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# 第二章 数据类型与顺序结构程序设计
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## 本章内容
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- 2.1 变量的数据类型
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- 2.2 变量的输入与输出
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- 2.3 顺序结构程序设计案例
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- 2.4 提交评测与错误自查
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## 2.1 变量的数据类型
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### 核心知识
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数据类型决定变量能够保存什么数据、占用多少存储空间，以及参与运算时采用什么规则。基础课程中常用的数据类型包括整数、浮点数、字符和布尔值。
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| 分类 | 类型 | 主要用途 | 示例 |
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| --- | --- | --- | --- |
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| 整数 | `short` | 较小范围整数(-128~127) | `short level = 10;` |
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| 整数 | `int` | 中范围整数，**最常用**(-21亿~21亿) | `int age = 15;` |
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| 整数 | `long long` | 大范围整数(非常大，万兆以上) | `long long total = 80000000;` |
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| 浮点数 | `float` | 单精度小数 | `float rate = 0.5;` |
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| 浮点数 | `double` | 双精度小数，**小数最常用** | `double price = 12.5;` |
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| 字符 | `char` | 单个字符 | `char grade = 'A';` |
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| 布尔值 | `bool` | 真或假 | `bool passed = true;` |
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选择类型时要同时考虑数据范围和计算精度。题目可能出现小数时，一般使用 `double`；整数范围可能很大时，需要考虑 `long long`。
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### `char`、转义字符与 ASCII
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`char` 用来保存单个字符，字符值必须使用单引号：
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```cpp
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char letter = 'A';
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char digit = '7'; // 数字字符，不是整数 7
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char op = '*';
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char blank = ' ';
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```
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字符串使用双引号。`'A'` 是一个字符，`"A"` 是一个字符串，两者不能混用。
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字符在内存中以整数编码保存。基础题通常使用 ASCII 规律处理英文字母和数字字符：
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| 字符范围 | ASCII 值 |
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| --- | --- |
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| `'0'`～`'9'` | 48～57 |
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| `'A'`～`'Z'` | 65～90 |
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| `'a'`～`'z'` | 97～122 |
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常用转换：
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```cpp
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char c = '8';
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int number = c - '0'; // 数字字符转整数，得到 8
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char upper = 'B';
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char lower = upper + ('a' - 'A'); // 大写字母转小写字母，得到 'b'
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int code = 65;
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char letter = (char)code; // 强制转换后得到字符 'A'
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char x = 'A';
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int ascii = (int)x; // 强制转换后得到整数 65
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```
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转义序列以反斜杠 `\` 开头：
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| 写法 | 含义 |
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| --- | --- |
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| `\n` | 换行 |
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| `\t` | 水平制表符(Tab键, 一般代表的 4 个空格) |
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| `\\` | 一个反斜杠 |
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| `\"` | 一个双引号 |
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| `\'` | 一个单引号 |
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示例：
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```cpp
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cout << "小明说:\"what is \\n\"" << '\n';
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```
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输出：
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```text
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小明说:"what is \n"
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```
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### 类型转换
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当表达式中出现不同数据类型时，编译器可能进行自动类型转换。一般而言，整数与浮点数混合运算时，整数会转换为浮点类型：
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```cpp
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int a = 5;
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double b = 2.0;
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double result = a / b; // 2.5
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```
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把 `double` 转为 `int` 会丢弃小数部分：
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```cpp
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double value = 3.9;
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int n = (int)value; // 3，不进行四舍五入
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```
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如果要转换整个表达式，应把表达式完整括起来：
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```cpp
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char result = (char)(a + b);
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```
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### 典型例题
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**题目：** 输入一个大写英文字母，输出对应的小写字母。
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```cpp
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int main() {
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char upper;
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cin >> upper;
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char lower = (upper - 'A') + 'a'; // 也可通过加减 32 来实现, 大写转小写需要加 32
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cout << lower;
