程序设计基础 · 第3次课 · 第2课时

分支结构（二）
固定选项很多时，怎样写得更清楚？

从脉搏数据计算模块到菜单驱动的健康数据助手

四个固定运算符，都用 `else if` 可以吗？

if (op == '+')
    ...
else if (op == '-')
    ...
else if (op == '*')
    ...
else if (op == '/')
    ...

共同特点：反复比较同一个变量与若干固定值。

案例3 / 脉搏数据助手

当程序有多个功能，
先让用户选择“做什么”

把上一课已有的“记录、判断、计算”功能组织成一个简单菜单，模拟健康数据记录终端的交互方式。

菜单choiceswitchcase

一个程序开始有“多个功能”

脉搏数据助手

记录一次脉搏数据
显示范围提示
比较两次读数
完成简单数据计算

0：退出程序

已有功能

输入一次脉搏数据。
根据区间给出教学提示。
比较两次测量值。
执行简单数据计算。

用户怎样告诉程序：“我现在要做第3项”？

把“功能选择”变成一个整数 `choice`

输入的是一个值，决定的是一条执行路径。

3.1 / switch-case

一个变量对应多个固定值：
用 switch 表达更直接

switchcasebreakdefault

`switch` 先看表达式的值，再找匹配的 `case`

switch (表达式) {
    case 常量1:
        语句段1;
        break;
    case 常量2:
        语句段2;
        break;
    default:
        默认语句段;
        break;
}

switch

看哪个变量/表达式。

case

与哪个固定值匹配。

break

执行完当前分支后离开。

把菜单映射成多条固定路径

choice = 1

choice = 2

choice = 3

choice = 4

其他

switch
(choice)

case 1 → 记录脉搏

case 2 → 状态提示

case 3 → 比较两次数据

case 4 → 数据计算

default → 无效选项

菜单的 `switch` 骨架

int choice;
scanf("%d", &choice);

switch (choice) {
    case 1:
        printf("Record pulse\n");
        break;
    case 2:
        printf("Show range hint\n");
        break;
    case 3:
        printf("Compare two readings\n");
        break;
    case 4:
        printf("Simple calculator\n");
        break;
    case 0:
        printf("Exit\n");
        break;
    default:
        printf("Invalid choice\n");
        break;
}

`case` 用来匹配固定的离散值

适合

case 1:
case 2:
case '+':
case 'A':

固定整数或字符常量。

不适合

case p < 60:
case 60 <= p && p <= 100:

范围判断仍应使用 if-else。

范围判断找 if，固定选项想 switch。

3.2 / break 与贯穿执行

为什么每个 case
后面通常都要有 break？

预测运行解释

如果删掉 `break`，输入 `1` 会输出什么？

switch (choice) {
    case 1:
        printf("Record pulse\n");
    case 2:
        printf("Show range hint\n");
    case 3:
        printf("Compare readings\n");
    default:
        printf("End\n");
}

只输出1行？

输出2行？

一直向后执行？

没有 `break`：会继续向后执行

输入1

找到 case 1
执行case 1
继续执行case 2
继续执行case 3
继续执行default

因此

break;

不是“结束程序”，而是离开当前 switch。

这也是为什么删除一个 break 会改变后续所有输出。

用户输入 `9` 怎么办？

default:
    printf("Invalid choice\n");
    break;

设计意识：菜单不仅要说明“正确选项做什么”，还要定义“其他输入怎么办”。

3.3 / 迁移与结构选择

同一个问题，
什么时候用 if，什么时候用 switch？

范围固定值可读性

运算符也是“一个变量 + 多个固定值”

switch (op) {
    case '+':
        printf("= %.2f\n", value1 + value2);
        break;
    case '-':
        printf("= %.2f\n", value1 - value2);
        break;
    case '*':
        printf("= %.2f\n", value1 * value2);
        break;
    case '/':
        if (value2 != 0)
            printf("= %.2f\n", value1 / value2);
        else
            printf("Divisor cannot be 0!\n");
        break;
    default:
        printf("Unknown operator!\n");
}

同一个程序里可以同时存在 switch 和嵌套的 if。

`if-else` 与 `switch` 各自擅长什么？

问题	更自然的结构	原因
`p < 60`	`if`	范围比较
`60 <= p && p <= 100`	`if`	复合条件
`choice = 1/2/3/4`	`switch`	固定离散选项
`op = '+'/'-'/'*'/'/'`	`switch`	固定字符值

脉搏数据助手的两层选择

第1层：选功能

switch (choice) {
    case 2:
        // 查看状态提示
        ...
}

固定菜单值 → switch

第2层：做区间判断

if (p < 60)
    ...
else if (p <= 100)
    ...
else
    ...

连续范围 → if-else

程序结构不是“二选一”，而是根据问题把不同结构组合起来。

先搭结构，再逐步填充功能

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int choice, p;
    scanf("%d", &choice);

    switch (choice) {
        case 1:
            scanf("%d", &p);
            break;
        case 2:
            scanf("%d", &p);
            if (p < 60)
                printf("Slow pulse\n");
            else if (p <= 100)
                printf("Suitable\n");
            else
                printf("Fast pulse\n");
            break;
        default:
            printf("Invalid choice\n");
    }
    return 0;
}

这里只展示结构骨架；循环菜单将在后续循环结构中继续升级。

只判断“该用什么结构”

问题A

判断脉搏是否小于60。

?

问题B

选择菜单1/2/3/4。

?

问题C

选择 + - * /。

?

A：if　　B：switch　　C：switch（也可用else-if）

第2课时小结

switch：适合“同一个变量匹配多个固定值”。
case：提供可能的入口，不会自动结束。
break：结束当前分支并离开 switch。
default：处理没有匹配任何 case 的情况。
结构选择：范围/复杂条件优先 if，固定离散值优先 switch。
组合：菜单用 switch，菜单内部仍可继续使用 if。