C語(yǔ)言中幾種嵌套結(jié)構(gòu)的教學(xué)分析

鄧波 夏太武

摘要：C語(yǔ)言中程序常見有三種嵌套結(jié)構(gòu)，即選擇結(jié)構(gòu)嵌套、循環(huán)結(jié)構(gòu)嵌套、函數(shù)調(diào)用嵌套，筆者通過對(duì)以上結(jié)構(gòu)教學(xué)分析，告知讀者在使用的過程中三者的需要注意之處，對(duì)提高C語(yǔ)言學(xué)習(xí)效率很有好處。

關(guān)鍵詞：嵌套；循環(huán)；函數(shù)；遞歸

一、 引言

接觸過C語(yǔ)言的人都知道C語(yǔ)言是一種功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言，學(xué)好C語(yǔ)言得花很多的功夫才能學(xué)好，它功能強(qiáng)大也表現(xiàn)在自由度大、語(yǔ)句靈活、學(xué)習(xí)過程中容易出錯(cuò)，像嵌套結(jié)構(gòu)就是其中容易出錯(cuò)的部分。比如在學(xué)習(xí)選擇結(jié)構(gòu)嵌套時(shí)，學(xué)生們最容易出現(xiàn)else與if的配對(duì)問題；在循環(huán)結(jié)構(gòu)嵌套時(shí)，一些初值的設(shè)置問題；在函數(shù)嵌套調(diào)用時(shí)，特別是遞歸調(diào)用，正推與反推過程的理解問題無不困擾著初學(xué)者。對(duì)此，筆者將這三種情況集中進(jìn)行了教學(xué)分析，很大程度避免易混淆、難理解問題。

二、 選擇結(jié)構(gòu)嵌套問題

C語(yǔ)言中的選擇結(jié)構(gòu)語(yǔ)句包含單分支結(jié)構(gòu)、雙分支結(jié)構(gòu)以及多分支結(jié)構(gòu)，其中單分支結(jié)構(gòu)采用if語(yǔ)句完成，雙分支結(jié)構(gòu)采用if-else語(yǔ)句完成，而多分支結(jié)構(gòu)可采用if語(yǔ)句的嵌套，也可以采用else-if的嵌套，對(duì)于整型或字符型數(shù)據(jù)還可以switch語(yǔ)句以及switch的嵌套結(jié)構(gòu)來完成，由此可以看到選擇結(jié)構(gòu)嵌套形式是多樣的，下面對(duì)分段函數(shù)用if的兩種嵌套為例來介紹循環(huán)結(jié)構(gòu)的嵌套問題，函數(shù)如下：

注意兩個(gè)程序代碼中的嵌套部分的區(qū)別，可以看出如果采用if語(yǔ)句的嵌套，它是將復(fù)雜的部分放置在前，簡(jiǎn)單的部分放置在后，即在前面嵌套，程序中往往會(huì)連續(xù)出現(xiàn)多個(gè)if或else的情形，這個(gè)時(shí)候要注意else與if的配對(duì)問題，象程序①中的第一個(gè)if是跟第二個(gè)else進(jìn)行配對(duì)，而第二個(gè)if是跟第一個(gè)else進(jìn)行配對(duì)，這是初學(xué)者一定要注意的地方，而采用else-if語(yǔ)句嵌套，它是將復(fù)雜的部分放置在后面，簡(jiǎn)單的部分放置在前面，即在后面嵌套，if跟else往往會(huì)交替出現(xiàn)，這個(gè)時(shí)候二者的配對(duì)就難以混淆起來，程序②中第一個(gè)if是跟第一個(gè)else進(jìn)行配對(duì)，而第二個(gè)if是跟第一個(gè)else進(jìn)行配對(duì)。在if語(yǔ)句嵌套程序中，要改變if跟else的配對(duì)問題，也就是說if的嵌套部分就是一個(gè)單分支if語(yǔ)句，只有通過對(duì)嵌套部分添加{}來完成。