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return 0;
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}
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```
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**说明：** ASCII 中大写字母和小写字母各自连续排列，而对应大小写字母的差值则一定相同。
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### 常见错误
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- 把单个字符写成 `"A"`。`char` 值应使用单引号 `'A'`。
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- 混淆整数 `7` 与字符 `'7'`。`'7' - '0'` 才得到整数 7。
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- 让 `int` 保存需要保留小数的计算结果。
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- 强制类型转换前没有考虑数据范围和精度损失。
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- 直接假设任何字符都能通过加减 32 转换大小写。该规律只适用于对应的英文字母。
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- 想输出一个反斜杠时只写一个反斜杠。字符串中应写 `"\\"`。
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## 2.2 变量的输入与输出
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### 核心知识
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`cin`、`cout` 是 C++ 的流式输入输出工具，通过 `<iostream>` 使用。`scanf`、`printf` 是格式化输入输出函数，需要添加 `<cstdio>` 使用。
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输入多个数据时，变量的数量、类型和顺序必须与题意一致。
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输出时不仅要保证答案数值正确，还要严格匹配题目要求的空格、换行、小数位数和文字内容。
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### `cin` 与 `cout`
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```cpp
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int a, b;
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cin >> a >> b; // 依次读入两个整数
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cout << a << " " << b; // 输出两个整数，中间一个空格
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cout << a + b << '\n'; // 输出计算结果并换行
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```
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使用规则：
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- `cin` 使用提取运算符 `>>`，把输入保存到变量。
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- `cout` 使用插入运算符 `<<`，把数据发送到控制台。
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- `cin >> a >> b;` 会跳过前导的空白字符，输入中的空格、Tab、回车通常都能分隔数据。
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- `cout << "a+b";` 输出文本 `a+b`；`cout << a + b;` 输出计算结果。
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- `endl` 和 `'\n'` 都能换行。
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### `scanf` 与 `printf`
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```cpp
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#include <cstdio>
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int age;
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double height;
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char grade;
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scanf("%d%lf %c", &age, &height, &grade);
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printf("%d %.2f %c\n", age, height, grade);
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```
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常用格式说明符：
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| 数据类型 | `scanf` 读取 | `printf` 输出 |
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| --- | --- | --- |
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| `int` | `%d` | `%d` |
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| `long long` | `%lld` | `%lld` |
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| `float` | `%f` | `%f` |
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| `double` | `%lf` | `%f` |
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| `char` | `%c` | `%c` |
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输出小数位数：
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```cpp
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double value = 3.1415926;
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printf("%.2f\n", value); // 3.14
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printf("%.3f\n", value); // 3.142
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```
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`scanf` 要把数据写入变量，因此变量名前通常要加取地址符 `&`：
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```cpp
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int n;
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scanf("%d", &n);
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```
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格式字符串中的普通字符必须与输入对应：
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```cpp
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scanf("%d%d", &a, &b); // 可输入：10 20
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scanf("%d,%d", &a, &b); // 必须输入：10,20
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```
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`%c` 默认不会跳过空白字符。需要跳过已有的空格或换行时，可在 `%c` 前留一个空格：
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```cpp
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char op;
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scanf(" %c", &op);
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```
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### 典型例题
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**题目：** 输入总水量 `t`（毫升）和人数 `n`。输出每人分到的水量，保留 3 位小数；第二行输出需要的杯子数，每人 2 个杯子。
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```cpp
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int main() {
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double t;
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int n;
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scanf("%lf%d", &t, &n);
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printf("%.3f\n", t / n);
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printf("%d\n", n * 2);
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return 0;
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}
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```
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**说明：** `scanf` 读取 `double` 使用 `%lf`；`printf` 输出 `double` 使用 `%f`；`%.3f` 表示保留 3 位小数。
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### 常见错误
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- 把方向写反：`cin` 使用 `>>`，`cout` 使用 `<<`。
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- `scanf` 漏写 `&`，导致无法把输入正确保存到变量。
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- 格式说明符与变量类型不匹配。此问题不只是“精度降低”，还可能导致读取失败或未定义行为。
