第6章 分支語句和邏輯運算符

說明

看《C++ Primer Plus》時整理的學習筆記，部分內容完全摘抄自《C++ Primer Plus》（第6版）中文版，Stephen Prata 著，張海龍 袁國忠譯，人民郵電出版社。只做學習記錄用途。

• 說明
• 6.1 if 語句
  • 6.1.1 if 語句
  • 6.1.2 if else 語句
  • 6.1.3 多層 if else 結構
• 6.2 邏輯運算符
  • 6.2.1 邏輯 OR 運算符：||
  • 6.2.2 邏輯 AND 運算符：&&
  • 6.2.3 邏輯 NOT 運算符：!
  • 6.2.4 邏輯運算符的優先順序以及另一種表示方式
• 6.3 字元函數庫 cctype
• 6.4 條件運算符
• 6.5 switch 語句
• 6.6 break 和 continue 語句
• 6.7 讀取數字的迴圈
• 6.8 簡單文件輸入/輸出
  • 6.8.1 寫入到文本文件
  • 6.8.2 讀取文本文件

本章介紹分支語句、條件運算符和邏輯運算符。

6.1 if 語句

6.1.1 if 語句

if語句的語法和while相似：

if (test-expression)
{
    statements;
}

和迴圈測試條件一樣，if測試條件也將被強制轉換為bool值，如果test-expression（測試條件）為true，則程式將執行statements（語句），如果測試條件為false，則程式將跳過語句。

通常將測試條件variable == value寫為反轉形式value == variable，用以捕獲將相等運算符 == 誤寫為賦值運算符 = 的錯誤，例如將 x == 3寫為 3 == x。

6.1.2 if else 語句

if語句讓程式決定是否執行特定的語句或語句塊，而if else語句則讓程式決定執行兩條語句或語句塊中的哪一條，if else語句的通用格式如下：

if (test-expression)
{
    statements1;
}
else
{
    statements2;
}

如果測試條件為true或非零，則程式將執行statements1，跳過statements2；如果測試條件為false或零，則程式將跳過statements1，執行statements2。

6.1.3 多層 if else 結構

將一個if else包含於另一個if else的else語句中，可得到多層條件分支語句，通常將其寫為如下易於閱讀的形式：

if (test-expression1)
{
    statements1;
}
else if (test-expression2)
{
    statements2;
}
else
{
    statements3;
}

如果測試條件test-expression1為true或非零，則程式將執行statements1，跳過statements2與statements3；如果測試條件test-expression1為false或零且測試條件test-expression2為true或非零，則程式將執行statements2，跳過statements1與statements3；如果測試條件test-expression1與test-expression2都為false或零，則程式將跳過statements1與statements2，執行statements3。

6.2 邏輯運算符

C++ 提供了三種邏輯運算符，分別是邏輯 OR（||）、邏輯 AND（&&）和邏輯 NOT（!）。

6.2.1 邏輯 OR 運算符：||

C++ 可以採用邏輯 OR 運算符（||）將兩個表達式組合在一起，如果原來表達式中的任何一個或全部都為true（或非零），則得到的表達式的值為true，否則，表達式的值為false。C++ 規定，||運算符是個順序點，其左邊的子表達式優先於右邊的子表達式，如果左側的表達式為true，則 C++ 不會去判定右側的表達式。expr1 || expr2的值如下表所示：

6.2.2 邏輯 AND 運算符：&&

C++ 採用邏輯 AND 運算符（&&）將兩個表達式組合在一起，當且僅當原來的兩個表達式都為true（或非零）時，則得到的表達式的值為true，否則，表達式的值為false。&&運算符是個也是個順序點，其左邊的子表達式優先於右邊的子表達式，如果左側的表達式為false，則 C++ 不會去判定右側的表達式。expr1 && expr2的值如下表所示：

邏輯 AND 運算符（&&）通常用於設置取值範圍，例如：age >= 35 && age < 50。

6.2.3 邏輯 NOT 運算符：!

邏輯 NOT 運算符（!）將它後面的表達式的真值取反。!expr的值如下表所示：

6.2.4 邏輯運算符的優先順序以及另一種表示方式

C++ 邏輯 OR 和邏輯 AND 運算符的優先順序都低於關係運算符，但邏輯 NOT 運算符的優先順序高於所有關係運算符和算術運算符，邏輯 AND 運算符的優先順序高於邏輯 OR 運算符。

//邏輯OR優先順序低於關係運算符，以下兩種方式等價
x > 5 || x < -5
(x > 5) || (x < -5)

//邏輯AND優先順序低於關係運算符，以下兩種方式等價
x > 5 && x < 10
(x > 5) && (x < 10)
    
//邏輯NOT優先順序高於所有關係運算符和算術運算符，以下兩種方式等價
!x > 5		//值總為false
(!x) > 5
    
//邏輯AND優先順序高於邏輯OR，以下兩種方式等價
age > 30 && age < 45 || weight > 300
(age > 30 && age < 45) || (weight > 300)

並不是所有的鍵盤都提供了用作邏輯運算符的符號，因此 C++ 標準提供了另一種表示方式（C++ 保留字），如下表所示。當 C 語言程式包含頭文件 iso646.h後，也可以使用對應邏輯運算符的另一種表示方式。

6.3 字元函數庫 cctype

C++ 從 C 語言繼承了一個與字元相關的、非常方便的函數庫cctype，它可以簡化諸如確定字元是否為大寫字母、數字、標點符號等工作。例如，測試字元ch是否是字母字元有以下兩種方式，但顯然第二種方式更簡潔：

