第三章：让程序学会判断——分支结构
你好！欢迎来到第三章！在前两章，我们学会了让计算机输入、输出和计算。但程序只会按顺序执行，就像一条直线。如果想让程序根据不同情况做出不同反应，就需要用到分支结构。这一章我们会学习如何让程序“动脑筋”，根据条件决定做什么。就像你在生活中，如果下雨就带伞，如果晴天就去公园，程序也可以这样！
3.1 if语句¶
3.1.1 if语句程序范例¶
最简单的判断就是：如果……就……。看看这个程序，它判断你的年龄是否满18岁。
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int age;
cout << "请输入你的年龄：";
cin >> age;
if (age >= 18) {
cout << "你已经成年了！" << endl;
}
cout << "程序结束。" << endl;
return 0;
}
运行结果示例1（输入20）：
请输入你的年龄：20
你已经成年了！
程序结束。
运行结果示例2（输入15）：
请输入你的年龄：15
程序结束。
3.1.2 if语句的用法¶
if 语句的格式：
if (条件) {
// 条件为真时执行的语句
}
- 条件：通常是一个比较表达式，比如
age >= 18，score == 100。条件的结果要么是真（true），要么是假（false）。 - 如果条件为真，就执行大括号
{}里的代码；如果为假，就跳过这些代码，继续执行后面的语句。 - 如果大括号里只有一条语句，可以省略大括号，但初学者建议都加上，避免出错。
比较运算符¶
| 运算符 | 含义 | 例子 |
|---|---|---|
== |
等于 | a == b |
!= |
不等于 | a != b |
> |
大于 | a > b |
< |
小于 | a < b |
>= |
大于等于 | a >= b |
<= |
小于等于 | a <= b |
注意：判断是否相等要用两个等号
==，一个等号=是赋值，千万不能搞混！
3.1.3 编程实例讲解¶
实例1：判断奇偶数¶
题目：输入一个整数，如果它是偶数，就输出“偶数”。
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int num;
cout << "请输入一个整数：";
cin >> num;
if (num % 2 == 0) { // 能被2整除就是偶数
cout << num << " 是偶数" << endl;
}
return 0;
}
实例2：判断是否及格¶
题目：输入一门课的成绩（0-100），如果大于等于60，输出“及格”。
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int score;
cout << "请输入成绩：";
cin >> score;
if (score >= 60) {
cout << "恭喜，及格了！" << endl;
}
return 0;
}
3.1.4 阶段性编程练习¶
- 练习1：输入一个整数，如果它是负数，输出“这是一个负数”。
- 练习2：输入一个整数，如果它能被5整除，输出“能被5整除”。
- 练习3：输入一个字符，如果它是大写字母（’A’到’Z’），输出“大写字母”。（提示：字符比较可以用
ch >= 'A' && ch <= 'Z'，但逻辑运算符还没学，可以先不练，或者用后面知识。） - 练习4：输入两个整数，如果第一个数大于第二个数，输出“第一个数更大”。
3.2 if…else语句¶
3.2.1 if…else程序范例¶
if 只能处理条件为真的情况，但如果条件为假也想做点什么，就需要 if...else，就像“如果……就……否则……”。
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int age;
cout << "请输入你的年龄：";
cin >> age;
if (age >= 18) {
cout << "你已经成年了，可以看电影！" << endl;
} else {
cout << "你还未成年，需要家长陪同。" << endl;
}
return 0;
}
运行示例（输入15）：
请输入你的年龄：15
你还未成年，需要家长陪同。
3.2.2 if…else语句的用法¶
格式：
if (条件) {
// 条件为真时执行的代码
} else {
// 条件为假时执行的代码
}
if和else是成对出现的。- 条件为真，执行
if后面的代码块；条件为假，执行else后面的代码块。 - 两者只会执行其中一个。
3.2.3 编程实例讲解¶
实例3：判断奇偶，输出不同信息¶
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int num;
cout << "请输入一个整数：";
cin >> num;
if (num % 2 == 0) {
cout << num << " 是偶数" << endl;
} else {
cout << num << " 是奇数" << endl;
}
return 0;
}
实例4：判断是否通过考试¶
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int score;
cout << "请输入成绩：";
cin >> score;
if (score >= 60) {
cout << "通过考试！" << endl;
} else {
cout << "未通过，继续努力！" << endl;
}
return 0;
}
3.2.4 阶段性编程练习¶
- 练习1：输入一个整数，判断它是否大于0，输出“正数”或“非正数”（包括0和负数）。
