C語言中幾種嵌套結(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，對提高C語言學(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語言的人都知道C語言是一種功能強大的計算機編程語言，學(xué)好C語言得花很多的功夫才能學(xué)好，它功能強大也表現(xiàn)在自由度大、語句靈活、學(xué)習(xí)過程中容易出錯，像嵌套結(jié)構(gòu)就是其中容易出錯的部分。比如在學(xué)習(xí)選擇結(jié)構(gòu)嵌套時，學(xué)生們最容易出現(xiàn)else與if的配對問題；在循環(huán)結(jié)構(gòu)嵌套時，一些初值的設(shè)置問題；在函數(shù)嵌套調(diào)用時，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。對此，筆者將這三種情況集中進行了教學(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語言中的選擇結(jié)構(gòu)語句包含單分支結(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語句完成，雙分支結(jié)構(gòu)采用if-else語句完成，而多分支結(jié)構(gòu)可采用if語句的嵌套，也可以采用else-if的嵌套，對于整型或字符型數(shù)據(jù)還可以switch語句以及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：

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

三、 循環(huán)結(jié)構(gòu)的嵌套問題

循環(huán)結(jié)構(gòu)嵌套對于初學(xué)者來說是一個麻煩問題，大家知道循環(huán)完成的是對有規(guī)律的操作進行重復(fù)，找規(guī)律對初學(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時間才能想清楚，簡單循環(huán)稍微好些，例如，設(shè)計程序求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數(shù)為正以外，其他每一項都是負的，而且每一項都比前一項多一個數(shù)，這個數(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，像這個問題，對于內(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，其初值設(shè)為2，表示從第二項開始，變量t用來表示每一項的和，用內(nèi)循環(huán)來完成求t，代碼如下：

同樣是對變量賦初值，變量s，i，t，j對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語言中所有的函數(shù)都是級別相同的，在C語言中不允許函數(shù)嵌套定義，即在一個函數(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)行時調(diào)用函數(shù)b，而函數(shù)b在執(zhí)行時又調(diào)用函數(shù)a，這樣就會出現(xiàn)直接死鎖，還有一種就是間接死鎖，情況如函數(shù)a執(zhí)行時調(diào)用函數(shù)b，而函數(shù)b在執(zhí)行時又調(diào)用函數(shù)c，而函數(shù)c在執(zhí)行時又調(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)用不是簡單調(diào)用自身，而是在調(diào)用時要使問題的規(guī)模逐漸縮小，最后達到解決問題的目的，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)變得簡單了，程序的功能都交由被調(diào)用的函數(shù)來完成。對于遞歸調(diào)用，它的正推與反推是相對應(yīng)的，一定要有一個結(jié)束正推的情況出現(xiàn)，否則就是一個有去無回的調(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，這對于學(xué)好C語言這門課程是有所幫助的。

作者簡介：

鄧波，夏太武，湖南省邵陽市，邵陽學(xué)院信息工程學(xué)院。