C语言探索之旅 | 第一部分第六课：条件表达式

-- 简书作者 谢恩铭 转载请注明出处

第一部分第六课：条件表达式

上一课C语言探索之旅 | 第一部分第五课：运算那点事结束后，今天我们来学习《条件表达式》。

这一课和下一课《循环语句》很关键（你就说哪课不关键吧...），希望大家和我一起认真学习。

在之前的课程中，我们已经知道世界上有很多编程语言，有些相互之间很类似，其中不少都受了C语言的启发。

事实上，C语言是很早之前被发明的（1972年左右），比我都年长了好十几岁，所以它也成了很多近代编程语言的参考模板。

我们说编程语言相似，是说他们都汲取了它们的前辈的编程基础。

说到编程基础，那就有很多了。其中，我们已经学过的有：变量，运算。这一课我们来学习条件表达式。

if…else条件表达式

简单来说，条件表达式使我们可以测试变量。

打个比方，我们可以这样说：

假如变量的值等于10，那就执行什么什么操作。

如果C语言里面不能做“等于”的判断，那该多可惜啊。我们还要做“小于”，“大于”，“大于等于”，“小于等于”，“不等于”的判断。

不必担心，C语言都为您预备好了。

为了学习if…else语句，我们准备按照下面的顺序来进行：

1. 预先需要了解的几个符号

2. if语句

3. else语句

4. else…if语句

5. 多个条件

6. 一些需要避免的错误

在我们学习写if…else表达式前，须要先了解几个基本符号，这些符号对于实现条件判断是必不可少的。

几个需要了解的符号

下表列出了C语言中需要用心记住的几个符号

判断“等于”需要两个等号（==）！
一个很常见的错误是只写一个等号，在C语言中一个等号和两个等号不是一个含义。
一个等号是表示赋值，两个等号才是判断是否相等。

单一的if语句

逻辑是这样的：

如果 变量的值是这样
则 执行如下操作

所以单一的if语句是这样写的：

1. 先写一个if

2. 接着写一个括号()，在这个括号中写条件

3. 接着写一个大括号{}，在大括号中写在()中条件为真时所要执行的操作

格式如下：

if (/* 条件 */)
{
// 如果条件为真，所要执行的操作
}

我们把上面注释的地方换成实际的代码，来写一个程序测试一下：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
  int age = 20;

  if (age >= 18)
  {
    printf ("你成年了!\n");
  }

  return 0;
}

解释：

int age = 20;

首先定义一个int型的变量，名字是age（英语： 年龄），值为20。

if语句的括号()中的条件是 age >=18，意思是“假如age的值大于或等于18”。

if语句的大括号{}中的语句是

printf ("你成年了!\n");

就是说当age的值大于或等于18时，显示“你成年了!”这句话。

因为程序中变量age的值是20, 大于18，所以条件为真，所以程序运行起来后显示：

你成年了!

如果我们把变量age的值改为12，再次运行程序，什么也没显示，因为12小于18，所以 age >= 18 这个条件不为真，不执行大括号里的printf语句

唠叨一下代码的格式

假如上面的代码我们写成这样：

if(age>=18){printf("你成年了!");}

程序也是可以正确运行的，但是非常不推荐这样的代码格式！

如果我们的程序没有空行，没有空格，不缩进，都写在一行里，那将会使代码非常难以阅读。

所以从一开始学习编程就请养成良好的编码习惯，不然以后写一些大型程序，别人根本不知道怎么阅读你的代码，你也会迷失在自己的代码里。

推荐看林锐老师的《高质量C++/C 编程指南》一书，里面有提到编码规范，可以去网上下载PDF。

当然每个程序员的代码风格都不一样，但是我们推荐大家遵从本系列课程中的代码格式，因为是比较通用的编码格式。

else语句

现在你知道怎么写单一的if语句了，那当条件为假时，我们要电脑也执行对应的操作怎么办呢？对了，此时就轮到else关键字出场了。

但是else语句一定要跟if语句配合才能使用，独立的else语句是不可用的！

至于关键字，是电脑语言里事先定义的，有特别意义的标识符，有时又叫保留字，是有特别意义的变量。
C语言有不少关键字，比如int，float，char，double，if，else，等，暂时我们不多涉及，可以去了解一下。
之前关于变量的那一课，变量的命名，其实忘记讲了一点： 变量的名字不要跟关键字重名