- 练习2：输入一个年份，判断它是否是闰年。闰年条件：能被4整除但不能被100整除，或者能被400整除。（提示：条件较复杂，可以先留到学了逻辑运算再做，或者直接给出条件。）
- 练习3：输入一个整数，判断它是否是7的倍数，输出相应信息。
- 练习4：输入两个整数，输出较大的那个数。
3.3 分支的嵌套¶
3.3.1 分支嵌套程序范例¶
有时候，我们需要在一个判断里面再做判断，就像“如果下雨，就带伞；如果雨很大，就穿雨衣”。这就是分支嵌套。
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int score;
cout << "请输入你的成绩：";
cin >> score;
if (score >= 60) {
cout << "及格了！";
if (score >= 90) {
cout << "而且成绩优秀！" << endl;
} else {
cout << "继续加油！" << endl;
}
} else {
cout << "不及格，要努力了！" << endl;
}
return 0;
}
运行示例（输入95）：
及格了！而且成绩优秀！
3.3.2 分支嵌套的用法¶
- 在
if或else的代码块里，可以再放其他的if...else语句。 - 嵌套的层数不要太多，否则代码会变得难读。一般两层就够用了。
注意：else 总是和它上面最近的 if 配对。为了避免混乱，一定要用好大括号 {}。
3.3.3 编程实例讲解¶
实例5：根据分数评定等级¶
题目：输入成绩（0-100），输出等级：
- 90-100：优秀
- 80-89：良好
- 70-79：中等
- 60-69：及格
- 0-59：不及格
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int score;
cout << "请输入成绩：";
cin >> score;
if (score >= 60) {
if (score >= 90) {
cout << "优秀" << endl;
} else if (score >= 80) { // 这里用了else if，是多重选择，但也可以嵌套
cout << "良好" << endl;
} else if (score >= 70) {
cout << "中等" << endl;
} else {
cout << "及格" << endl;
}
} else {
cout << "不及格" << endl;
}
return 0;
}
这个例子其实混合了嵌套和
else if，我们会在下一节正式学习多重选择。
实例6：判断三个数中的最大值¶
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int a, b, c;
cout << "请输入三个整数：";
cin >> a >> b >> c;
if (a >= b) {
if (a >= c) {
cout << "最大值是：" << a << endl;
} else {
cout << "最大值是：" << c << endl;
}
} else {
if (b >= c) {
cout << "最大值是：" << b << endl;
} else {
cout << "最大值是：" << c << endl;
}
}
return 0;
}
3.3.4 阶段性编程练习¶
- 练习1：输入三个整数，输出最小值。（参考上面的最大值）
- 练习2：输入一个年份，判断它是否是闰年，并输出对应的信息。如果是闰年，再判断它是否是世纪闰年（能被400整除）。
- 练习3：输入一个整数x，求分段函数的值：
- 当 x > 0 时，y = 2x + 1
- 当 x = 0 时，y = 0
- 当 x < 0 时，y = x - 1
输出y的值。 - 练习4：模拟自动售货机：输入金额（整数），如果金额大于等于商品价格（比如5元），则输出“购买成功”，并找零；否则输出“金额不足”。（可以嵌套判断，比如金额足够时再判断是否恰好等值）
3.4 多重选择分支¶
3.4.1 多重选择分支程序范例¶
当有多个条件需要依次判断时，可以用 if...else if...else 结构。就像成绩分等级一样。
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int score;
cout << "请输入成绩：";
cin >> score;
if (score >= 90) {
cout << "优秀" << endl;
} else if (score >= 80) {
cout << "良好" << endl;
} else if (score >= 70) {
cout << "中等" << endl;
} else if (score >= 60) {
cout << "及格" << endl;
} else {
cout << "不及格" << endl;
}
return 0;
}
3.4.2 多重选择分支的用法¶
格式：
if (条件1) {
// 条件1为真执行
} else if (条件2) {
// 条件1为假且条件2为真执行
} else if (条件3) {
// 条件1、2为假且条件3为真执行
} else {
// 所有条件都为假执行
}
- 程序从上往下判断，遇到第一个为真的条件，就执行对应的代码块，然后跳出整个
if...else if...else结构。 - 最后的
else是可选的，表示所有条件都不满足时做什么。
3.4.3 编程实例讲解¶
实例7：根据月份判断季节¶
题目：输入月份（1-12），输出对应的季节：
- 3-5月：春季
- 6-8月：夏季
- 9-11月：秋季
- 12,1,2月：冬季
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int month;