三、 循環(huán)結(jié)構(gòu)的嵌套問題

循環(huán)結(jié)構(gòu)嵌套對(duì)于初學(xué)者來說是一個(gè)麻煩問題，大家知道循環(huán)完成的是對(duì)有規(guī)律的操作進(jìn)行重復(fù)，找規(guī)律對(duì)初學(xué)者特別是文科類學(xué)生是頭痛的，理工科學(xué)生幾分鐘能夠考慮好的算法，文科生要十幾分鐘甚至更長(zhǎng)時(shí)間才能想清楚，簡(jiǎn)單循環(huán)稍微好些，例如，設(shè)計(jì)程序求1+2+3+…+100的和，學(xué)生們上手都快，但是把程序改成1+1/2+2/3+3/4+…+99/100，就有相當(dāng)一部分學(xué)生找不到規(guī)律，或者找到了規(guī)律也不知怎么用C語(yǔ)言表示，這是跟學(xué)生的素質(zhì)有很大關(guān)系的，當(dāng)然跟老師的講授也有一定的關(guān)系。像1-（1+2）-（1+2+3）-…-（1+2+3+…+100）的求值問題，素質(zhì)高的同學(xué)可采用單循環(huán)做，素質(zhì)一般同學(xué)的可采用循環(huán)的嵌套來做，素質(zhì)高的同學(xué)立馬想到了除了第一個(gè)數(shù)為正以外，其他每一項(xiàng)都是負(fù)的，而且每一項(xiàng)都比前一項(xiàng)多一個(gè)數(shù)，這個(gè)數(shù)有規(guī)律，素質(zhì)一般的同學(xué)想到的是要用循環(huán)的嵌套，外循環(huán)做減法，內(nèi)循環(huán)做加法，每一趟加法都是沒有任何聯(lián)系的，在循環(huán)嵌套設(shè)置中，學(xué)生們感覺普遍為難的地方就是初值的設(shè)置問題，像這個(gè)問題，對(duì)于內(nèi)循環(huán)的求和問題，表示和的變量應(yīng)該是每一趟都是從0開始的，所以這個(gè)變量應(yīng)在每一趟內(nèi)循環(huán)開始都要置0，而不能只在程序的開始部分置0。

程序分析：設(shè)置變量s=1-（1+2）-（1+2+3）-…-（1+2+3+…+100），它的初值設(shè)為1，外循環(huán)用變量i來表示第i項(xiàng)，其初值設(shè)為2，表示從第二項(xiàng)開始，變量t用來表示每一項(xiàng)的和，用內(nèi)循環(huán)來完成求t，代碼如下：

同樣是對(duì)變量賦初值，變量s，i，t，j對(duì)于賦初值都有自己的方式及位置，這也是學(xué)生們要通過大量的訓(xùn)練才能熟練的。

四、 函數(shù)嵌套調(diào)用問題

C語(yǔ)言中所有的函數(shù)都是級(jí)別相同的，在C語(yǔ)言中不允許函數(shù)嵌套定義，即在一個(gè)函數(shù)內(nèi)部再定義其他函數(shù)，但允許嵌套調(diào)用，在函數(shù)嵌套調(diào)用中，比如主函數(shù)調(diào)用函數(shù)a，而函數(shù)a在執(zhí)行過程中又調(diào)用函數(shù)b，函數(shù)b在執(zhí)行過程中又調(diào)用函數(shù)c，這樣函數(shù)c執(zhí)行完后返回b，函數(shù)b執(zhí)行完后返回a，函數(shù)a執(zhí)行完后返回主函數(shù)，這樣的函數(shù)嵌套調(diào)用需要注意的是函數(shù)的說明、定義通常要在該函數(shù)被調(diào)用之前進(jìn)行，除非被調(diào)用的函數(shù)類型是整型，這種調(diào)用通常層次不會(huì)很多，只要在函數(shù)調(diào)用過程中不要出現(xiàn)死鎖情況（即如函數(shù)a執(zhí)行時(shí)調(diào)用函數(shù)b，而函數(shù)b在執(zhí)行時(shí)又調(diào)用函數(shù)a，這樣就會(huì)出現(xiàn)直接死鎖，還有一種就是間接死鎖，情況如函數(shù)a執(zhí)行時(shí)調(diào)用函數(shù)b，而函數(shù)b在執(zhí)行時(shí)又調(diào)用函數(shù)c，而函數(shù)c在執(zhí)行時(shí)又調(diào)用函數(shù)a），在函數(shù)嵌套調(diào)用中，遞歸調(diào)用是最有代表性的嵌套調(diào)用，所謂遞歸就是函數(shù)在執(zhí)行過程中，調(diào)用自己本身，這種調(diào)用不是簡(jiǎn)單調(diào)用自身，而是在調(diào)用時(shí)要使問題的規(guī)模逐漸縮小，最后達(dá)到解決問題的目的，也就是說，一定要有結(jié)束遞歸調(diào)用的情況出現(xiàn)。例如用遞歸調(diào)用編程求5！。

通過函數(shù)的嵌套調(diào)用，我們發(fā)現(xiàn)主函數(shù)變得簡(jiǎn)單了，程序的功能都交由被調(diào)用的函數(shù)來完成。對(duì)于遞歸調(diào)用，它的正推與反推是相對(duì)應(yīng)的，一定要有一個(gè)結(jié)束正推的情況出現(xiàn)，否則就是一個(gè)有去無回的調(diào)用。

五、 總結(jié)

通過上述各種嵌套結(jié)構(gòu)的分析，我們了解了選擇結(jié)構(gòu)嵌套、循環(huán)結(jié)構(gòu)嵌套、函數(shù)嵌套調(diào)用等多種形式在使用過程中要注意的地方，這對(duì)于學(xué)好C語(yǔ)言這門課程是有所幫助的。

作者簡(jiǎn)介：

鄧波，夏太武，湖南省邵陽(yáng)市，邵陽(yáng)學(xué)院信息工程學(xué)院。