所以一个完整的 if...else 语句的格式是：

if (/* 条件 */)
{
  // 条件为真的时候，所要执行的操作
}
else // 如果上面()里的条件为假
{
  // 条件为假的时候，所要执行的操作
}

再用之前测试年龄的例子，来写一下实际的程序

if (age >= 18) // 如果age变量的值大于或等于18
{
  printf ("你成年了!");
}
else // 如果age变量的值小于18
{
  printf ("你还未成年，可以任性!");
}

如果age的值大于或等于18，则打印“你成年了!”；如果age的值小于18，则打印“你还未成年，可以任性!”。

else...if语句

上面我们学习了如何用单一的if语句，以及if...else语句

其实除了“假如...”（if语句）和“否则...”（else语句），还有else...if（“又假如”）语句，用于在if语句的条件不为真时对其他的情况的判断，else…if语句放在if语句和else语句之间。

逻辑是这样的：

如果变量值为A，则执行if对应操作

如果变量值不为A，而为B，则执行else...if对应操作
如果变量值不为A也不为B，则执行else对应操作

我们也用一个实例来看一下if，else…if和else合在一起用的情况：

if (age >= 18)  // 如果age（英语：年龄）变量的值大于或等于18
{
  printf ("你成年了 !");
}
else if ( age > 4 )  // 如果age小于18但是大于4
{
  printf ("还好你不是太年幼");
}
else // 如果age小于或等于4
{
  printf ("mama, guagua, blablabla...");  // 儿语，听不懂
}

流程是这样的：

1. 首先判断第一个if语句中的括号里的表达式，如果为真，则执行第一个大括号里的语句。

2. 如果if的条件不为真，则接着判断else…if语句的括号里的表达式，如果为真，则执行对应的大括号里面的语句。

3. 如果if和else…if里的表达式都为假，则无需再判断，直接执行else语句的大括号里的命令。

在完整的条件语句块中，else…if和else语句不是必须的，但是必须要有一个if语句。

我们可以写任意多的else…if语句，但是if语句和else语句则都是最多有一个。

else后面是没有括号()的，但是if和else…if后面都有括号，也就是都包含判断条件，应该不难理解吧，很合乎逻辑。

多个条件

我们也可以在条件语句的括号()中测试多个条件表达式。

例如，你想要测试这个人的年龄是不是介于18岁和25岁之间，就需要两个条件表达式来判断了。

为了达成我们的目的，我们需要用到新的符号：

本来其实上表中的几个应该也叫做：与，或，非。但为什么叫“逻辑与”，“逻辑或”和“逻辑非”呢？

那是因为之后我们还会学到 &，| 等符号，称为“按位或”和“按位与”。暂时不用知道什么意思，之后会学到。

逻辑与

如果我们要做上面提到过的年龄的判断，则需要用逻辑与：

if (age > 18 && age < 25)

两个 & 号连在一起表示逻辑与，就是说当两边的表达式都为真时，括号中的整个表达式才为真，所以这里只有当age大于18并且小于25的情况下，括号里的表达式才为真。

逻辑或

为了做逻辑或判断，我们则要用到两个 | 符号。逻辑或只要其两边的两个表达式有一个为真，整个表达式就为真。我承认这个符号在键盘上不容易输入。

假设我们现在要写一个程序，目的是判断一个人是不是够资格开设银行账户。

众所周知，要开一个银行账户，申请人不能太年幼（我们假定需要大于20岁）或者有很多钱（有钱任性嘛，即使是10岁小孩，也得让他开户）。

所以我们的程序是像以下这样：

if (age > 20 || money > 150000)
{
  printf("欢迎来到**银行 !");
}
else
{
  printf("我还不够资格，悲催啊 !");
}

