c语言小课堂-关系表达式

TANG JIAMEI2025-07-22

你是否曾想过，编程语言是如何理解“大于”、“小于”或者“等于”这些日常概念的？它又是如何根据这些比较结果做出“决定”的？今天，我们就来揭开C语言中“关系表达式”的神秘面纱，它正是C语言用来判断和比较的“眼睛”。

一、知识点讲解

1. 关系表达式是什么？

在C语言中，关系表达式（Relational Expression）是用来比较两个值之间关系的表达式。它的结果只能是真（非零，通常为1）或假（零）。你可以把它想象成一个“是/否”的判断器，当你给它两个数值，它会告诉你它们之间是否存在某种特定的关系。

关系表达式主要由关系运算符连接两个操作数组成。C语言提供了以下6种关系运算符：

运算符	含义	示例	结果
`<`	小于	`5 < 10`	真 (1)
`<=`	小于或等于	`10 <= 10`	真 (1)
`>`	大于	`15 > 8`	真 (1)
`>=`	大于或等于	`20 >= 20`	真 (1)
`==`	等于	`7 == 7`	真 (1)
`!=`	不等于	`3 != 5`	真 (1)

注意：

== 是“等于”运算符，用于比较两个值是否相等。
= 是“赋值”运算符，用于将右侧的值赋给左侧的变量。这是初学者最容易混淆的地方！

2. 关系表达式何时用？

关系表达式是C语言中进行条件判断的基础。在程序中，我们经常需要根据某些条件来决定程序的执行路径，比如：

当某个值满足特定条件时，执行某段代码。
当两个值相等时，执行另一种操作。
在循环中，判断循环是否应该继续。

为什么用？
没有关系表达式，我们的程序就只能像一条直线，从头到尾执行一遍，无法根据实际情况进行“思考”和“选择”。关系表达式赋予了程序“决策”的能力，让程序变得更加智能和灵活。

与关联知识点的联系与区别：

特性	关系表达式	逻辑表达式	算术表达式	赋值表达式
目的	比较值之间的关系	组合或修改布尔值	进行数值计算	将值赋给变量
结果	真（非零）或假（零）	真（非零）或假（零）	数值	赋值后的值
主要运算符	`<`, `<=`, `>`, `>=`, `==`, `!=`	`&&` (与), `		`(或),`!` (非)
应用场景	`if`、`while`、`for` 语句的条件部分	复杂条件判断	数值运算	变量初始化和更新
联系	关系表达式的结果常作为逻辑表达式的操作数	逻辑表达式可以结合多个关系表达式的结果	关系表达式的操作数可以是算术表达式的结果	赋值表达式可以用来给变量赋关系表达式的结果

简单来说，关系表达式是“判断”单元，逻辑表达式是“组合判断”单元，它们都是构建程序控制流的关键。

3. 关系表达式怎么用？

关系表达式最常见的应用场景就是在条件语句（if、else if、else）、循环语句（while、for）中作为判断条件。

示例1：if 语句中的应用

#include <stdio.h>

int main() {
    int score = 85;

    if (score >= 60) { // 关系表达式：score 是否大于或等于 60
        printf("恭喜你，考试及格了！\n");
    } else {
        printf("很遗憾，考试未及格。\n");
    }

    return 0;
}

解释： 程序会首先计算 score >= 60 这个关系表达式的值。如果 score 大于或等于 60，表达式结果为真（非零），则执行 if 后面的代码块；否则，执行 else 后面的代码块。

示例2：while 循环中的应用

#include <stdio.h>

int main() {
    int count = 0;

    while (count < 5) { // 关系表达式：count 是否小于 5
        printf("当前计数：%d\n", count);
        count++; // 每次循环 count 增加 1
    }
    printf("循环结束。\n");

    return 0;
}

解释： while 循环会不断检查 count < 5 这个关系表达式。只要表达式结果为真（即 count 小于 5），循环就会继续执行。当 count 达到 5 时，表达式结果为假，循环终止。

示例3：比较字符

#include <stdio.h>

int main() {
    char ch1 = 'A';
    char ch2 = 'a';

    if (ch1 == 'A') { // 比较字符是否相等
        printf("ch1 是大写字母 A。\n");
    }

    if (ch1 != ch2) { // 比较字符是否不相等
        printf("ch1 和 ch2 不同。\n");
    }

    // 字符也可以进行大小比较，因为它们在内存中存储的是对应的ASCII码
    if (ch1 < ch2) { // 比较 ASCII 码
        printf("大写字母的ASCII码小于小写字母的ASCII码。\n");
    }

    return 0;
}

解释： 字符在C语言中本质上是整数（ASCII码），所以它们也可以进行关系比较。

二、典型习题

选择题
以下C语言表达式中，哪个是合法的关系表达式，并且结果为真？
- A. a = 10 (假设 a 为整型变量)
- B. 7 + 3
- C. (5 > 3) && (10 < 20)
- D. x == y (假设 x 为5，y 为5)
判断题
在C语言中，if (x = 0) 和 if (x == 0) 的作用是完全相同的。
- A. 对
- B. 错
填空题
表达式 (10 <= 9) 的值为 ______。表达式 (5 != 5) 的值为 ______。
编程题
编写一个C程序，接收用户输入的两个整数 num1 和 num2。然后，程序应该判断并输出以下信息：
- 如果 num1 大于 num2，输出 “num1 is greater than num2”。
- 如果 num1 小于 num2，输出 “num1 is less than num2”。
- 如果 num1 等于 num2，输出 “num1 is equal to num2”。
编程题
编写一个C程序，模拟一个简单的学生成绩评级系统。程序接收用户输入一个整数成绩（0-100）。根据成绩输出对应的评级：
- 90-100：优秀 (Excellent)
- 80-89：良好 (Good)
- 70-79：中等 (Average)
- 60-69：及格 (Pass)
- 0-59：不及格 (Fail)
  要求使用 if-else if-else 结构，并确保条件判断的顺序和逻辑正确。