cout << "请输入月份：";
cin >> month;
if (month >= 3 && month <= 5) {
cout << "春季" << endl;
} else if (month >= 6 && month <= 8) {
cout << "夏季" << endl;
} else if (month >= 9 && month <= 11) {
cout << "秋季" << endl;
} else if (month == 12 || month == 1 || month == 2) {
cout << "冬季" << endl;
} else {
cout << "月份输入错误" << endl;
}
return 0;
}
实例8：简单的计算器（加减乘除）¶
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
double a, b;
char op; // 运算符
cout << "请输入表达式（如 3 + 5）：";
cin >> a >> op >> b;
if (op == '+') {
cout << a + b << endl;
} else if (op == '-') {
cout << a - b << endl;
} else if (op == '*') {
cout << a * b << endl;
} else if (op == '/') {
if (b != 0) {
cout << a / b << endl;
} else {
cout << "除数不能为0" << endl;
}
} else {
cout << "不支持的运算符" << endl;
}
return 0;
}
3.4.4 阶段性编程练习¶
- 练习1：输入一个整数，判断它是正数、负数还是零。
- 练习2：输入一个0-6的数字，输出对应的星期几（0代表星期日，1代表星期一，以此类推）。
- 练习3：输入一个年份和月份，输出该月的天数（考虑闰年2月）。
- 练习4：编写一个程序，根据用户输入的消费金额，计算折扣后的应付金额：
- 满100元打9折
- 满200元打8折
- 满300元打7折
- 其他情况无折扣
3.5 switch语句¶
3.5.1 switch语句程序范例¶
当判断的条件是整型或字符型的固定值时，用 switch 语句更清晰。比如根据数字输出星期几。
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int day;
cout << "请输入星期几（1-7）：";
cin >> day;
switch (day) {
case 1:
cout << "星期一" << endl;
break;
case 2:
cout << "星期二" << endl;
break;
case 3:
cout << "星期三" << endl;
break;
case 4:
cout << "星期四" << endl;
break;
case 5:
cout << "星期五" << endl;
break;
case 6:
cout << "星期六" << endl;
break;
case 7:
cout << "星期日" << endl;
break;
default:
cout << "输入错误，请输入1-7之间的数字" << endl;
}
return 0;
}
3.5.2 switch语句的用法¶
格式：
switch (表达式) {
case 常量1:
语句;
break;
case 常量2:
语句;
break;
...
default:
语句;
}
- 表达式的结果必须是整型（int、char等），不能是浮点型或字符串。
- case 常量：常量必须是固定的值，不能是变量。
- 程序会找到与表达式值相等的
case，然后从那里开始执行，直到遇到break或switch结束。 break用来跳出switch，如果不写break，会继续执行下一个case的代码（这叫做“穿透”）。default是可选的，当所有case都不匹配时执行。
3.5.3 编程实例讲解¶
实例9：根据成绩等级给出评语¶
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
char grade;
cout << "请输入成绩等级（A、B、C、D）：";
cin >> grade;
switch (grade) {
case 'A':
cout << "优秀，继续努力！" << endl;
break;
case 'B':
cout << "良好，再接再厉！" << endl;
break;
case 'C':
cout << "中等，要加油！" << endl;
break;
case 'D':
cout << "及格边缘，需加强！" << endl;
break;
default:
cout << "无效等级" << endl;
}
return 0;
}
实例10：简易四则运算（用switch）¶
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
double a, b;
char op;
cout << "请输入表达式（如 3+5）：";
cin >> a >> op >> b;
switch (op) {
case '+':
cout << a + b << endl;
break;
case '-':
cout << a - b << endl;
break;
case '*':
cout << a * b << endl;
break;
case '/':
if (b != 0)
cout << a / b << endl;
else