所以这个测试只有当申请人年龄大于20岁或者拥有超过15万现金时，才让其开户。

逻辑非

我们最后要看的符号是感叹号，表示“取反”，加在表达式之前。

如果表达式为真，那么加上感叹号则为假；如果表达式为假，那么加上感叹号则为真。就是跟你“唱反调”。

例如：

if (!(age < 18))

上面的表达式表示“假如已经成年”（不小于18岁）。

当然，逻辑与和逻辑或可以连用，甚至多个一起用，例如：

if ((age > 18 && age < 25) || age < 4)

一些容易犯的错误

== 号

不要忘了之前讲过的 == （两个等号）是用于判断是否相等。例如：

if (age == 18)
{
  printf ("你刚成年 !");
}

上例中如果错把 == （两个等号）写成了 = （单个等号），那后果很严重，表达式就变成 age = 18了。

单个等号是赋值，所以age变为18，整个表达式的值变为18，就起不到判断的作用了。

一种避免这样错误的写法是“18 == age”，这样如果我们漏写了一个等号，变成“18 = age”，那编译器会报错，因为常量（18）不能做左值。

关于左值和右值，可以去搜索网上的资料，简单来说“位于赋值运算符两侧的两个值，左边的就叫左值，右边的就叫右值”。

多余的分号（;）

还有一个经常会犯的错误是：在if的括号或者else...if的括号后面多加了一个分号，如下：

if (age == 18); // 注意这个分号，本来不应该出现的
{
  printf ("你刚好成年");
}

上面的代码实际上相当于

if (age == 18)
{
  ;
}
{
  printf ("你刚好成年");
}

看到没有，分号就相当于if语句的大括号里的执行语句，而 ; 是空语句，什么也不执行。

我们原先想让其在age等于18时执行的printf语句却成了一个必定会被执行的语句，不论age的值是不是等于***括号是可以把多个语句集合起来的分隔区域，可以拿掉大括号再来理解）。

可能有点晕，好好多看几遍代码。

布尔值，条件语句的核心

我们现在更加深入地来看if...else条件语句。事实上，条件表达式（这里指括号里的表达式）在其内部是做了布尔值的判断。

布尔类型英语叫boolean，是只能取“真”或者“假”的一种变量类型。

事实上，在其他的一些编程语言，如Java，C++，C#中，本身定义了boolean类型，只能有两个值，true（真）和false（假）。

但是C语言没有定义boolean类型，怎么办呢？

不用担心，C语言把零作为假，非零的一切值都算为真

我们可以做几个小测试来加深理解：

if (1)
{
  printf("真!");
}
else
{
  printf("假!");
}

以上代码执行结果是显示：

真!

可以把1换成非零的任意int型整数：5，9，13，-2，448等等，结果都会显示：

真!

if (0)
{
  printf("真!");
}
else
{
  printf("假!");
}

以上代码执行结果是显示：

假!

所以C语言中只有0是假，其他非零的值都被看作真。这就是C语言的“布尔类型”，因为C语言没有定义真正的布尔值类型。

必要的一些解释

事实上，每当你在条件表达式里做判断时，如果表达式是真的，则整个表达式的值是1；如果是假的，则整个表达式的值为0。

例如：

if (age >= 18)

假如age的值为25，是大于等于18的，那么 age >= 18这个表达式的值为真，电脑其实会把它替换为1。

假如age的值为15，是小于18的，那么 age >= 18这个表达式的值为假，电脑其实会把它替换为0。

用变量来测试一下：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[]) {
  int age = 25;
  int adult = 0;

  adult = age >= 18;

  printf("adult的值是 : %d\n", adult);

  return 0;
}

运行，显示：

adult的值是 : 1

如果age为15，则显示：

adult的值是 : 0

这里的adult其实已经是一个C语言中的“布尔值”了。

switch语句

我们刚学的if...else类型的条件语句是最常用的。

但是C语言还给出了if...else语句的一个替代语句：switch语句。

因为，有时候，当我们的条件判断很多时，就会感觉冗余。例如下面的代码：

if (age == 2)
{
  printf("宝宝，你好 !");
}
else if (age == 6)
{
  printf("小朋友，你好 !");
}
else if (age == 12)
{
  printf("少年，你好 !");
}
else if (age == 16)
{
  printf("青少年，你好 !");
}
else if (age == 18)
{
  printf("成年人，你好 !");
}
else if (age == 67)
{
  printf("爷爷，你好 !");
}
else
{
  printf("对你的年龄我还没有对应的问候方式");
}

