if 语句，就形成了嵌套，如下：

    if (表达式1) {
        if(表达式2)
            语句1
    } else
        语句n

2、else 的匹配问题

• 对于一个语句里面有多个if，但是只有一个else时，这个else到底是和哪个if匹配的，我们通过一个例子来说明。代码如下：

#include <stdio.h>
int main() {
    int a = 1, b = 2;
    if(a)                   // (1)   
        if(a > b)           // (2)
           printf("a > b\n");
    else                    // (3)
        printf("a == 0\n");
    return 0;
}

• 想想看，这段代码输出的是什么？

• 是的，运行结果应该为：

a == 0

• 为什么不是什么都不输出呢？
• 主要原因还是因为我们被缩进给骗了。C语言中的缩进是不能改变语义的，所以这段代码实际应该是这样的：

#include <stdio.h>
int main() {
    int a = 1, b = 2;
    if(a)                   // (1)   
        if(a > b)           // (2)
            printf("a > b\n");
        else                // (3)
            printf("a == 0\n");
    return 0;
}

• 也就是 $(3)$的else，是匹配的 $(2)$的if，不是匹配 $(1)$的if；
• 结论：else与最近的前一个没有与else匹配的if匹配。所以怕产生歧义的最好办法，就是多加{}。

通过这一章，我们学会了：
  1）if else 语句的用法；
  2）else if 语句的用法；

• 希望对你有帮助哦 ~ 祝大家早日成为 C 语言大神！

课后习题

• 【第04题】给定 a 和 b，问 a 能否被 b 整除 | if 语句的运用

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