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- 混淆 `double` 的格式：`scanf` 读取用 `%lf`，`printf` 输出用 `%f`。
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- `scanf("%d,%d", ...)` 要求输入中真的出现逗号。
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- 用 `%c` 读取字符时，意外读入了前一次输入留下的空格或换行。
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- OJ 输出中多了提示语、单位、标点或空格。
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## 2.3 顺序结构程序设计案例
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### 核心知识
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顺序结构程序按照代码书写顺序逐条执行。基础题通常可以分成“输入、处理、输出”三层：
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```cpp
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// 1. 输入
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cin >> ...;
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// 2. 处理
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// 计算公式、更新变量、转换单位
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// 3. 输出
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cout << ...;
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```
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面对程序设计题时，可以使用七步法：
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1. **读懂题目**：明确最终要计算什么。
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2. **理解输入**：确认数据的数量、类型、顺序和单位。
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3. **设计逻辑思路**：先写公式或处理步骤。
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4. **翻译成代码**：定义变量，把思路逐步写成 C++ 语句。
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5. **处理输出**：安排顺序、空格、换行和精度。
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6. **编译查错**：先解决语法错误。
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7. **样例验证**：输入样例并对照输出，再补充边界数据。
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常见解题方法包括：
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- 把复杂计算拆成多个中间结果，用变量保存。
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- 统一不同单位，再进行计算。
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- 使用临时变量，防止原数据在赋值时被覆盖。
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- 在关键位置临时输出中间变量，与手算结果逐步核对。
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交换变量时需要第三个变量中转：
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```cpp
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int a = 3, b = 4;
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int temp = a;
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a = b;
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b = temp;
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```
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### 例题：小鱼的游泳时间
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**题目：** 小鱼从当天 `a` 时 `b` 分游到 `c` 时 `d` 分。输入四个整数，输出游泳时长的小时数和分钟数。本题保证结束时间不早于开始时间。
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```cpp
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#include <iostream>
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using namespace std;
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int main() {
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int a, b, c, d;
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cin >> a >> b >> c >> d;
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int startMinutes = a * 60 + b;
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int endMinutes = c * 60 + d;
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int duration = endMinutes - startMinutes;
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int hours = duration / 60;
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int minutes = duration % 60;
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cout << hours << " " << minutes;
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return 0;
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}
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```
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**思路说明：**
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1. 输入开始时间和结束时间，共 4 个整数。
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2. 把两个时刻统一换算为分钟。
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3. 用结束总分钟数减去开始总分钟数。
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4. 用 `/ 60` 得到小时，用 `% 60` 得到剩余分钟。
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5. 输入 `12 50 19 10` 时，应输出 `6 20`。
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如果结果错误，可以临时输出中间变量：
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```cpp
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cout << "start=" << startMinutes << '\n';
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cout << "end=" << endMinutes << '\n';
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cout << "duration=" << duration << '\n';
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```
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提交 OJ 前要删除这些调试输出。
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### 补充案例：按格式反转数字
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输入形如 `123.4` 的固定格式数据，将其输出为 `4.321`。可以把输入看作 4 个字符和一个固定的小数点：
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```cpp
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#include <cstdio>
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int main() {
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char a, b, c, d;
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scanf("%c%c%c.%c", &a, &b, &c, &d);
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printf("%c.%c%c%c\n", d, c, b, a);
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return 0;
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}
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```
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这里的 `.` 是格式字符串中的普通字符，因此输入中也必须在对应位置出现小数点。
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### 常见错误
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- 把样例数据直接写死，程序无法处理其他合法输入。
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- 时间差分别计算小时差和分钟差，却没有处理借位。
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- 交换变量时直接写 `a = b; b = a;`，使原值丢失。
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- 复杂公式全部写在一行，出错后难以定位。
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- 只测试样例，不测试整点、临界值、最小值等情况。
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- 调试输出未删除，导致答案格式不匹配。
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## 2.4 提交评测与错误自查
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### 提交流程
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1. 在本地完成代码并成功编译。
