C语言中几种嵌套结构的教学分析

邓波 夏太武

摘要：C语言中程序常见有三种嵌套结构，即选择结构嵌套、循环结构嵌套、函数调用嵌套，笔者通过对以上结构教学分析，告知读者在使用的过程中三者的需要注意之处，对提高C语言学习效率很有好处。

关键词：嵌套；循环；函数；递归

一、 引言

接触过C语言的人都知道C语言是一种功能强大的计算机编程语言，学好C语言得花很多的功夫才能学好，它功能强大也表现在自由度大、语句灵活、学习过程中容易出错，像嵌套结构就是其中容易出错的部分。比如在学习选择结构嵌套时，学生们最容易出现else与if的配对问题；在循环结构嵌套时，一些初值的设置问题；在函数嵌套调用时，特别是递归调用，正推与反推过程的理解问题无不困扰着初学者。对此，笔者将这三种情况集中进行了教学分析，很大程度避免易混淆、难理解问题。

二、 选择结构嵌套问题

C语言中的选择结构语句包含单分支结构、双分支结构以及多分支结构，其中单分支结构采用if语句完成，双分支结构采用if-else语句完成，而多分支结构可采用if语句的嵌套，也可以采用else-if的嵌套，对于整型或字符型数据还可以switch语句以及switch的嵌套结构来完成，由此可以看到选择结构嵌套形式是多样的，下面对分段函数用if的两种嵌套为例来介绍循环结构的嵌套问题，函数如下：

注意两个程序代码中的嵌套部分的区别，可以看出如果采用if语句的嵌套，它是将复杂的部分放置在前，简单的部分放置在后，即在前面嵌套，程序中往往会连续出现多个if或else的情形，这个时候要注意else与if的配对问题，象程序①中的第一个if是跟第二个else进行配对，而第二个if是跟第一个else进行配对，这是初学者一定要注意的地方，而采用else-if语句嵌套，它是将复杂的部分放置在后面，简单的部分放置在前面，即在后面嵌套，if跟else往往会交替出现，这个时候二者的配对就难以混淆起来，程序②中第一个if是跟第一个else进行配对，而第二个if是跟第一个else进行配对。在if语句嵌套程序中，要改变if跟else的配对问题，也就是说if的嵌套部分就是一个单分支if语句，只有通过对嵌套部分添加{}来完成。

三、 循环结构的嵌套问题

循环结构嵌套对于初学者来说是一个麻烦问题，大家知道循环完成的是对有规律的操作进行重复，找规律对初学者特别是文科类学生是头痛的，理工科学生几分钟能够考虑好的算法，文科生要十几分钟甚至更长时间才能想清楚，简单循环稍微好些，例如，设计程序求1+2+3+…+100的和，学生们上手都快，但是把程序改成1+1/2+2/3+3/4+…+99/100，就有相当一部分学生找不到规律，或者找到了规律也不知怎么用C语言表示，这是跟学生的素质有很大关系的，当然跟老师的讲授也有一定的关系。像1-（1+2）-（1+2+3）-…-（1+2+3+…+100）的求值问题，素质高的同学可采用单循环做，素质一般同学的可采用循环的嵌套来做，素质高的同学立马想到了除了第一个数为正以外，其他每一项都是负的，而且每一项都比前一项多一个数，这个数有规律，素质一般的同学想到的是要用循环的嵌套，外循环做减法，内循环做加法，每一趟加法都是没有任何联系的，在循环嵌套设置中，学生们感觉普遍为难的地方就是初值的设置问题，像这个问题，对于内循环的求和问题，表示和的变量应该是每一趟都是从0开始的，所以这个变量应在每一趟内循环开始都要置0，而不能只在程序的开始部分置0。

程序分析：设置变量s=1-（1+2）-（1+2+3）-…-（1+2+3+…+100），它的初值设为1，外循环用变量i来表示第i项，其初值设为2，表示从第二项开始，变量t用来表示每一项的和，用內循环来完成求t，代码如下：

同样是对变量赋初值，变量s，i，t，j对于赋初值都有自己的方式及位置，这也是学生们要通过大量的训练才能熟练的。

四、 函数嵌套调用问题

C语言中所有的函数都是级别相同的，在C语言中不允许函数嵌套定义，即在一个函数内部再定义其他函数，但允许嵌套调用，在函数嵌套调用中，比如主函数调用函数a，而函数a在执行过程中又调用函数b，函数b在执行过程中又调用函数c，这样函数c执行完后返回b，函数b执行完后返回a，函数a执行完后返回主函数，这样的函数嵌套调用需要注意的是函数的说明、定义通常要在该函数被调用之前进行，除非被调用的函数类型是整型，这种调用通常层次不会很多，只要在函数调用过程中不要出现死锁情况（即如函数a执行时调用函数b，而函数b在执行时又调用函数a，这样就会出现直接死锁，还有一种就是间接死锁，情况如函数a执行时调用函数b，而函数b在执行时又调用函数c，而函数c在执行时又调用函数a），在函数嵌套调用中，递归调用是最有代表性的嵌套调用，所谓递归就是函数在执行过程中，调用自己本身，这种调用不是简单调用自身，而是在调用时要使问题的规模逐渐缩小，最后达到解决问题的目的，也就是说，一定要有结束递归调用的情况出现。例如用递归调用编程求5！。

通过函数的嵌套调用，我们发现主函数变得简单了，程序的功能都交由被调用的函数来完成。对于递归调用，它的正推与反推是相对应的，一定要有一个结束正推的情况出现，否则就是一个有去无回的调用。

五、 总结

通过上述各种嵌套结构的分析，我们了解了选择结构嵌套、循环结构嵌套、函数嵌套调用等多种形式在使用过程中要注意的地方，这对于学好C语言这门课程是有所帮助的。

作者简介：

邓波，夏太武，湖南省邵阳市，邵阳学院信息工程学院。