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level 1:语法基础课
第 2 讲 printf 语句与分支结构
Csvoner LV 3 SU @ 2023-8-2 16:12:45

学习语言最好的方式就是实践，每当掌握一个新功能时，就要立即将这个功能应用到实践中。

一、printf 输出格式

注意：使用 printf 时最好添加头文件 #include<cstdio>。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    printf("Hello World!");

    return 0;
}

Int、float、double、char 等类型的输出格式：

(1) int：%d

(2) float: %f , 默认保留6位小数

(3) double: %lf ，默认保留6位小数

(4) char: %c , 回车也是一个字符，用'\n'表示

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    int a = 3;
    float b = 3.12345678;
    double c = 3.12345678;
    char d = 'y';

    printf("%d\n", a);
    printf("%f\n", b);
    printf("%lf\n", c);
    printf("%c\n", d);

    return 0;
}

所有输出的变量均可包含在一个字符串中：

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    int a = 3;
    float b = 3.12345678;
    double c = 3.12345678;
    char d = 'y';

    printf("int a = %d, float b = %f\ndouble c = %lf, char d = %c\n", a, b, c, d);

    return 0;
}

练习：输入一个字符，用这个字符输出一个菱形：

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    char c;
    cin >> c;

    printf("  %c\n", c);
    printf(" %c%c%c\n", c, c, c);
    printf("%c%c%c%c%c\n", c, c, c, c, c);
    printf(" %c%c%c\n", c, c, c);
    printf("  %c\n", c);

    return 0;
}

练习：输入一个整数，表示时间，单位是秒。输出一个字符串，用”时:分:秒”的形式表示这个时间。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    int t;

    cin >> t;

    int hours = t / 3600;
    int minutes = t % 3600 / 60;
    int seconds = t % 60;

    printf("%d:%d:%d\n", hours, minutes, seconds);

    return 0;
}

扩展功能

(1) float, double等输出保留若干位小数时用：%.4f, %.3lf

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    float b = 3.12345678;
    double c = 3.12345678;

    printf("%.4f\n", b);
    printf("%.3lf\n", c);

    return 0;
}

(2) 最小数字宽度

a. %8.3f, 表示这个浮点数的最小宽度为 8，保留 3 位小数，当宽度不足时在前面补空格。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    int a = 3;
    float b = 3.12345678;
    double c = 3.12345678;

    printf("%5d\n", a);
    printf("%8.4f\n", b);
    printf("%7.3lf\n", c);

    return 0;
}

b. %-8.3f，表示最小宽度为 8，保留 3 位小数，当宽度不足时在后面补上空格

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    int a = 3;
    float b = 3.12345678;
    double c = 3.12345678;

    printf("%-5d!\n", a);
    printf("%-8.4f!\n", b);
    printf("%-7.3lf!\n", c);

    return 0;
}

c. %08.3f, 表示最小宽度为 8，保留 3 位小数，当宽度不足时在前面补上 0

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    int a = 3;
    float b = 3.12345678;
    double c = 3.12345678;

    printf("%05d\n", a);
    printf("%08.4f\n", b);
    printf("%07.3lf\n", c);

    return 0;
}

二、if 选择结构

早上起床，顺序穿衣服刷牙吃早饭，如果今天下雨就带伞出门，如果今天不下雨就不带伞出门

基本if-else语句

当条件成立时，执行某些语句；否则执行另一些语句。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    int a;
    cin >> a;

    if (a >= 60 )
    {
        cout << "及格" << endl;
  		cout << "真棒！" << endl; 
    }
    else
    {
        cout << "不及格" << endl;
		cout << "别灰心，再接再厉！" << endl; 
    }
    
    cout << "结束" << endl;

    return 0;
}

else 语句可以省略：

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    int a;
    cin >> a;

    if (a >= 60 )
    {
        cout << "及格" << endl;
  		cout << "真棒！" << endl; 
    }
    
    cout << "结束" << endl;

    return 0;
}

当只有一条语句时，大括号可以省略，也可以写到一行：

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    int a;
    cin >> a;

    if (a >= 60 ) cout << "及格" << endl;

    else cout << "不及格" << endl;
    
    cout << "结束" << endl;

    return 0;
}

常用比较运算符

(1) 大于 >

(2) 小于 <

(3) 大于等于 >=

(4) 小于等于 <=

(5) 等于 ==

(6) 不等于 !=

前四种优先级一致，后两种优先级一致，前四种高于后两种。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    int a, b;
    cin >> a >> b;

    if (a > b) printf("%d > %d\n", a, b);
    if (a >= b) printf("%d >= %d\n", a, b);
    if (a < b) printf("%d < %d\n", a, b);
    if (a <= b) printf("%d <= %d\n", a, b);
    if (a == b) printf("%d == %d\n", a, b);
    if (a != b) printf("%d != %d\n", a, b);

    return 0;
}

练习：输入一个整数，输出这个数的绝对值。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    int x;

    cin >> x;

    if (x > 0) cout << x << endl;
    else cout << -x << endl;

    return 0;
}

练习：输入两个整数，输出两个数中较大的那个。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    int a, b;
    cin >> a >> b;