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2. 输入题目样例，确认输出内容和格式一致。
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3. 把完整源代码提交到 OJ。
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4. 根据评测结果定位问题，修改后重新测试和提交。
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OJ 只检查程序输出的字符序列是否符合要求。不要擅自添加输入提示、答案说明或单位。
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### 常见评测结果
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| 结果 | 含义 | 优先检查 |
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| --- | --- | --- |
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| **AC（Accepted）** | 通过全部测试数据 | 程序已通过本题评测 |
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| **CE（Compile Error）** | 编译错误 | 分号、括号、变量名、头文件、中文标点 |
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| **WA（Wrong Answer）** | 答案错误 | 公式、条件、类型、边界情况、输出格式 |
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| RE（Runtime Error） | 运行时错误 | 除数为 0、非法访问、错误输入函数用法 |
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| TLE（Time Limit Exceeded） | 超出时间限制 | 算法效率、循环终止条件 |
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### 错误自查顺序
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#### 出现 CE
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1. 查看编译器给出的第一条错误信息和行号。
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2. 检查该行以及前一行是否漏写分号。
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3. 检查 `()`、`{}`、引号是否成对。
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4. 检查变量是否先定义后使用，名称是否拼写一致。
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5. 检查是否误用了中文标点或缺少头文件。
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#### 出现 WA
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1. 先检查输出格式：空格、换行、小数位数、文字大小写。
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2. 用草稿纸手算样例和一组自选数据。
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3. 分步输出中间变量，找出第一个与手算不一致的位置。
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4. 检查整数除法、数据类型和运算优先级。
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5. 检查最小值、最大值、临界值和特殊情况。
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#### 出现 RE(目前较少遇见)
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1. 检查除数是否可能为 0。
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2. 检查 `scanf` 的格式说明符和 `&`。
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## 本章练习
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### 一、基础知识
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1. 为下列数据选择合适的类型：学生人数、商品价格、考试等级字符、条件真假、较大的整数总数。
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2. 说明字符 `'7'` 与整数 `7` 的区别。
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3. 写出 `'0'`、`'A'`、`'a'` 的 ASCII 值。
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4. 写出以下转换表达式：
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- 数字字符 `ch` 转为对应的整数数字。
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- 大写英文字母 `upper` 转为对应的小写字母。
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- 整数 `code` 强制转换为字符。
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5. 写出下列转义序列的作用：`\n`、`\t`、`\\`、`\"`。
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<br><br>
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7. `scanf` 读取 `int`、`double`、`char` 时分别使用什么格式说明符？
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8. `printf` 输出 `double` 并保留两位小数时，格式说明符应怎样写？
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<br><br>
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9. `scanf` 中为什么通常要在变量名前加 `&`？
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<br><br>
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10. 分别说明 AC、CE、WA 的含义。
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### 二、代码阅读与改错
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1. 写出程序的输出结果：
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```cpp
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char c = '6';
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int n = c - '0';
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cout << n + 4;
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```
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2. 写出程序的输出结果：
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```cpp
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char upper = 'C';
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char lower = upper + ('a' - 'A');
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cout << lower;
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```
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<br>
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3. 找出格式说明符的错误并改正：
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```cpp
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int age;
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double height;
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scanf("%lf%d", &age, &height);
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printf("%d %.2d\n", age, height);
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```
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<br><br>
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4. 找出变量交换失败的原因并改正：
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```cpp
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int a = 3, b = 8;
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a = b;
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b = a;
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cout << a << " " << b;
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```
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<br><br>
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### 三、程序设计
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1. **字符与 ASCII**
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输入一个字符，输出该字符以及它对应的 ASCII 值，中间用一个空格分隔。
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- 样例输入：`A`
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- 样例输出：`A 65`
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2. **数字字符转整数**
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输入一个 `'0'`～`'9'` 的数字字符，将它转换成整数后加 5，并输出结果。
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- 样例输入：`7`
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- 样例输出：`12`
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6. **格式化平均值**
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输入三个 `double` 数据，输出它们的平均值，结果需要严格保留 3 位小数。
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Binary file not shown.