//方式一：使用關係運算符以及邏輯運算符
if ((ch >= 'a' && ch <= 'z') || (ch >= 'A' && ch <= 'Z'))

//方式二：使用cctype庫中的isalpha()函數
if (isalpha(ch))

下表列出了cctype庫中常用的函數：

表中的isxxxxx()函數的返回類型為int，而不是bool，但通常自動bool轉換能將它們視為bool類型。

6.4 條件運算符

條件運算符（?:）常被用來代替if else語句，它是 C++ 中唯一一個需要三個操作數的運算符，該運算符的通用格式如下：

//條件運算符寫成的條件表達式
expression1 ? expression2 : expression3

如果expression1為true，則整個條件表達式的值為expression2的值，否則，整個條件表達式的值為expression3的值。

//條件表達式應用實例：令c等於a,b中的最大值
int c = a > b ? a : b;

條件表達式可以嵌套使用，例如expression2或expression3為另一個條件表達式。

6.5 switch 語句

相比於if else語句，C++ 的switch語句更適合多選擇分支的結構。

//switch 語句的通用格式
switch (integer-expression)
{
    case label : statement(s)
    case labe2 : statement(s)
    case labe3 : statement(s)
    ...
    default    : statement(s)
}

執行到switch語句時，程式將跳到使用integer-expression值標記的那一行。因此，integer-expression必須是一個結果為整數值的表達式，另外，每個標簽都必須是整數常量表達式。最常見的標簽是int或char常量，也可以是枚舉量。如果integer-expression不與任何標簽匹配，則程式將跳到標簽為default的那一行。default標簽是可選的，如果其被省略，而又沒有匹配的標簽，則程式將跳出switch語句，執行switch語句後面的部分。

註意：程式跳到switch中特定代碼行後，將依次執行之後的所有語句，包括其後所有標簽對應的語句，除非有明確的其他指示（比如使用break跳出switch）。

6.6 break 和 continue 語句

break和continue語句都使程式能夠跳過部分代碼。可以在switch語句或任何迴圈中使用break語句，使用break語句後，程式將跳出switch語句或迴圈，如果break語句在多層迴圈的內部，則break將跳出包含它且離他最近的那一層迴圈。continue語句用於迴圈中，可以讓程式跳過當前迴圈體中餘下的代碼，並開始新一輪迴圈。

//運行到break時，跳出while，執行statement3
while (cin.get(ch))
{
    statement1;
    if (ch == '\n')
        break;
    statement2;
}
statement3;

//運行到continue時，跳過剩餘的statement2，進入while測試條件，開始新一輪迴圈
while (cin.get(ch))
{
    statement1;
    if (ch == '\n')
        continue;
    statement2;
}
statement3;

和 C 語言一樣，C++ 也有 goto語句，但應儘量不使用使用goto語句。下麵的語句將跳到使用paris:作為標簽的位置：

//運行到goto時直接跳到指定標簽處
char ch;
cin >> ch;
if (ch == 'P')
    goto paris;
statements;
paris: cout << "goto here!";

goto只能在函數體內跳轉，不能跳到函數體外，goto多用於深度嵌套迴圈中一次性跳出多層內部迴圈，這是break無法做到的。

6.7 讀取數字的迴圈

可以使用cin輸入表達式的值來檢測輸入是不是數字，當程式發現用戶輸入了錯誤內容時，應按順序採取 3 個步驟：

1. 重置cin以接受新的輸入。
2. 刪除錯誤輸入。
3. 提示用戶再輸入。

//通過輸入初始化數組
const int MAX = 10;
int arr[MAX];
for (int i = 0; i < MAX; i++)
{
    cout << "輸入第" << i+1 << "個數字:";
    while (!(cin >> arr[i]))
    {
        //重置cin
        cin.clear();
        
        //刪除錯誤輸入
        while (cin.get() != '\n')
            continue;
        
        //提示用戶再輸入
        cout << "請輸入一個數字";
    }
}

6.8 簡單文件輸入/輸出

文件讀寫需包含頭文件fstream。

6.8.1 寫入到文本文件

//創建對象並關聯文件
ofstream outFile;
outFile.open(filename);

//判斷是否打開成功
if (!outFile.is_open())
{
    exit(EXIT_FAILURE);
}

//寫入，類似cout用法
outFile << "Hello World";

//用完關閉
outFile.close();

其中的filename可以是一個字面字元串，還可以是存儲在數組中的字元串（C-風格字元串）。

6.8.2 讀取文本文件

//創建對象並關聯文件
ifstream inFile;
inFile.open(filename);

//判斷是否打開成功
if (!inFile.is_open())
{
    exit(EXIT_FAILURE);
}

//工具變數
double value;
double sum = 0.0;

//讀取文件:方式一
while (inFile >> value)
{
    sum += value;
}

//讀取文件:方式二
inFile >> value;
while (inFile.good())
{
    sum += value;
    inFile >> value;
}

//輸出結果
cout << "sum = " << sum;

//確定停止讀取的原因
if (inFile.eof())
    cout << "到達文件尾";
else if (inFile.fail())
    cout << "數據類型不匹配";
else
    cout << "未知原因";

//用完關閉
inFile.close();

本文作者：木三百川

本文鏈接：https://www.cnblogs.com/young520/p/16637822.html

版權聲明：本文系博主原創文章，著作權歸作者所有。商業轉載請聯繫作者獲得授權，非商業轉載請附上出處鏈接。遵循署名-非商業性使用-相同方式共用 4.0 國際版 (CC BY-NC-SA 4.0)版權協議。