Chapter3：结构化程序设计

参考书籍：《C#边做边学》；

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3.结构化程序设计

3.1 结构化程序设计的3种基本结构

• 顺序结构：先执行$\mathrm{A}$语句，再执行$\mathrm{B}$语句，两者是顺序执行的关系；

• 选择结构：根据所定选择条件为真与否，决定从各个不同的操作分支中执行某一分支的相应操作，常用的选择结构有条件语句和分支语句；

• 条件语句：

  • $\mathrm{if}$语句：基于布尔表达式的值来判定是否执行后面的内嵌语句块;

    // if语句语法格式:
    if(表达式)
    {语句块;
    }// 解释:
    // 如果表达式值为真,则执行大括号里面的语句块;
    // 如果表达式值为假,则不执行大括号里面的语句块,再执行程序中的后一条语句;
    

  • $\mathrm{if}-\mathrm{else}$语句：

    // if-else语句语法格式:
    if(表达式)
    {语句1;
    }
    else
    {语句2;
    }// 解释:
    // 如果表达式值为真,则执行if后大括号里面的语句块1;
    // 如果表达式值为假,则执行else后大括号里面的语句块2,再执行程序中的后一条语句;
    

    // if-else语句嵌套:
    if(表达式1)
    {if(表达式2){if(表达式3){语句1;}else{语句2;}}else{语句3;}
    }
    else
    {语句4;
    }
    

  • $\mathrm{else}\mathrm{if}$语句

    // else if语句语法格式:
    if(表达式1)
    {语句1;
    }
    else if(表达式2)
    {语句2;
    }
    else if(表达式3)
    {语句3;
    }
    ...
    else if(表达式n-1)
    {语句n-1;
    }
    else
    {语句n;
    }
    

• 分支语句:

  // 分支语句switch语法格式:
  switch(表达式)
  {case 常量表达式1:语句1;break;case 常量表达式2:语句2;break;...case 常量表达式n;语句n;break;default:语句n+1;break;
  }// 解释:
  // 1.计算switch后表达式的值;
  // 2.若case后的常量表达式等于switch后表达式的值,则执行该case后的语句;
  // 3.若switch后表达式的值与任何一个case后的常量表达式的值都不等,则执行default后的语句;
  

• 标签语句:

  // 标签语句用于配合goto语句完成程序的跳转功能,语法格式:
  // 标签名称:语句
  if (x>0)
  {goto large;x = -x;
  }
  large:return x;
  

3.2 基本结构示例

3.2.1 if相关结构示例

// CH03_01.cs
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;namespace CH03_01
{class CH03_01{static void Main(string[] args){// 定义一个整数变量并赋值int iNumber = 10;// 使用if结构进行条件判断if (iNumber > 0){Console.WriteLine("此数字大于0.");}else if (iNumber < 0){Console.WriteLine("此数字小于0.");}else{Console.WriteLine("此数字等于0.");}// 使用嵌套if结构：检查一个数字是正数且大于5;if (iNumber > 0){if (iNumber > 5){Console.WriteLine("此数字是正数,且大于5.");}else{Console.WriteLine("此数字是正数,但不大于5.");}}// 等待用户输入以避免程序立即退出Console.WriteLine("Press any key to exit...");Console.ReadKey();}}
}

3.2.2 switch结构示例

// CH03_02.cs
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;namespace CH03_02
{class CH03_02{static void Main(string[] args){// 定义一个整数变量并赋值int day = 3;// 使用switch结构进行条件判断switch (day){case 1:Console.WriteLine("Today is Monday.");break;case 2:Console.WriteLine("Today is Tuesday.");break;case 3:Console.WriteLine("Today is Wednesday.");break;case 4:Console.WriteLine("Today is Thursday.");break;case 5:Console.WriteLine("Today is Friday.");break;case 6:Console.WriteLine("Today is Saturday.");break;case 7:Console.WriteLine("Today is Sunday.");break;default:Console.WriteLine("Invalid day.");break;}// 等待用户输入以避免程序立即退出Console.WriteLine("Press any key to exit...");Console.ReadKey();}}
}

// CH03_03.cs
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;namespace CH03_03
{class Program{static void Main(string[] args){Console.WriteLine("AGV控制指令(W:前进,A:左转,X:后退,D:右转,S:制动)");Console.WriteLine("请输入AGV控制指令:");char inputChar = Console.ReadKey().KeyChar;char processedChar = (char.IsControl(inputChar) || char.IsWhiteSpace(inputChar)) ? '\0' : char.ToUpper(inputChar);switch (processedChar){case 'W':Console.Write("\n");Console.WriteLine("AGV正在向前运动...");break;case 'A':Console.Write("\n");Console.WriteLine("AGV正在进行左转...");break;case 'X':Console.Write("\n");Console.WriteLine("AGV正在向后运动...");break;case 'D':Console.Write("\n");Console.WriteLine("AGV正在进行右转...");break;case 'S':Console.Write("\n");Console.WriteLine("AGV正在进行制动...");break;}Console.WriteLine("Press any key to close the program...");Console.ReadKey();}}
}

