程序设计基础 · 第2次课 · 第2课时

C语言综述（二）
如何让程序作出判断？

从成绩奖金计算规则到 if-else 单分支结构

上节课的程序还缺什么？

已掌握：顺序结构

按顺序计算成绩平均分：

avg = (a + b) / 2.0;

新需求：条件分支

根据成绩不同，采用不同的计算公式。

程序如何根据条件选路径？

本课核心：先理清判断规则，再写条件分支。

第2课时学习目标

知识目标

掌握关系运算符（<, >, <=, >=, ==, !=）
理解单分支 if-else 的语法与执行流程
理解条件真/假的判断逻辑

能力目标

能将现实分类规则转化为 if-else 条件表达式
掌握临界值/边界点测试方法（如 $x=54, 55, 56$）
能识别常见易错点（如 == 写成 =、误加分号）

2.4 / 关系运算与判断条件

比较两个值的大小，
决定程序的走向

关系运算符比较逻辑真与假

现实问题：成绩奖金计算算法

规则要求

根据成绩发放奖金，规定：

当成绩 $x < 55$ 时：
奖金 $y = x \times 1.5$
当成绩 $x \ge 55$ 时：
奖金 $y = (x + 5) \times 1.5$

分析特征

这就是典型的二选一分支：

判断依据是：成绩是否小于 55？

关系运算符：比较两个值

数学含义	C语言表达式	说明
小于 55	`x < 55`	触发基础奖金计算 ($y = x \times 1.5$)
大于等于 55	`x >= 55`	触发激励奖金计算 ($y = (x+5) \times 1.5$)
小于等于 100	`x <= 100`	小于或等于关系
等于 55	`x == 55`	`==` 表示相等判断（注意区别于赋值 `=`）
不等于 0	`x != 0`	不等于关系比较

条件的“真”与“假”

判断结果

表达式 x < 55 计算后只有两种结果：

真（True）：满足条件（如 $x = 50$）
假（False）：不满足条件（如 $x = 60$）

C语言数值规则

在 C 语言内部：

逻辑假用数值 0 表示
逻辑真用非零数值（通常为 1）表示

关系比较的常见陷阱

陷阱一：把 `==` 误写成 `=`

if (x = 55)  /* 错误！这是赋值语句 */

把 55 赋值给 x，表达式结果恒为真！

if (x == 55) /* 正确：比较是否相等 */

陷阱二：数学连等直接照搬

if (0 <= x <= 100) /* 错误！ */

C语言不会按数学逻辑连续比较！

正确写法：单条件分支逐步拦截。

2.5 / 单分支结构

if-else 语句：二选一路径

ifelse语法结构流程图

if-else 语句基本语法

语法格式


if (条件表达式) {
    /* 条件为真时执行的语句 */
} else {
    /* 条件为假时执行的语句 */
}

执行流程

首先计算括号内的条件表达式
若结果为真，执行 if 后的代码块
若结果为假，执行 else 后的代码块
分支执行完毕，汇合继续向下

成绩奖金计算完整代码


#include <stdio.h>

int main(void)
{
    double x, y;
    printf("请输入原始成绩: ");
    scanf("%lf", &x);

    if (x < 55) {
        y = x * 1.5;
    } else {
        y = (x + 5.0) * 1.5;
    }

    printf("计算所得奖金: %.1f\n", y);
    return 0;
}

单分支逻辑流程图

流程特点解析

入口只有一个：读取输入数据 $x$
决策节点：判断条件 x < 55
两条独立分支，互斥执行（只走一条路径）
出口只有一个：输出计算所得奖金 $y$

代码规范：花括号与缩进

良好的书写习惯

哪怕分支内只有一行代码，也始终加上 { }
花括号内的代码保持统一 Tab/空格缩进
if 和 else 对齐，结构清晰

避免“悬挂 else”隐患

省略花括号容易造成逻辑看错和对齐错觉。

加花括号是防止 Bug 的最简单有效习惯！

2.6 / 程序测试与边界验证

边界点测试：
确保程序临界判断精准

边界测试54/55/56测试用例

为什么要重点测试边界？

常见错误集中在临界点

程序员最容易把 < 55 错写成 <= 55。

普通测试值（如 20 或 80）无法暴露边界处的符号写错问题！

临界点确定

条件为 x < 55 时，临界数据刚好是 55。

我们需要取：临界点本身、刚好小于临界点、刚好大于临界点。

临界点测试设计：54、55、56

测试输入 $x$	匹配条件	执行公式	预期输出奖金 $y$
`54` (小于55)	`x < 55` (真)	`54 * 1.5`	`81.0`
`55` (临界点)	`x < 55` (假)	`(55 + 5) * 1.5`	`90.0`
`56` (大于等于55)	`x < 55` (假)	`(56 + 5) * 1.5`	`91.5`