@@ -0,0 +1,628 @@
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# 第三章 关系、逻辑与分支结构
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## 本章内容
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- 3.1 关系表达式与逻辑表达式
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- 3.2 分支语句
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- 3.3 分支嵌套
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- 3.4 分支程序设计案例
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## 3.1 关系表达式与逻辑表达式
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### 核心知识
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关系运算用于比较两个值，结果是 `bool` 类型，即 `true` 或 `false`。而逻辑运算符可以把多个真假条件组合成更复杂的判断。
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C++ 在需要判断真假的位置，会把数值 `0` 视为假，把非零值视为真。`cout` 默认把 `true` 输出为 `1`，把 `false` 输出为 `0`。
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### 关系运算符
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| 运算符 | 含义 | 示例 |
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| --- | --- | --- |
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| `==` | 等于 | `score == 100` |
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| `!=` | 不等于 | `x != 0` |
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| `>` | 大于 | `a > b` |
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| `<` | 小于 | `a < b` |
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| `>=` | 大于等于 | `age >= 18` |
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| `<=` | 小于等于 | `score <= 60` |
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关系表达式示例：
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```cpp
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bool result1 = (10 > 5); // true
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bool result2 = (3 == 4); // false
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bool result3 = (7 != 0); // true
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```
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### 逻辑运算符
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| 表达式 | 含义 | 何时为真 |
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| --- | --- | --- |
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| `A && B` | A 并且 B | A、B 都为真 |
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| `A || B` | A 或者 B | A、B 至少一个为真 |
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| `!A` | 不是 A | A 为假 |
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自然语言与 C++ 表达式对照：
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```cpp
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// x 在闭区间 [10, 20] 内
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(x >= 10) && (x <= 20)
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// x 小于 0 或大于 100
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(x < 0) || (x > 100)
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// x 是 3 的倍数，但不是偶数
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(x % 3 == 0) && (x % 2 != 0)
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// x 不等于 10
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!(x == 10) // 或者 x != 10
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```
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构建逻辑表达式时，可以按三个步骤完成：
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1. **拆解条件**：把长规则拆成独立的小判断。
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2. **寻找连接词**：“并且”对应 `&&`，“或者”对应 `||`，“不”对应 `!`。
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3. **组合表达式**：使用括号明确每一组条件之间的关系。
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### 运算优先级
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常用优先级从高到低可概括为(**非算关与或**)：
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```text
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||||
括号 → 逻辑非 ! → 算术运算 → 关系运算 → && → ||
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```
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||||
对于一些复杂表达式应主动使用括号，不要只依赖优先级记忆，例如：
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```cpp
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||||
(math == 100 || english == 100) && homeworkFinished
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```
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### 短路求值
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对于 `A && B`：
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- 如果 A 为假，整个表达式一定为假，B 不再执行。
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对于 `A || B`：
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||||
- 如果 A 为真，整个表达式一定为真，B 不再执行。
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```cpp
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||||
int x = 0;
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int y = 10;
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bool a = (x != 0) && (100 / x > 2);
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||||
// 左侧为 false，右侧不执行，避免除以 0
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||||
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||||
bool b = (y > 0) || (++y > 20);
|
||||
// 左侧为 true，右侧不执行，y 仍为 10
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||||
```
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||||
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||||
短路既能减少不必要的计算，也能保护右侧表达式不在非法条件下执行。
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||||
### 典型例题：闰年表达式
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闰年规则为：年份能被 4 整除但不能被 100 整除，或者能被 400 整除。
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拆解：
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- A：`year % 4 == 0`
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- B：`year % 100 != 0`
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- C：`year % 400 == 0`
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||||
组合：
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```cpp
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bool leap = ((year % 4 == 0) && (year % 100 != 0)) || (year % 400 == 0);
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```
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### 常见错误
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- 判断相等时写成 `=`。`=` 是赋值，`==` 才是比较。
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- 写成数学连写 `5 < x < 10`。正确写法是 `x > 5 && x < 10`。
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- 把逻辑与、逻辑或写成 `&`、`|`。应使用 `&&`、`||`。
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- 区间题漏掉端点的等号。
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- 复杂条件没有括号，导致实际的计算优先级与题意不同。
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||||
- 在逻辑表达式右侧使用 `x++` 等有副作用的操作，却忽略短路可能导致它不执行。