    if (a > b)
        cout << a << endl;
    else
        cout << b << endl;

    return 0;
}

if-else语句内部也可以是if-else语句。

练习：输入三个整数，输出三个数中最大的那个。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    int a, b;
    cin >> a >> b;
	/*
		如果 a >= b:
			如果 a >= c:
				a 是最大值
			否则
				c 是最大值
		否则
			如果 b >= c:
				b 是最大值
			否则
				c 是最大值 
	*/
    if (a > b)
        cout << a << endl;
    else
        cout << b << endl;

    return 0;
}

注意：浮点数通过不同的算法算出的有效位数虽然一致，但因计算机中表示浮点数的精度位数有限，做比较时要规定一个精度误差，再做比较

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const double eps = 1e-6;

int main()
{
	double a = 3;
	double b = sqrt(a) * sqrt(a);
	
	printf("%.20lf\n", b);
	
	// if (a == b) puts("相等");
	// else puts("不相等");	
	
	if (fabs(a - b )< eps) puts("相等");
	else if (a < b - eps) puts("小于");
	else puts("大于");
	
	return 0;
}

if-else连写：

输入一个 0 到 100 之间的分数，

如果大于等于 85，输出 A；

如果大于等于 70 并且小于 85，输出 B；

如果大于等于 60 并且小于 70，输出 C；

如果小于 60，输出 D；

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    int grade;
    cin >> grade;

    if (grade >= 85) printf("A");
    else // 蕴含着 grade < 85 
	{
		if (grade >= 70) printf("B");
		else // 蕴含着 grade < 70 
		{
			if (grade >= 60) printf("C");
			else // 蕴含着 grade < 60 
			{
				printf("D");
			}
		}	
	}

    return 0;
}

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    int grade;
    cin >> grade;

    if (grade >= 85) printf("A");
    else if (grade >= 70) printf("B");
	else if (grade >= 60) printf("C");
	else printf("D");

    return 0;
}

练习：

1.简单计算器输入两个数，以及一个运算符+,-,*,/，输出这两个数运算后的结果。

当运算符是/，且除数是 0 时，输出Divided by zero!; 当输入的字符不是+,-,*,/时，输出Invalid operator!。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    int a, b;
    char c;
    cin >> a >> b >> c;

    if (c == '+') cout << a + b << endl;
    else if (c == '-') cout << a - b << endl;
    else if (c == '*') cout << a * b << endl;
    else if (c == '/')
    {
        if (b == 0) cout << "Divided by zero!" << endl;
        else cout << a / b << endl;
    }
    else cout << "Invalid operator!" << endl;

    return 0;
}

2.判断闰年。闰年有两种情况：

四年一闰，百年不闰，四百年又闰

闰年366 平年365 闰年学习day ++

(1) 能被 100 整除时，必须能被 400 整除；

(2) 不能被 100 整除时，被 4 整除即可。

输入一个年份，如果是闰年输出yes，否则输出no。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    int year;
    cin >> year;

    if (year % 100 == 0)
    {
        if (year % 400 == 0) cout << "yes" << endl;
        else cout << "no" << endl;
    }
    else
    {
        if (year % 4 == 0) cout << "yes" << endl;
        else cout << "no" << endl;
    }

    return 0;
}

三、条件表达式

/*
期末评选三好学生:
如果 成绩优秀 并且 受欢迎 并且 有责任感
	那么就给他颁发三好学生
*/
if (成绩优秀)
	if (受欢迎)
		if (有责任感)
		{
			
		}

(1) 与 &&

(2) 或 ||

(3) 非 !

and 可以看成 乘法，or 可以看成 加法, 优先级 && > ||

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    int a, b, c, d;
    cin >> a >> b >> c >> d;

    if (a > b && (c > d || a > d)) cout << "" << endl; // 短路原则
    
    if (a > b || c > d) cout << "" << endl;
    
    if (!(a > b)) cout << "" << endl;

    return 0;
}

例题：输入三个数，输出三个数中的最大值。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    int a, b, c;
    cin >> a >> b >> c;

    if (a >= b && a >= c) cout << a << endl;
    else if (b >= a && b >= c) cout << b << endl;
    else cout << c << endl;

    return 0;
}

练习：用一条if语句，判断闰年。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    int year;

    cin >> year;

    if (year % 4 == 0 && year % 100 != 0 || year % 400 == 0)
        cout << "yes" << endl;
    else
        cout << "no" << endl;

    return 0;
}

备注：

C++中唯一的三目运算符：

x = 5 > 3 ? 10 : 12

x = 3 == 9 ? 25 : 18

优先级：单目 > 双目 > 三目
switch语句

Q: cin/cout为什么会超时（TLE）?

A: cin/cout因为默认同步stdin/stdout而变慢，并产生更多的系统调用而受到性能影响，可以在main函数开头加入下面代码加速：

ios::sync_with_stdio(false);

cin.tie(0);

* 另外，请使用'\n'而不是 endl ，因为endl默认会增加刷新操作，而导致输出缓冲失效，降低效率。

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