3.3 项目实战

项目需求： 设计一个程序，用于实现学生成绩的统计。

功能分析：

• 依次接收班级每个学生的成绩;
• 每接收一个成绩，依据要求进行统计汇总;

程序流程图分析：

代码实现：

// CH03_04.cs
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;namespace CH03_04
{class CH03_04{static void Main(string[] args){/** 定义变量:* iStudents:用于统计学生人数;* tempScore:接收每次输入成绩;* maxScore、minScore:最大成绩和最小成绩;*/int iStudents = 0;int tempScore;int maxScore = 0, minScore = 0;// 统计各成绩区间内的人数;int score0To59 = 0, score60To69 = 0, score70To79 = 0, score80To89 = 0, score90To100 = 0;Console.WriteLine("--------学生成绩统计----------");Console.WriteLine("统计要求:学生成绩正确的区间为0～100,\n" + "        如果输入的成绩不在此区间中,可以选择退出统计!");Console.WriteLine();loop: Console.WriteLine("请输入学生成绩:");string strScore = Console.ReadLine();if (strScore == null){return;}tempScore = int.Parse(strScore);if ((tempScore < 0) || (tempScore > 100)){Console.WriteLine("你输入的分数不对,选择是(Y)退出还是继续(N)");string strSelect = Console.ReadLine();if (strSelect == "N"){goto loop;}else{// 输出统计信息;Console.WriteLine("--------学生成绩统计信息输出----------");Console.WriteLine("全班共{0:d}人,其中最高成绩{1:f2}," + "最低成绩{2:f2}", iStudents, maxScore, minScore);Console.WriteLine("成绩区间90～100的人数有{0:d}人," + "所占比例为:{1:f2}%", score90To100, score90To100 * 100 / iStudents);Console.WriteLine("成绩区间80～89的人数有{0:d}人," + "所占比例为:{1:f2}%", score80To89, score80To89 * 100 / iStudents);Console.WriteLine("成绩区间70～79的人数有{0:d}人," + "所占比例为:{1:f2}%", score70To79, score70To79 * 100 / iStudents);Console.WriteLine("成绩区间60～69的人数有{0:d}人," + "所占比例为:{1:f2}%", score60To69, score60To69 * 100 / iStudents);Console.WriteLine("成绩区间0～59的人数有{0:d}人," + "所占比例为:{1:f2}%", score0To59, score0To59 * 100 / iStudents);Console.ReadLine();}}else{// 统计学生人数;iStudents++;if (iStudents == 1){maxScore = tempScore;minScore = tempScore;}else{// 修正最大与最小成绩;if (maxScore < tempScore){maxScore = tempScore;}if (minScore > tempScore){minScore = tempScore;}}// 接收成绩所在区间的人数;int temp = tempScore / 10;switch (temp){case 10:case 9:Console.WriteLine("成绩优秀");score90To100++;break;case 8:Console.WriteLine("成绩良好");score80To89++;break;case 7:Console.WriteLine("成绩中等");score70To79++;break;case 6:Console.WriteLine("成绩及格");score60To69++;break;default:Console.WriteLine("成绩不及格");score0To59++;break;}}goto loop;}}
}

3.4 循环结构

• 循环结构：指在程序中从某处开始有规律地反复执行某一语句块的结构，把重复执行的语句块称为循环体；

• $\mathrm{while}$语句语法：

  // while语句语法格式:
  while(条件表达式)
  {循环体;
  }// 解释:
  // 先判断条件表达式,如果值为true,则执行循环体;如果值为false,则不执行循环体;
  

• $\mathrm{do}-\mathrm{while}$语句语法:

  // do-while语句语法格式:
  do
  {循环体;
  }
  while(条件表达式);// 解释:
  // 先执行循环体,再对while语句后条件表达式判定,若值为true,则继续执行循环体;若为false,则退出循环;
  

• $\mathrm{for}$语句语法:

  // for语句语法格式:
  for(表达式1;表达式2;表达式3)
  {循环体;
  }// 解释:
  // 1.计算表达式1的值;
  // 2.判定表达式2的值,若值为true,执行循环体的语句,求表达式3的值;若值为false,执行程序下一条语句;
  

• $\mathrm{foreach}$语句语法:

  // foreach基础:
  // 1.foreach语句用于列举集合中的每一个元素,且通过执行循环体对每一个元素进行操作;
  // 2.foreach语句只能对集合中的元素进行循环操作;// foreach语句语法格式:
  foreach(数据类型 标识符 in 表达式)
  {循环体;
  }
  

3.5 循环结构基本示例

// CH03_06.cs
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;namespace CH03_05
{class CH03_05{static void Main(string[] args){int sum = 0;            // 用于存储总和的变量int number;             // 用于存储用户输入的整数Console.WriteLine("请输入一个整数（输入负数停止）：");// 使用while循环读取用户输入并计算总和while (true){// 读取用户输入;string input = Console.ReadLine(); // 尝试将输入转换为整数;bool isNumber = int.TryParse(input, out number); if (!isNumber)          // 如果输入不是整数{Console.WriteLine("输入无效，请输入一个整数。");}else if (number < 0)    // 如果输入的是负数{break;              // 退出循环}else{// 如果输入的是正整数或零，则将其加到总和中sum += number;Console.WriteLine("当前总和为:" + sum);}}// 循环结束后，输出最终的总和Console.WriteLine("最终总和为:" + sum);}}
}