三、习题讲解

选择题
以下C语言表达式中，哪个是合法的关系表达式，并且结果为真？
- A. a = 10 (假设 a 为整型变量)
- B. 7 + 3
- C. (5 > 3) && (10 < 20)
- D. x == y (假设 x 为5，y 为5)
答案：D

解析：
- A. a = 10 是赋值表达式，它的结果是10（非零），在某些上下文中可以被解释为“真”，但它本身不是关系表达式。它的主要目的是赋值，而不是比较。
- B. 7 + 3 是算术表达式，结果是10。它不进行任何比较。
- C. (5 > 3) && (10 < 20) 是逻辑表达式，它结合了两个关系表达式。虽然结果为真，但它不是一个纯粹的关系表达式，而是逻辑表达式。
- D. x == y 是关系表达式，用于比较 x 和 y 是否相等。当 x 为5，y 为5时，5 == 5 结果为真（1）。
判断题
在C语言中，if (x = 0) 和 if (x == 0) 的作用是完全相同的。
- A. 对
- B. 错
答案：B

解析：
- if (x = 0)：这是一个赋值语句，将0赋给变量 x。赋值表达式的结果是0（即赋给 x 的值）。在C语言中，0被视为假（False）。所以，无论 x 初始值是什么，if (x = 0) 永远不会执行 if 块内的代码，而是执行 else 块（如果有的话）。
- if (x == 0)：这是一个关系表达式，用于判断 x 的值是否等于0。如果 x 的值确实是0，则表达式结果为真，执行 if 块内的代码；否则为假，不执行。
- 因此，两者的作用完全不同，= 是赋值，== 是比较。这是C语言初学者最常犯的错误之一。
填空题
表达式 (10 <= 9) 的值为 0。表达式 (5 != 5) 的值为 0。

解析：
- (10 <= 9)：10不小于也不等于9，所以这个关系是假的，结果为0。
- (5 != 5)：5等于5，所以5不等于5这个关系是假的，结果为0。

编程题
编写一个C程序，接收用户输入的两个整数 num1 和 num2。然后，程序应该判断并输出以下信息：

如果 num1 大于 num2，输出 “num1 is greater than num2”。
如果 num1 小于 num2，输出 “num1 is less than num2”。
如果 num1 等于 num2，输出 “num1 is equal to num2”。

#include <stdio.h>

int main() {
    int num1, num2;

    printf("请输入第一个整数：");
    scanf("%d", &num1);

    printf("请输入第二个整数：");
    scanf("%d", &num2);

    if (num1 > num2) { // 使用大于关系运算符
        printf("num1 is greater than num2\n");
    } else if (num1 < num2) { // 使用小于关系运算符
        printf("num1 is less than num2\n");
    } else { // 剩下的情况就是 num1 == num2
        printf("num1 is equal to num2\n");
    }

    return 0;
}

解析：

程序首先通过 scanf 获取用户输入的两个整数。
接着，使用 if-else if-else 结构进行条件判断。
第一个 if 判断 num1 > num2。如果为真，输出相应信息。
如果第一个 if 为假，则进入 else if 判断 num1 < num2。如果为真，输出相应信息。
如果以上两个条件都为假，说明 num1 既不大于 num2 也不小于 num2，那么它必然等于 num2，此时执行 else 块。
这种判断顺序确保了逻辑的严谨性，避免了重复判断和遗漏情况。

编程题
编写一个C程序，模拟一个简单的学生成绩评级系统。程序接收用户输入一个整数成绩（0-100）。根据成绩输出对应的评级：

90-100：优秀 (Excellent)
80-89：良好 (Good)
70-79：中等 (Average)
60-69：及格 (Pass)
0-59：不及格 (Fail)
要求使用 if-else if-else 结构，并确保条件判断的顺序和逻辑正确。

#include <stdio.h>

int main() {
    int score;

    printf("请输入学生成绩 (0-100)：");
    scanf("%d", &score);

    // 输入有效性检查 (可选，但推荐)
    if (score < 0 || score > 100) {
        printf("无效的成绩！成绩必须在0到100之间。\n");
        return 1; // 表示程序异常退出
    }

    if (score >= 90) { // 90-100
        printf("评级：优秀 (Excellent)\n");
    } else if (score >= 80) { // 80-89 (因为前面排除了 >=90 的情况)
        printf("评级：良好 (Good)\n");
    } else if (score >= 70) { // 70-79
        printf("评级：中等 (Average)\n");
    } else if (score >= 60) { // 60-69
        printf("评级：及格 (Pass)\n
    } else { // 0-59
        printf("评级：不及格 (Fail)\n");
    }

    return 0;
}