思考：如果错误把代码写成 if (x <= 55)，输入 55 时计算出的奖金会变成多少？

单分支典型错误：分号陷阱

错误：if 条件后面误加分号


if (x < 55); {  /* 注意末尾的分号！ */
    y = x * 1.5;
}

分号代表“空语句”，导致 if 结束！后方的 `{ }` 会无条件执行！

总结口诀

if 括号后面不要随手打分号！

分号放在具体语句的结尾，而不是条件判断句之后。

边界测试与陷阱小结

测试要点总结

临界值测试（如 54, 55, 56）是验证 < 与 <= 符号准确性的关键。
必须用程序输出结果与手算预期结果逐一比对。

语法陷阱防御

严禁在 if (条件) 括号后直接随手写分号！
严格区分相等比较 == 与赋值符号 =。

2.7 / 数据输入与类型

scanf 详解：
整数与浮点数输入

scanffloatdouble%d / %f / %lf

scanf 格式占位符与数据类型

常用数据类型与占位符

类型说明	C语言关键字	scanf 占位符	printf 占位符
整型	`int`	`%d`	`%d`
单精度浮点型	`float`	`%f`	`%f`
双精度浮点型	`double`	`%lf`	`%f` / `%.2f`

输入原理

scanf 按照占位符指示的格式，从键盘读取数据并写入变量所对应的内存地址。

注意：必须使用 & 取地址符传递变量存储地址！

单精度 float 与双精度 double 的区别

内存占用与精度对比

特性	float (单精度)	double (双精度)
占用内存	4 字节 (32 位)	8 字节 (64 位)
有效数字	约 6 ~ 7 位数字	约 15 ~ 17 位数字
scanf 占位符	`%f`	`%lf` (不可省略 l)

开发建议

在 C 语言程序设计中，涉及小数计算时，推荐优先选用 double 类型。

它能大幅降低浮点数累计误差，且在现代 CPU 上运算效率极高。

代码演进：从整数到浮点数输入

整数版本 (int)


int x;
scanf("%d", &x);
if (x < 55) {
    y = x * 1.5;
}

缺点：无法输入带有小数的成绩（如 54.5 分）。

浮点数版本 (double)


double x, y;
scanf("%lf", &x);
if (x < 55) {
    y = x * 1.5;
}

优点：精准支持小数输入与高精度奖金计算。

scanf 输入浮点数易错点

易错点一：double 类型混用 %f


double x;
scanf("%f", &x);  /* 错误！scanf 中 double 必须用 %lf */

会导致内存数据截断或未定义解析错误！

易错点二：遗漏 & 取地址符


double x;
scanf("%lf", x);  /* 错误！未加 & 传递地址 */

程序运行时会导致非法内存写入崩溃（Segmentation Fault）！

2.8 / 常用数学函数

C语言标准数学库：
头文件 <math.h> 与常用函数

<math.h>sqrtfabspowexp / log

引入数学库 <math.h>

引入方式

在源程序顶部加入预处理指令：

#include <math.h>

该头文件声明了标准数学运算相关函数的函数原型。

适用场景

当需要完成超出加减乘除基本运算符的复杂数学计算（如求根号、绝对值、次方等）时使用。

常用数学函数一览表

函数原型	功能说明	数学对应	示例与结果
`double sqrt(double x)`	求平方根	$\sqrt{x}$	`sqrt(9.0)` $\to$ `3.0`
`double fabs(double x)`	求浮点数绝对值	$\|x\|$	`fabs(-5.5)` $\to$ `5.5`
`double pow(double x, double y)`	求 $x$ 的 $y$ 次方	$x^y$	`pow(2.0, 3.0)` $\to$ `8.0`
`double exp(double x)`	求 $e$ 的 $x$ 次方	$e^x$	`exp(1.0)` $\to$ `2.71828...`
`double log(double x)`	求自然对数	$\ln(x)$	`log(2.7182818)` $\to$ `1.0`

示例代码：数学函数的应用


#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main(void)
{
    double x = 16.0, a = -7.5;

    printf("sqrt(16.0) = %.2f\n", sqrt(x));    /* 输出: 4.00 */
    printf("fabs(-7.5) = %.2f\n", fabs(a));    /* 输出: 7.50 */
    printf("pow(2, 3)   = %.2f\n", pow(2.0, 3.0)); /* 输出: 8.00 */
    return 0;
}

第2课时全课小结

关系运算符：<, >, <=, >=, ==, != 用于条件判断。
if-else 结构：实现二选一单分支，代码必须注意 {{ }} 规范。
边界点测试：测试临界值（如 54, 55, 56）确保分支判断精准。
scanf 数据输入：理解 int (%d)、float (%f)、double (%lf) 格式占位符与取地址符 &。
数学库 <math.h>：熟练使用 sqrt、fabs、pow、exp、log 等常用数学函数。