// CH03_06.cs
// 需求:用户输入一个数字，并且只有在输入的数字是正数时才会停止循环;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;namespace CH03_06
{class CH03_06{static void Main(string[] args){int number;string input;do{Console.Write("请输入一个正数: ");input = Console.ReadLine();// 检查输入是否为有效的整数且为正数if (!int.TryParse(input, out number) || number <= 0){Console.WriteLine("输入无效，请输入一个正整数。");}} while (!int.TryParse(input, out number) || number <= 0);// 循环结束，输出用户输入的正数Console.WriteLine("您输入的正数是: " + number);}}
}

// CH03_07.cs
// 需求:从键盘输入一个数字，并使用for循环结构计算从1到这个数字的和;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;namespace CH03_07
{class CH03_07{static void Main(string[] args){int number;int sum = 0;// 提示用户输入一个数字Console.Write("请输入一个数字: ");// 尝试从键盘读取输入并转换为整数if (int.TryParse(Console.ReadLine(), out number)){// 使用for循环计算从1到输入数字的和for (int i = 1; i <= number; i++){sum += i;}// 输出结果Console.WriteLine("从1到{0}的和是: {1}", number, sum);}else{// 如果输入的不是有效的整数，输出错误信息Console.WriteLine("输入无效，请输入一个整数。");}}}
}

// CH03_08.cs
// 需求:遍历数组元素并输出,计算数组元素的和并输出;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;namespace CH03_08
{class CH03_08{static void Main(string[] args){// 创建一个整数数组int[] numbers = { 10, 25, 35, 40, 55 };// 用于存储总和的变量int sum = 0;// 使用foreach循环遍历数组中的每个元素foreach (int number in numbers){Console.WriteLine("此时数组的值为:" + number);sum += number;         }// 输出总和Console.WriteLine("数组中所有元素的和是: " + sum);}}
}

3.6 项目实战

项目需求：实现一个用于学生成绩统计的程序。

功能分析:

• 接收全班人数；
• 依次接收班级每个学生的成绩；
• 每接收一个成绩，依据要求进行统计汇总；

程序流程图分析：

代码实现：

// CH03_09.cs
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;namespace CH03_09
{class CH03_09{private static int iStudents;static void Main(string[] args){/** 参数含义:* nStudents:用于统计学生人数;* tempScore:接收每次输入的成绩;* maxScore,minScore:成绩最大值、成绩最小值;*/int nStudents;int tempScore;int maxScore = 0, minScore = 0;int score0To59 = 0, score60To69 = 0, score70To79 = 0, score80To89 = 0, score90To100 = 0;Console.WriteLine("--------学生成绩统计--------");Console.WriteLine("请输入班级人数:nStudents = ");string s = Console.ReadLine();nStudents = Int32.Parse(s);// 接收并处理学生成绩;for(int i = 1; i <= nStudents; i++){Console.WriteLine("请输入第{0:d}个学生的成绩", i);tempScore = Int32.Parse(Console.ReadLine());if (i == 1){maxScore = tempScore;minScore = tempScore;}else        // 最大成绩和最小成绩;{if (maxScore < tempScore){maxScore = tempScore;}if (minScore > tempScore){minScore = tempScore;}}int temp = tempScore / 10;// 统计各区间成绩的人数;switch (temp){case 10:case 9:Console.WriteLine("成绩优秀");score90To100++;break;case 8:Console.WriteLine("成绩良好");score80To89++;break;case 7:Console.WriteLine("成绩中等");score70To79++;break;case 6:Console.WriteLine("成绩及格");score60To69++;break;default:Console.WriteLine("成绩不及格");score0To59++;break;}}// 输出统计信息;Console.WriteLine("--------学生成绩统计信息输出----------");Console.WriteLine("全班共{0:d}人,其中最高成绩{1:f2}," + "最低成绩{2:f2}", nStudents, maxScore, minScore);Console.WriteLine("成绩区间90～100的人数有{0:d}人," + "所占比例为:{1:f2}%", score90To100, score90To100 * 100 / nStudents);Console.WriteLine("成绩区间80～89的人数有{0:d}人," + "所占比例为:{1:f2}%", score80To89, score80To89 * 100 / nStudents);Console.WriteLine("成绩区间70～79的人数有{0:d}人," + "所占比例为:{1:f2}%", score70To79, score70To79 * 100 / nStudents);Console.WriteLine("成绩区间60～69的人数有{0:d}人," + "所占比例为:{1:f2}%", score60To69, score60To69 * 100 / nStudents);Console.WriteLine("成绩区间0～59的人数有{0:d}人," + "所占比例为:{1:f2}%", score0To59, score0To59 * 100 / nStudents);Console.ReadLine();}}
}