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## 3.2 分支语句
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### 核心知识
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分支结构让程序根据条件选择不同的执行路径：
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- `if`：只关心条件成立时需要做什么。
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- `if-else`：处理二选一。
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||||
- `if-else if-else`：处理多个互斥选项，只执行首次满足的分支。
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||||
- 多个独立 `if`：每个条件分别判断，可能执行多个分支。
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||||
- `switch`：处理同一个整型或字符型表达式的多路等值选择。
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### 单分支和双分支
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```cpp
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||||
if (condition) {
|
||||
// condition 为 true 时执行
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||||
}
|
||||
```
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||||
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||||
```cpp
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||||
if (condition) {
|
||||
// 条件成立时执行
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||||
} else {
|
||||
// 条件不成立时执行
|
||||
}
|
||||
```
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||||
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奇偶判断：
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```cpp
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||||
if (number % 2 == 0) {
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||||
cout << "偶数";
|
||||
} else {
|
||||
cout << "奇数";
|
||||
}
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||||
```
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||||
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||||
### 多分支
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```cpp
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||||
if (condition1) {
|
||||
// 第一种情况
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} else if (condition2) {
|
||||
// 第一种情况不成立，第二种情况成立
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} else {
|
||||
// 以上条件都不成立
|
||||
}
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```
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||||
多分支按照从上到下的顺序判断。一旦某个条件为真，程序执行对应代码块，然后跳过整条分支链。因此，条件书写顺序会影响结果。
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||||
例如对于成绩分级的实例，应首先判断更高的分数：
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```cpp
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||||
if (score >= 90) {
|
||||
cout << "A";
|
||||
} else if (score >= 80) {
|
||||
cout << "B";
|
||||
} else if (score >= 60) {
|
||||
cout << "C";
|
||||
} else {
|
||||
cout << "D";
|
||||
}
|
||||
```
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||||
|
||||
而且对于多分支而言，后面的条件隐含了前面条件不成立。例如在执行 `score >= 80` 的分支时，已经知道 `score < 90`。
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### 独立 `if` 与 `else if`
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||||
多个独立 `if` 属于“多选多”：
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```cpp
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if (x % 2 == 0) {
|
||||
cout << "even ";
|
||||
}
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||||
if (x % 3 == 0) {
|
||||
cout << "multiple of 3";
|
||||
}
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||||
```
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||||
当 `x` 为 6 时，两个条件都成立，两段代码都会执行。
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||||
`if-else if` 属于“多选一”：前面的分支一旦命中，后面的分支不再判断。
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### `switch` 多路选择
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||||
`switch` 适合对同一个表达式进行多个等值匹配：
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```cpp
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||||
switch (expression) {
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||||
case constant1:
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||||
// expression 等于 constant1
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||||
break;
|
||||
case constant2:
|
||||
// expression 等于 constant2
|
||||
break;
|
||||
default:
|
||||
// 没有任何 case 匹配
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
```
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||||
规则：
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||||
- `switch` 后的 `expression` 表达式应为整型、字符型的值。
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||||
- `case` 后的 `constant` 所匹配的值必须是常量，不能写范围条件，不能写变量。
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||||
- `break` 会立即跳出 `switch`。
|
||||
- `default` 是可选的保底分支，作用类似多分支最后的 `else`。
|
||||
- 缺少 `break` 时，程序会从匹配位置继续向下执行直到遇到 `break` 为止，这种情况称为** `case` 穿透**。
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||||
在一些特殊情况，多个 `case` 可以有意使用穿透来共用一段逻辑：
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```cpp
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||||
switch (letter) {
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||||
case 'a':
|
||||
case 'e':
|
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case 'i':
|
||||
case 'o':
|
||||
case 'u':
|
||||
cout << "元音";
|
||||
break;
|
||||
default:
|
||||
cout << "非元音";
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
```
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||||
### 常见错误
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- 在 `if` 条件后误写分号：
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```cpp
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if (x > 0); { // 错误：分号提前结束了 if
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cout << x;
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}
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||||
```
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||||
- 省略花括号后添加第二条语句，误以为两条语句都受 `if` 控制。
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||||
- 把多选一写成多个独立 `if`，造成多个分支同时输出。
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||||
- 把允许多个结果的情况写成 `else if`，导致后续条件被跳过。
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||||
- 多分支先写宽松条件，导致严格条件永远没有机会命中。
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||||
- 用 `switch` 处理 `score >= 60` 等范围条件。
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||||
- `case` 后写变量、范围或重复的常量值。
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||||
- 漏写 `break`，造成意外穿透。
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## 3.3 分支嵌套
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### 核心知识
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分支嵌套，是在一个 `if`、`else if` 或 `else` 的代码块内部再放入一个完整的分支结构。
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嵌套适合“先判断大前提，再处理细分情况”的问题：
