🚦 05. 分支语句

在生活中，我们经常需要根据不同的条件做出不同的选择。比如：

• 如果今天下雨，就带伞出门；否则就不带。
• 如果考试成绩 ≥ 60 分，就及格了；否则就不及格。
• 如果分数 ≥ 90，评为"优秀"；如果 ≥ 60，评为"及格"；否则评为"不及格"。

在编程里，这种根据条件决定执行哪段代码的机制，就叫做分支语句（也叫选择结构）。

NOTE

分支语句的核心就是"判断条件 → 选择执行"。它是让程序拥有"思考"能力的基础。

1. 关系运算符回顾

分支语句通常需要判断一个条件是否成立，这就会用到关系运算符（比较两个值的大小关系）。

运算符	含义	示例
>	大于	5 > 3 → true
<	小于	5 < 3 → false
>=	大于等于	5 >= 3 → true
<=	小于等于	5 <= 3 → false
==	等于	5 == 3 → false
!=	不等于	5 != 3 → true

关系运算符的结果是布尔类型（bool），只有 true（真）或 false（假）两个值。

int x = 5, y = 7;
cout << (x < y) << endl;  // 输出 1（true）
cout << (x == y) << endl; // 输出 0（false）

TIP

cout 输出布尔值时会显示 1（表示 true）或 0（表示 false），而不是直接显示 true / false。

2. if 单分支结构

语法：

if (条件) {
    // 条件为真时执行的代码
}

• 条件 是一个表达式，结果必须是 bool 类型。
• 如果条件为 true，执行 {} 里的代码块。
• 如果条件为 false，跳过代码块，继续往下执行。

示例：判断一个数是否为正数

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int num;
    cout << "请输入一个整数：";
    cin >> num;

    if (num > 0) {
        cout << "这是一个正数。" << endl;
    }

    cout << "程序结束。" << endl;
    return 0;
}

输入 5 时输出：

这是一个正数。
程序结束。

输入 -3 时输出：

程序结束。

TIP

如果 if 后面的代码块只有一条语句，可以省略大括号 {}，但强烈建议一直写大括号，这样代码更清晰，也方便以后添加语句。

if (num > 0)
    cout << "正数" << endl;  // 合法但不建议省略 {}

3. if-else 双分支结构

语法：

if (条件) {
    // 条件为真时执行
} else {
    // 条件为假时执行
}

• if 和 else 是"二选一"——只能执行其中一个分支。

示例：判断奇偶数

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int num;
    cout << "请输入一个整数：";
    cin >> num;

    if (num % 2 == 0) {
        cout << num << " 是偶数。" << endl;
    } else {
        cout << num << " 是奇数。" << endl;
    }

    return 0;
}

输入 7 时输出：

7 是奇数。

输入 10 时输出：

10 是偶数。

TIP

使用 num % 2 == 0 判断偶数，因为能被 2 整除的数是偶数。记住：取余运算符 % 返回除法后的余数。

4. if-else if-else 多分支结构

语法：

if (条件1) {
    // 条件1为真时执行
} else if (条件2) {
    // 条件1为假且条件2为真时执行
} else if (条件3) {
    // 条件1、2为假且条件3为真时执行
} else {
    // 以上所有条件均为假时执行
}

• 从上到下依次判断，只要满足一个条件，就跳过后续所有分支。
• if 必须有，else if 可以有多个，else 最多有一个（也可以没有）。

示例：成绩等级判定

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int score;
    cout << "请输入你的成绩：";
    cin >> score;

    if (score >= 90) {
        cout << "等级：优秀" << endl;
    } else if (score >= 80) {
        cout << "等级：良好" << endl;
    } else if (score >= 60) {
        cout << "等级：及格" << endl;
    } else {
        cout << "等级：不及格" << endl;
    }

    return 0;
}

运行示例：

请输入你的成绩：85
等级：良好

WARNING

注意条件的顺序非常重要！如果把 score >= 60 写在前面，那么 85 分也会先匹配到"及格"，后面的"良好"和"优秀"就不会执行了。程序总是从上到下匹配第一个为真的条件。