cout << "除数不能为0" << endl;
break;
default:
cout << "不支持的运算符" << endl;
}
return 0;
}
3.5.4 阶段性编程练习¶
- 练习1：输入一个数字1-12，输出对应的月份英文名（January, February…）。
- 练习2：输入一个字符，判断它是元音字母（a, e, i, o, u，包括大小写）还是辅音字母。（提示：多个case可以共用一段代码，比如
case 'a': case 'e': ...） - 练习3：模拟一个简单的菜单：
- 输入1：显示“开始游戏”
- 输入2：显示“加载存档”
- 输入3：显示“退出游戏”
- 其他：显示“无效选项” - 练习4：输入两个整数和一个运算符（+、-、*、/、%），用switch完成运算。
3.6 逻辑运算¶
3.6.1 逻辑运算程序范例¶
有时候一个条件需要多个判断组合，比如“成绩在80到90之间”需要同时满足大于等于80且小于等于90。这就需要逻辑运算符。
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int score;
cout << "请输入成绩：";
cin >> score;
if (score >= 80 && score <= 90) { // 并且
cout << "成绩良好" << endl;
}
if (score < 60 || score > 100) { // 或者
cout << "成绩异常" << endl;
}
if (!(score >= 60)) { // 非
cout << "不及格" << endl;
}
return 0;
}
3.6.2 逻辑运算的用法¶
| 运算符 | 名称 | 含义 | 例子 |
|---|---|---|---|
&& |
与 | 两边都为真，结果才为真 | a>0 && a<10 |
|| |
或 | 两边至少一个为真，结果为真 | a==0 || b==0 |
! |
非 | 取反，真变假，假变真 | !(a>b) |
优先级：! 最高，然后是 &&，最后是 ||。可以用括号改变顺序。
真值表（简单理解）¶
true && true→truetrue && false→falsefalse && true→falsefalse && false→falsetrue || true→truetrue || false→truefalse || true→truefalse || false→false!true→false!false→true
3.6.3 编程实例讲解¶
实例11：判断闰年（用逻辑运算）¶
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int year;
cout << "请输入年份：";
cin >> year;
if ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0)) {
cout << year << " 是闰年" << endl;
} else {
cout << year << " 不是闰年" << endl;
}
return 0;
}
实例12：判断三角形类型¶
题目：输入三条边长，判断是否能构成三角形，如果能，是等边、等腰还是普通三角形。
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
double a, b, c;
cout << "请输入三条边长：";
cin >> a >> b >> c;
// 三角形条件：任意两边之和大于第三边
if (a + b > c && a + c > b && b + c > a) {
if (a == b && b == c) {
cout << "等边三角形" << endl;
} else if (a == b || a == c || b == c) {
cout << "等腰三角形" << endl;
} else {
cout << "普通三角形" << endl;
}
} else {
cout << "不能构成三角形" << endl;
}
return 0;
}
3.6.4 阶段性编程练习¶
- 练习1：输入一个整数，判断它是否同时满足：能被3整除，且能被5整除。
- 练习2：输入三个整数，判断它们是否都相等。
- 练习3：输入一个字符，判断它是否是大写字母或小写字母。
- 练习4：输入一个年份和月份，判断该月有多少天（使用逻辑运算处理闰年2月）。
3.7 第3章编程作业¶
恭喜你学完了分支结构！来挑战几个综合题目吧。
作业1：简单的猜拳游戏¶
编写程序，让用户输入剪刀（0）、石头（1）、布（2），电脑随机出拳（用 rand() % 3），判断胜负并输出结果。提示：需要随机数种子 srand(time(0))。
作业2：个人所得税计算器¶
输入月收入（整数），计算应缴个人所得税。假设税率如下：
- 不超过3000元的部分，税率3%
- 超过3000至12000元的部分，税率10%
- 超过12000至25000元的部分，税率20%
- 超过25000元的部分，税率25%
输出应缴税额（保留两位小数）。比如月收入10000，计算方法是：30003% + (10000-3000)10% = 90 + 700 = 790元。
作业3：日期合法性判断¶
输入年、月、日，判断这个日期是否合法（考虑闰年2月天数）。
作业4：求解一元二次方程¶
输入一元二次方程的系数 a, b, c（a≠0），计算判别式 Δ = b² - 4ac，根据Δ的情况输出根：
- Δ > 0：两个不同的实根
- Δ = 0：两个相等的实根
- Δ < 0：无实根
输出根的值（如果有），保留两位小数。
好了，第三章的内容就到这里！你已经学会了让程序做判断。加油！