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||||
- 外层分支确定主要类别或进入资格。
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||||
- 内层分支只在外层条件成立后继续判断。
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||||
- 如果外层条件不成立，内层条件不会执行。
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||||
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||||
### 语法与执行流程
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||||
```cpp
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||||
if (外层条件) {
|
||||
if (内层条件) {
|
||||
// 外层条件和内层条件都成立
|
||||
} else {
|
||||
// 外层条件成立，但内层条件不成立
|
||||
}
|
||||
} else {
|
||||
// 外层条件不成立
|
||||
}
|
||||
```
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||||
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||||
执行过程：
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1. 先判断外层条件。
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2. 外层条件为假时，跳过整个外层代码块。
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||||
3. 外层条件为真时，进入代码块，再判断内层条件。
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||||
4. 内层分支执行完成后，程序继续执行嵌套结构后面的代码。
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### 典型例题：会员折扣
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商场规则如下：
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- 非会员按原价结算。
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- 会员消费满 500 元打 8 折。
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||||
- 会员消费不足 500 元打 9 折。
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||||
|
||||
```cpp
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||||
#include <iostream>
|
||||
using namespace std;
|
||||
|
||||
int main() {
|
||||
double amount;
|
||||
bool isMember;
|
||||
cin >> amount >> isMember;
|
||||
|
||||
double payment = amount;
|
||||
|
||||
if (isMember) {
|
||||
if (amount >= 500) {
|
||||
payment = amount * 0.8;
|
||||
} else {
|
||||
payment = amount * 0.9;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
cout << payment;
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
```
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||||
**说明：** 外层先判断会员资格，只有会员才进入内层判断消费金额。非会员不进入内层，`payment` 保持原价。
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### 常见错误
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- 缩进混乱，无法看清 `else` 与哪个 `if` 配对。
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- 外层条件不成立时仍然期待内层判断执行。
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||||
- 把所有条件都塞进多层嵌套，使代码难以阅读。能用清晰逻辑表达式解决时，不必强行嵌套。
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||||
- 忘记为各层代码块补齐花括号。
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||||
- 在不同层级重复或遗漏条件，导致某些情况没有处理。
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## 3.4 分支程序设计案例
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解决分支题时，可以采用四步流程：
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1. **找到分岔点**：哪些条件会改变程序执行路径？
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2. **写出条件表达式**：把自然语言准确翻译为关系或逻辑表达式。
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||||
3. **选择分支结构**：单选、二选一、多选一、多选多、嵌套或 `switch`。
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||||
4. **实现各分支代码**：在每个分支写入对应处理代码。
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### 案例一：BMI 分类
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输入体重 `mass`（kg）和身高 `height`（m），计算 BMI。小于 18.5 输出 `Underweight`；小于 24 输出 `Normal`；否则输出 `Overweight`。
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||||
|
||||
```cpp
|
||||
#include <iostream>
|
||||
using namespace std;
|
||||
|
||||
int main() {
|
||||
double mass, height;
|
||||
cin >> mass >> height;
|
||||
|
||||
double bmi = mass / (height * height);
|
||||
|
||||
if (bmi < 18.5) {
|
||||
cout << "Underweight";
|
||||
} else if (bmi < 24) {
|
||||
cout << "Normal";
|
||||
} else {
|
||||
cout << "Overweight";
|
||||
}
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
第二个分支隐含了第一个条件不成立，即 `bmi >= 18.5`，所以只需继续判断 `bmi < 24`。
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||||
### 案例二：闰年判断
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||||
|
||||
输入年份。如果是闰年，输出该年份；否则输出 `No`。
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||||
```cpp
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||||
#include <iostream>
|
||||
using namespace std;
|
||||
|
||||
int main() {
|
||||
int year;
|
||||
cin >> year;
|
||||
|
||||
bool leap = ((year % 4 == 0) && (year % 100 != 0))
|
||||
|| (year % 400 == 0);
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||||
|
||||
if (leap) {
|
||||
cout << year;
|
||||
} else {
|
||||
cout << "No";
|
||||
}
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
本题先用关系和逻辑运算构建一个完整条件，再用 `if-else` 根据真假输出。
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||||
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||||
### 案例三：简易计算器
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||||
输入形如 `7 * 2` 的表达式，根据运算符完成计算。
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```cpp
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||||
#include <iostream>
|
||||
using namespace std;
|
||||
|
||||
int main() {
|
||||
double a, b;
|
||||
char op;
|
||||
cin >> a >> op >> b;
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||||
|
||||
switch (op) {
|
||||
case '+':
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||||
cout << a + b;
|
||||
break;
|
||||
case '-':
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||||
cout << a - b;
|
||||
break;
|
||||
case '*':
|
||||
cout << a * b;
|
||||
break;
|
||||
case '/':
|
||||
if (b == 0) {
|
||||
cout << "Error";
|
||||
} else {
|
||||
cout << a / b;
|
||||
}
|
||||
break;
|
||||
default:
|
||||
cout << "Unknown operator";
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
`switch` 负责对字符 `op` 做等值匹配；除法分支中再用嵌套 `if` 检查除数是否为 0。
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||||
## 本章练习
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### 一、表达式练习
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用 C++ 表达式表示下列条件：
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1. `x` 大于等于 10 且小于等于 20。
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<br>
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||||
2. `x` 小于 0 或大于 100。
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<br>
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||||
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||||
3. `n` 是 5 的倍数。
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||||
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||||
<br>
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||||
4. `n` 能被 3 整除，但不能被 2 整除。
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||||
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||||
<br>