5. 嵌套 if 结构

在 if 或 else 的代码块内部，可以再写 if 语句，这就是嵌套 if。

示例：成年且男性/女性的判断

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int age;
    char gender;
    cout << "请输入年龄：";
    cin >> age;

    if (age >= 18) {
        cout << "请输入性别（M/F）：";
        cin >> gender;

        if (gender == 'M' || gender == 'm') {
            cout << "成年男性" << endl;
        } else if (gender == 'F' || gender == 'f') {
            cout << "成年女性" << endl;
        } else {
            cout << "未知性别" << endl;
        }
    } else {
        cout << "未成年人" << endl;
    }

    return 0;
}

TIP

嵌套 if 虽然功能强大，但嵌套层次不宜过深（一般不超过 3 层），否则代码会变得难以阅读。如果嵌套太深，可以考虑用逻辑运算符 &&、|| 合并条件来简化。

6. switch 语句

当判断的条件是某个变量的多个固定值时，用 switch 比 if-else if 更清晰。

语法：

switch (表达式) {
    case 值1:
        // 匹配值1时执行
        break;
    case 值2:
        // 匹配值2时执行
        break;
    // ... 更多 case ...
    default:
        // 所有 case 都不匹配时执行
        break;
}

• 表达式 的结果必须是整型（int、char 等）或枚举类型。
• case 后面的值必须是常量，不能是变量。
• break 用于跳出 switch。如果没有 break，会继续执行下一个 case（称为"穿透"）。
• default 是可选的，相当于 if 中的 else。

示例：根据星期几输出不同的提示

#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，新的一周开始了！" << endl;
            break;
        case 2:
            cout << "星期二，加油！" << endl;
            break;
        case 3:
            cout << "星期三，一周过半了！" << endl;
            break;
        case 4:
            cout << "星期四，坚持住！" << endl;
            break;
        case 5:
            cout << "星期五，马上周末了！" << endl;
            break;
        case 6:
            cout << "星期六，好好休息！" << endl;
            break;
        case 7:
            cout << "星期日，准备迎接新的一周！" << endl;
            break;
        default:
            cout << "输入错误，请输入 1-7 之间的数字。" << endl;
            break;
    }

    return 0;
}

关于 break 和穿透现象：

如果故意省略 break，程序会"穿透"到下一个 case 继续执行，直到遇到 break 或 switch 结束。

int score = 85;
switch (score / 10) {
    case 10:
    case 9:
        cout << "优秀" << endl;   // score >= 90
        break;
    case 8:
    case 7:
    case 6:
        cout << "及格" << endl;    // 60 <= score <= 89
        break;
    default:
        cout << "不及格" << endl;  // score < 60
        break;
}

利用穿透，可以让多个 case 共享同一段代码。

NOTE

switch 适合判断一个变量的固定取值（比如星期几、月份、菜单选项等）。 如果需要判断范围（如 score >= 60），用 if-else if 更合适。

7. if 和 switch 的对比

特性	if 语句	switch 语句
适用场景	范围判断、复杂逻辑条件	固定值的多分支选择
条件类型	任意布尔表达式	整型、字符型、枚举型
可读性	条件复杂时可读性较差	多个固定值时结构清晰
灵活性	更灵活，支持嵌套和复合逻辑	较严格，case 值必须是常量
性能	逐个判断	可以跳转优化，多个 case 时更快

TIP

初学阶段，建议首选 if 系列语句。当你发现有一大堆 else if 都在判断同一个变量的不同值的时候，可以考虑换成 switch。

8. 小结

• if 单分支：如果条件成立，就执行某段代码。
• if-else 双分支：二选一，条件成立走 if，否则走 else。
• if-else if-else 多分支：多选一，从上到下匹配第一个成立的条件。
• 嵌套 if：if 里面再套 if，注意层次不要太深。
• switch 语句：适合判断变量的多个固定值，记得加 break 避免穿透。
• 关系运算符的结果是 bool 类型（true / false）。

9. 练习

1. 简单判断：输入一个整数，判断它是否大于 0。如果大于 0，输出"正数"。

2. 奇偶判断：输入一个整数，判断它是奇数还是偶数。

3. 最大值：输入三个整数，输出其中最大的那个数。

4. 成绩等级：输入一个成绩（0~100），输出对应的等级：

   • 90~100 → 优秀
   • 80~89 → 良好
   • 60~79 → 及格
   • 0~59 → 不及格
   • 其他 → 输入错误

5. 季节判断：输入一个月份（1~12），用 switch 输出对应的季节：

   • 3~5 月 → 春天
   • 6~8 月 → 夏天
   • 9~11 月 → 秋天
   • 12、1、2 月 → 冬天
   • 其他 → 输入错误

6. 闰年判断：输入一个年份，判断它是否为闰年。

   闰年规则：能被 4 整除但不能被 100 整除，或者能被 400 整除。

7. 挑战题：简易计算器：输入两个整数和一个运算符（+、-、*、/），用 switch 输出运算结果。如果除数为 0，输出"错误：除数不能为 0"。