4-10 if语句介绍
假设你要去市场采购，室友对你说：“如果草莓在打折，就买些回来。”这便是条件语句——只有当条件（‘草莓在打折’）成立时，才会执行相应动作（“买些回来”）。
此类条件在编程中极为常见，它使我们能够在程序中实现条件行为。C++中最简单的条件语句称为if语句if statement。if语句允许我们在某个条件成立时执行一行（或多行）代码。
最简单的if语句采用以下形式：
if (condition) true_statement;
为提高可读性，通常采用以下写法：
if (condition)
true_statement;
条件condition（也称为条件表达式conditional expression）是一种评估为布尔值的表达式。
如果if语句的条件评估为布尔值true，则执行true_statement；如果条件评估为布尔值false，则跳过true_statement。
使用if语句的示例程序
给定以下程序：
#include <iostream>
int main()
{
std::cout << "Enter an integer: ";
int x {};
std::cin >> x;
if (x == 0)
std::cout << "The value is zero\n";
return 0;
}
以下是该程序运行一次的输出结果：
让我们更详细地分析其工作原理。
首先，用户输入一个整数。随后评估条件 x == 0。等号运算符 (==) 用于检测两个值是否相等。当操作数相等时，运算符 == 返回 true；否则返回 false。由于 x 的值为 0，且 0 == 0 为真，因此该表达式评估结果为 true。
由于条件评估为真，后续语句执行，输出“The value is zero”。
下面是该程序的另一轮运行：
在此情况下，x == 0 的表达式结果为 false。后续语句将被跳过，程序终止，且不会再输出任何内容。
警告
if 语句仅能条件性地执行单个语句。关于如何条件性地执行多个语句，我们将在第 8.2 课——if 语句与代码块中进行讲解。
if-else
根据上述示例，如果我们想告知用户输入的数字非零该怎么办？
我们可以这样编写代码：
#include <iostream>
int main()
{
std::cout << "Enter an integer: ";
int x {};
std::cin >> x;
if (x == 0)
std::cout << "The value is zero\n";
if (x != 0)
std::cout << "The value is non-zero\n";
return 0;
}
或者这样：
#include <iostream>
int main()
{
std::cout << "Enter an integer: ";
int x {};
std::cin >> x;
bool zero { (x == 0) };
if (zero)
std::cout << "The value is zero\n";
if (!zero)
std::cout << "The value is non-zero\n";
return 0;
}
这两个程序都比实际需要的更复杂。相反，我们可以使用if语句的另一种形式——if-else。if-else的结构如下：
if (condition)
true_statement;
else
false_statement;
如果条件评估为布尔值 true，则执行 true_statement。否则执行 false_statement。
让我们修改之前的程序，使用 if-else 语句。
#include <iostream>
int main()
{
std::cout << "Enter an integer: ";
int x {};
std::cin >> x;
if (x == 0)
std::cout << "The value is zero\n";
else
std::cout << "The value is non-zero\n";
return 0;
}
现在我们的程序将产生以下输出：
链式if语句
有时我们需要依次检查多个条件的真伪。可通过将if语句（或if-else语句）与前置if-else语句进行链式连接实现，如下所示：
#include <iostream>
int main()
{
std::cout << "Enter an integer: ";
int x {};
std::cin >> x;
if (x > 0)
std::cout << "The value is positive\n";
else if (x < 0)
std::cout << "The value is negative\n";
else
std::cout << "The value is zero\n";
return 0;
}
小于运算符（<）用于测试一个值是否小于另一个值。同样地，大于运算符（>）用于测试一个值是否大于另一个值。这两个运算符均返回布尔值。
以下是该程序多次运行的输出结果：
请注意，你可以根据需要评估的条件数量，无限次地串联if语句。在测验中我们将看到一个展示这种用法价值的示例。
布尔返回值与if语句
在上节课（4.9——布尔值）中，我们编写了这样一个使用返回布尔值函数的程序：
#include <iostream>
// returns true if x and y are equal, false otherwise
bool isEqual(int x, int y)
{
return x == y; // operator== returns true if x equals y, and false otherwise
}
int main()
{
std::cout << "Enter an integer: ";
int x {};
std::cin >> x;
std::cout << "Enter another integer: ";
int y {};
std::cin >> y;
std::cout << std::boolalpha; // print bools as true or false
std::cout << x << " and " << y << " are equal? ";
std::cout << isEqual(x, y); // will return true or false
std::cout << '\n';
return 0;
}
让我们使用if语句改进这个程序：
#include <iostream>
// returns true if x and y are equal, false otherwise
bool isEqual(int x, int y)
{
return x == y; // operator== returns true if x equals y, and false otherwise
}
int main()
{
std::cout << "Enter an integer: ";
int x {};
std::cin >> x;
std::cout << "Enter another integer: ";
int y {};
std::cin >> y;
if (isEqual(x, y))
std::cout << x << " and " << y << " are equal\n";
else
std::cout << x << " and " << y << " are not equal\n";
return 0;
}
该程序的两轮运行：
在此情况下，我们的条件表达式仅是对 isEqual 函数的调用，该函数返回一个布尔值。
非布尔条件语句
在上述所有示例中，我们的条件语句要么是布尔值（true 或 false），要么是布尔变量，要么是返回布尔值的函数。那么当条件表达式无法评估为布尔值时会发生什么？
此时条件表达式的结果将被转换为布尔值：非零值转换为布尔真，零值转换为布尔假。
因此，若我们执行如下操作：
#include <iostream>
int main()
{
int x { 4 };
if (x) // nonsensical, but for the sake of example...
