分支控制：if 语句

if 语句

控制流语句允许我们根据条件来选择程序执行路径，这也被称为分支语句或选择语句。其中if语句是最常用的一种，形式如下：

if (表达式)
    语句

如果表达式求值为真，就执行语句；否则，跳过该语句，向下执行。

if (1 < 2)              // 1<2 为true
    printf("1<2\n");    // 打印 1<2
printf("here");         // if语句结束，打印 here

if (1 > 2)              // 1>2 为false
    printf("1>2\n");    // 跳过不执行
printf("here");         // if语句结束，打印 here

在下面的示例中，要注意是，空字符串""求值也为真！

#include <stdio.h>

int main()
{
    char a = 'a';
    char b = 'b';

    if (3 > 2)
        printf("3 > 2\n");

    if (a < b)
        printf("a < b\n");

    if (1 && -1)
        printf("1 && -1\n");

    if ("hello")
        printf("hello\n");

    if ("")
        printf("empty string\n");

    if ((a == b) || 1)
        printf("(a == b) || 1\n");

    if (0)
        printf("0\n");

    return 0;
}

复合语句

复合语句是使用一对花括号"{}"组织起来的单条或多条语句的集合；也被称为语句块或代码块。复合语句在文法上相当于单条语句，这表示if的语句部分可以是复合语句，很多时候，使用复合语句使得我们的意图能被正确表达。下面的程序中，我们希望当swap为真时，交换a、b的值，代码在编排上的意图很明显，但是却不能达成目标。

int a = 1, b = 2;
int temp = -1;

if (swap)
    temp = a;
    a = b;
    b = temp;

语句temp = a;构成了if的唯一语句，之后的语句不管if成立与否都会执行，这可以通过使用复合语句解决。

if (swap)
{
    temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

示例中我们将if语句部分缩进了一些字符（4个空格）；下面未缩进的代码依然是正确的，但代码缩进后的排版使得程序的可读性更好。

if (true)
printf("true");

if (1)
{
printf("happy!");
printf("happy!");
}

if-else 语句

if 语句仅提供了在表达式为真时的逻辑处理，为了处理条件不成立的情形，可以通过 if-else 语句实现。

if (表达式)
    语句1
else
    语句2

语句执行时，先计算表达式的值，为真则执行语句1；否则执行语句2。

if (2 > 3)                      // 表达式求值为假
    printf("2 > 3\n");          // 语句1不执行
else
    printf("2 < 3\n");          // 执行语句2

在语法上，else关键字之前只能有一条语句，下面的代码在语法上导致else不能与if匹配，造成错误。

if (true)
    printf("true");
    printf("woo....");
else
    printf("false");

这时可以使用复合语句来表达正确的含义，记得，复合语句在语法上等价于单条语句。

if (true)
{
    printf("true");
    printf("woo....");
}
else
{
    printf("false");
}

这里，else分支中只有一条语句，花括号不是必须的，但加上之后，使得对应关系更明确。

else-if 语句

if-else 语句表达了真与假两种状态的分支处理，一些情况下可能有一系列相关的状态需要分支处理，这可以通过为if语句增加else-if子句来实现。

if (表达式)
    语句
else if (表达式)
    语句
else if (表达式)
    语句
else
    语句

这种if语句序列是编写多路判定的常用方法。其中的各表达式将被依次求值，一旦某个表达式结构为真，则执行与之关联的语句，并终止整个语句序列的执行。最后一个else部分用于处理“上述条件均不成立”的情况或默认情况，也就是当上面各条件都不满足时的情形。有时候并不需要针对默认情况执行显示的操作，这种情况下，else子句部分可以省略。

下面的程序，使用多路判定的方式，将考试成绩转换为对应的等级：成绩74分，匹配了else if (score >= 70 && score < 80)部分，因此打印出了等级"C"，然后整个if语句结束，程序流向return 0;语句处。

#include <stdio.h>

int main()
{
    int score = 74;
    printf("score: %d  ==> grade: ", score);

    if (score >= 90 && score <= 100)
        printf("A");
    else if (score >= 80 && score < 90)
        printf("B");
    else if (score >= 70 && score < 80)
        printf("C");
    else if (score >= 60 && score < 70)
        printf("D");
    else
        printf("E");

    return 0;
}

if 语句嵌套

如果认为if语句是基石，那么if-else语句、else-if语句都是对它的扩展，我们将它们统称为if语句。if语句自身就是一个语句，所以if语句的语句部分可以是if语句，读起来有些拗口，但实则很简单。图中带星号的语句扩展为一个级联if或if-else语句。

if (表达式)         if (表达式)                 if (表达式)
    *语句 =====扩展=====>if (表达式)                 if (表达式)
                        *****语句==========扩展=========>*if (表达式)
                                                        *****语句
                                                        *else
                                                        *****语句

当if语句嵌套 if-else 子句后，else总是与最近的if相匹配。在下面的代码中，我对if与else做了编号并连线，#3与最近的if配对；#2则与第2个if配对；#1并没有与之配对的else语句。

if (1)                          // #1
    if (2)                      // #2-----------+
        if (3)                  // #3----+      |
            printf("3");                 |      |
        else                    // #3----+      |
            printf("else-3");                   |
else                            // #2-----------+
    printf("else-?")

这里故意让#2的else部分#1的if对齐，但在程序的执行路径上，它们并不匹配。对于这种嵌套的if语句，良好的编码实践就是使用缩进与花括号，清晰的表达我们的意图。

if (1)
{
    if (2)
    {
        if (3)
            printf("3");
        else
            printf("else-3")
    }
    else
    {
        printf("else-2");
    }
}

练习

1 编写if语句使它成立，但语句部分什么都不做。

2 编写一个根据游戏玩家等级而随机产生不同怪物数量的模拟程序。

3 编写一个嵌套if语句。