之前我们也说过，程序员（IT工作者）是很懒惰的，他们不喜欢做重复，单调的工作。

因此，为了避免重复写一些代码，他们发明了新的switch语句。

以下展示了用switch语句改写的上面那个if...else语句的例子：

switch (age)
{
  case 2:
    printf("宝宝，你好 !");
    break;
  case 6:
    printf("小朋友，你好 !");
    break;
  case 12:
    printf("少年，你好 !");
    break;
  case 16:
    printf("青少年，你好 !");
    break;
  case 18:
    printf("成年人，你好 !");
    break;
  case 67:
    printf("爷爷，你好 !");
    break;
  default:
    printf("对你的年龄我还没有对应的问候方式 ");
    break;
}

switch语句虽然没有if...else语句那么常用，但是对于判断情况很多的条件语句，用switch是不是可以少写不少代码呢，而且程序也一目了然，比较清晰。

switch语句的格式

• 首先，写switch这个关键字，接着写一个括号，括号里面是要判断的变量

• case加上变量可能的取值，再加一个冒号，再加上对应取值时的操作，再加上一个break;

要注意：case后面的值只能是整型或字符型的常量或常量表达式

• default负责处理除了各个case以外的情况

• 多个case就相当于if...else语句里的if和else...if

• default相当于if...else语句里的else

想想看，switch语句是不是很像我们去饭店用餐：

服务员拿了一个酒水单给你，上面有好多饮料，就像好多个case后面的取值，你点一种饮料，服务生就去给你拿对应的饮料，这个操作就像case的冒号后面的语句。

假如你什么都不要，说：还是给我来杯水吧，那服务生就只能给你拿一杯水了，就相当于default。

每个 case 语句的结尾绝对不要忘了加 break，否则将导致多个分支重叠（除非有意使多个分支重叠）。

假如上例中我们少写了一个break;，看看会变成怎样：

int age = 2；

switch (age)
{
  case 2:
    printf("宝宝，你好 !\n");
    // 这里我们没有写 break;
  case 6:
    printf("小朋友，你好 !\n");
    break;
  case 12:
    printf("少年，你好 !");
    break;
  case 16:
    printf("青少年，你好 !");
    break;
  case 18:
    printf("成年人，你好 !");
    break;
  case 67:
    printf("爷爷，你好 !");
    break;
  default:
    printf("对你的年龄我还没有对应的问候方式 ");
    break;
}

上面的代码，当age的值为2的时候，显示的内容是：

宝宝，你好 !
小朋友，你好 !

很奇怪吧，这是因为没有break，程序就不跳出switch的大括号，而继续执行，“穿透”了case 6，虽然age的值是2，不等于6，但是也执行了case 6对应的语句

printf("小朋友，你好 !\n"); 

因为case 6的执行语句后面加了break，所以程序执行完

printf("小朋友，你好 !\n");

就跳出了switch语句。当然有时候也有故意不加break，使得多个情况做同一个操作的，例如：

switch (age)
{
  case 2:
  case 6:
  case 12:
  case 16:
    printf("未成年人，你好 !");
    break;
  case 18:
    printf("成年人，你好 !");
    break;
  case 67:
    printf("爷爷，你好 !");
    break;
  default:
    printf("对你的年龄我还没有对应的问候方式 ");
    break;
}

上面的代码，当age的值为2或6或12或16时，都会执行

printf("未成年人，你好 !");

是不是也很妙呢？

break关键字的作用不仅于此（用于跳出switch语句），在下一课《循环语句》中我们会更深入学习break的作用。

还有要注意的是：最后必需使用 default 分支。
虽然default不加其实也不会报错，但即使程序真的不需要 default 处理，也应该保留语句，这样做并非画蛇添足，可以避免让人误以为你忘了 default 处理。
要把 default 子句用于检查真正的默认情况。