std::cout << "hi\n";
else
std::cout << "bye\n";
return 0;
}
这将输出 hi，因为 x 的值为 4，而 4 是非零值，会被转换为布尔值 true，导致条件语句后的语句执行。
关键要点
if (x) 表示“如果 x 不为零/非空”。
if语句与提前返回
若函数中的return语句并非最后一条语句，则称为提前返回。此类语句将在执行时使函数返回调用方（早于函数正常返回的时间点，故称“提前”）。
无条件提前返回并无实际意义：
void print()
{
std::cout << "A" << '\n';
return; // the function will always return to the caller here
std::cout << "B" << '\n'; // this will never be printed
}
由于 std::cout << “B” << ‘\n’; 永远不会被执行，我们不妨将其移除，这样我们的返回语句就不再属于提前返回。
然而，当与 if 语句结合使用时，提前返回为函数的返回值提供了条件化处理的方式。
#include <iostream>
// returns the absolute value of x
int abs(int x)
{
if (x < 0)
return -x; // early return (only when x < 0)
return x;
}
int main()
{
std::cout << abs(4) << '\n'; // prints 4
std::cout << abs(-3) << '\n'; // prints 3
return 0;
}
当调用 abs(4) 时，x 的值为 4。由于 (x < 0) 为假，因此提前返回语句不会执行。函数在结束时将 x（值为 4）返回给调用方。
当调用 abs(-3) 时，x 的值为 -3。if (x < 0) 为真，因此提前返回执行。此时函数将 -x（值 3）返回给调用方。
历史上，提前返回曾不被认可。但在现代编程中，这种做法已更被接受，尤其当它能简化函数结构，或用于因错误条件提前终止函数时。
相关内容
关于提前返回的讨论将在第8.11节——中断与继续中进一步展开。
我们将在后续的第8.2节——if语句与代码块中继续探索if语句的相关内容。
测验时间
问题 #1
什么是提前返回，其行为特征是什么？
显示解答
提前返回是指在函数最后一行之前出现的返回语句。它会导致函数立即返回给调用方。
问题 #2
质数是指大于1且只能被1和自身整除的整数。编写程序提示用户输入0至9（含）之间的数字。若输入的数字属于该范围且为质数（2、3、5或7），则输出“该数字是质数The digit is prime”；否则输出“该数字不是质数The digit is not prime”。
显示提示
提示：使用一系列if-else语句将用户输入的数字与质数进行比较，以判断是否存在匹配项。
显示解答
#include <iostream>
bool isPrime(int x)
{
if (x == 2) // if user entered 2, the digit is prime
return true;
else if (x == 3) // if user entered 3, the digit is prime
return true;
else if (x == 5) // if user entered 5, the digit is prime
return true;
else if (x == 7) // if user entered 7, the digit is prime
return true;
return false; // if the user did not enter 2, 3, 5, 7, the digit must not be prime
}
int main()
{
std::cout << "Enter a number 0 through 9: ";
int x {};
std::cin >> x;
if ( isPrime(x) )
std::cout << "The digit is prime\n";
else
std::cout << "The digit is not prime\n";
return 0;
}
对于高级读者
如果上面isPrime()函数看起来有些冗长/重复——确实如此。我们可以用后续课程将要讲解的概念，更紧凑高效地重写isPrime()函数。
使用逻辑或运算符(||)（6.8节——逻辑运算符）：
bool isPrime(int x) { return x == 2 || x == 3 || x == 5 || x == 7; // if user entered 2 or 3 or 5 or 7 the digit is prime }使用 switch 语句（8.5 -- switch 语句基础）：
bool isPrime(int x) { switch (x) { case 2: // if the user entered 2 case 3: // or if the user entered 3 case 5: // or if the user entered 5 case 7: // or if the user entered 7 return true; // then the digit is prime } return false; // otherwise the digit must not be prime }
问题 #3
如何缩短以下代码的长度（不改变格式）？
#include <iostream>
bool isAllowedToTakeFunRide()
{
std::cout << "How tall are you? (cm)\n";
double height{};
std::cin >> height;
if (height >= 140.0)
return true;
else
return false;
}
int main()
{
if (isAllowedToTakeFunRide())
std::cout << "Have fun!\n";
else
std::cout << "Sorry, you're too short.\n";
return 0;
}
显示答案
在 isAllowedToTakeFunRide() 中无需使用 if 语句。表达式 height >= 140.0 的评估结果为布尔值，可直接返回。
bool isAllowedToTakeFunRide() { std::cout << "How tall are you? (cm)\n"; double height{}; std::cin >> height; return height >= 140.0; }你永远不需要以下形式的if语句：
if (condition) return true; else return false;这可以被单条语句的返回条件所替代。
浙公网安备 33010602011771号