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||||
|
||||
5. 字符 `ch` 是大写英文字母。
|
||||
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||||
<br>
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||||
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||||
6. 年龄 `age` 不在 7～15 岁的范围内。
|
||||
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||||
<br>
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||||
|
||||
7. 数学或英语至少有一门达到 90 分，并且作业已经完成。变量分别为 `math`、`english`、`homeworkFinished`。
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||||
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||||
<br>
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||||
|
||||
9. `a`、`b`、`c` 三个条件中至少有两个为真。
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||||
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<br>
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||||
|
||||
### 二、代码阅读
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||||
1. 写出程序的输出结果：
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```cpp
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||||
int x = 8;
|
||||
if (x > 5) {
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||||
cout << "A";
|
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}
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||||
if (x % 2 == 0) {
|
||||
cout << "B";
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
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||||
<br><br>
|
||||
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||||
2. 写出程序的输出结果，并说明原因：
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||||
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||||
```cpp
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||||
int score = 85;
|
||||
if (score >= 60) {
|
||||
cout << "及格";
|
||||
} else if (score >= 80) {
|
||||
cout << "良好";
|
||||
} else if (score >= 90) {
|
||||
cout << "优秀";
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
<br><br>
|
||||
|
||||
3. 写出 `y` 的最终值：
|
||||
|
||||
```cpp
|
||||
int x = 5;
|
||||
int y = 10;
|
||||
bool result = (x > 1) || (++y > 20);
|
||||
```
|
||||
|
||||
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4. 写出程序的输出结果：
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```cpp
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int n = 2;
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switch (n) {
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case 1:
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cout << "A";
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case 2:
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cout << "B";
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case 3:
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cout << "C";
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break;
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default:
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cout << "D";
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}
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```
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5. 写出程序的输出结果：
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```cpp
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bool loggedIn = true;
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bool isAdmin = false;
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if (loggedIn) {
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if (isAdmin) {
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cout << "管理员";
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} else {
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cout << "普通用户";
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}
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} else {
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cout << "未登录";
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}
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```
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6. 判断表达式 `5 < x < 10` 能否正确表示 `x` 在 5 和 10 之间，并说明计算过程。
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### 三、程序改错
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1. 改正下面的判断语句：
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```cpp
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if (score = 100); {
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cout << "Full marks";
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}
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```
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2. 下面的程序想判断 `x` 是否在闭区间 [10, 20] 内，请改正：
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```cpp
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if (10 <= x <= 20) {
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cout << "Yes";
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}
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```
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3. 下面的成绩分级程序可以正确的区分等级吗？
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```cpp
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if (score >= 60) {
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cout << "C";
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} else if (score >= 80) {
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cout << "B";
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} else if (score >= 90) {
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cout << "A";
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} else {
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cout << "D";
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}
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```
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### 四、程序设计
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1. **奇偶判断**
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输入一个整数，偶数输出 `Even`，奇数输出 `Odd`。
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2. **景点门票**
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某景点全价票 50 元。年龄不超过 6 岁或不低于 60 岁时票价为 25 元，其余情况为 50 元。输入年龄，输出票价。
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- 样例输入：`65`
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- 样例输出：`25`
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3. **三个数的最大值**
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输入三个整数，使用分支语句输出其中的最大值。
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- 样例输入：`6 5 2`
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- 样例输出：`6`
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Binary file not shown.
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