稍微有点晕？没关系，让我们用一个更完整的例子来加深对switch语句的理解：

假设你到了一个饭店，服务员给你看当日菜单：

【
=== 菜单 ===

1. 北京烤鸭
2. 锅包肉
3. 地三鲜
4. 梅菜扣肉

您的选择是？

】

然后根据你的选择做出不同反应。应该怎么写呢？希望不要看答案，先自己写代码试试。

下面给出完整的示例程序：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
  int choiceMenu;

  printf("=== 菜单 ===\n\n");
  printf("1. 北京烤鸭\n");
  printf("2. 锅包肉\n");
  printf("3. 地三鲜n");
  printf("4. 梅菜扣肉\n");
  printf("\n您的选择是 ? ");
  scanf("%d", &choiceMenu);

  printf("\n");

  switch (choiceMenu)
  {
    case 1:
      printf("您选了北京烤鸭。这是本店的招牌菜 !");
      break;
    case 2:
      printf("您选了锅包肉。您是东北人吧?知道宋佳吗?她最喜欢吃锅包肉了!");
      break;
    case 3:
      printf("您选了地三鲜。实惠好吃，就是油有点多.");
      break;
    case 4:
      printf("您选了梅菜扣肉。嗯，那个味道很棒!");
      break;
    default:
      printf("您没有选择餐单上的数字，难道您要饿肚子吗 ?");
      break;
  }

  printf("\n");

  return 0;
}

以上代码可以根据用户输入的不同数字做出相应的应答。

三元表达式：精简的条件语句

除了if...else语句和switch语句，还有第三种条件语句，比switch更少用。

我们称其为 三元表达式。

更确切地说，其实它就是一个if...else的变体，只不过我们把它写在一行里了。

因为实例总比长篇的解释来得更清晰易懂，所以我们用两个例子来说明。

这两个例子的功能相同，只不过第一个使用if...else语句，第二个使用三元表达式。

假设我们有一个布尔类型的变量adult，当“成年”时它的值为真（1），当“未成年”时它的值为假（0）。

我们还有一个int型变量age，要根据adult的值来改变age变量的值，下面先给出if...else的实现：

if (adult)
  age = 18;
else
  age = 17;

注意：上例中我把if和else对应的大括号给去掉了，在只有一句执行语句的时候，去掉大括号是可以的，两句或以上就须要加上大括号了。
不过其实按照良好的代码习惯，应该无论如何都加上大括号。

上例用三元表达式实现则是这样：

age = (adult) ? 18 : 17;

三元表达式使我们可以只用一行代码来根据条件改变变量的值。

问号表示首先判断adult是不是真值，如果是真，则取问号后面的18，将18赋给age；如果为假，取冒号后面的17，将17赋给age。

这里的问号就有点像if的条件判断，冒号就像else。

事实上，三元表达式并不是那么常用，因为它会使代码变得难读，特别是当判断条件多且复杂的时候。

总结

1. 条件表达式是所有编程语言的基础内容，使电脑能够根据变量的值做出相应决定。

2. 关键字“if”，“else...if”，“else”意味着“假如”，“又假如”，“否则”，我们可以写多个“else...if”。

3. 布尔变量是一种特殊的变量，它只有两种状态： 真（1）和假（0）(实际上，所有非零的整数值都被看作真)，我们用整数类型int来储存布尔变量的值，因为C语言其实没有定义布尔变量这种类型，而是用整数值来代表；像Java，C#等语言就定义了布尔类型。

4. switch语句是if...else语句的一个可用替换，在有多个else...if的情况下，建议使用switch代替if...else语句，能使代码更易阅读。

5. 三元表达式（xx ? xx : xx）是精简的条件语句，但是我们要谨慎使用，因为它会让代码不那么易读。

第一部分第七课预告

今天的课就到这里，一起加油咯。

下一次我们学习 C语言探索之旅 | 第一部分第七课：循环语句