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C語言實現學生成績等級判斷：if-else與switch案例教學

編輯：C 語言問答

C語言實現學生成績等級判斷：if-else與switch案例教學

「輸入一個學生成績，判斷優、良、及格」是C語言分支結構教學中最經典的入門案例。本文不僅提供標準代碼，更深入解析分支邏輯優化、邊界處理、擴展性設計與工程化規範，助你從「能跑通」進階到「寫得好」。

一、標準if-else實現 (教材級)

#include <stdio.h>

int main() {
    int score = 0;
    
    printf("請輸入學生成績 (0-100): ");
    if (scanf("%d", &score) != 1) {
        printf("輸入錯誤：請輸入整數\n");
        return 1;
    }
    
    if (score < 0 || score > 100) {
        printf("輸入錯誤：成績範圍 0-100\n");
        return 1;
    }
    
    if (score >= 90) {
        printf("等級：優\n");
    } else if (score >= 80) {
        printf("等級：良\n");
    } else if (score >= 60) {
        printf("等級：及格\n");
    } else {
        printf("等級：不及格\n");
    }
    
    return 0;
}

二、switch-case實現 (技巧版)

利用整除特性將分數映射到case標簽：

switch (score / 10) {
    case 10:
    case 9:  printf("等級：優\n"); break;
    case 8:  printf("等級：良\n"); break;
    case 7:
    case 6:  printf("等級：及格\n"); break;
    default: printf("等級：不及格\n");
}

注意：需先校驗`score`在0-100範圍內，否則負數或>100會進入`default`誤判。

三、查表法實現 (高性能/可配置版)

將等級邏輯數據化，便於動態調整閾值：

typedef struct {
    int min_score;
    const char *grade;
} GradeThreshold;

const GradeThreshold thresholds[] = {
    {90, "優"},
    {80, "良"},
    {60, "及格"},
    {0,  "不及格"}
};
const int threshold_count = sizeof(thresholds) / sizeof(thresholds[0]);

const char* get_grade(int score) {
    for (int i = 0; i < threshold_count; i++) {
        if (score >= thresholds[i].min_score)
            return thresholds[i].grade;
    }
    return "無效"; // 理論上不可達
}

四、工程化增強：輸入驗證、錯誤處理、單元測試

// 穩健輸入函數
int read_score(int *out_score) {
    char buf[64];
    if (!fgets(buf, sizeof(buf), stdin)) return 0; // EOF
    char *endptr;
    long val = strtol(buf, &endptr, 10);
    if (endptr == buf || *endptr != '\n') return 0; // 非純數字
    if (val < 0 || val > 100) return 0;
    *out_score = (int)val;
    return 1;
}

// 單元測試 (簡易版)
void test_grade() {
    struct { int score; const char *expected; } cases[] = {
        {100, "優"}, {95, "優"}, {90, "優"},
        {89, "良"}, {80, "良"},
        {79, "及格"}, {60, "及格"},
        {59, "不及格"}, {0, "不及格"},
        {-1, "無效"}, {101, "無效"}
    };
    for (int i = 0; i < sizeof(cases)/sizeof(cases[0]); i++) {
        const char *got = get_grade(cases[i].score);
        if (strcmp(got, cases[i].expected) != 0) {
            printf("FAIL: score=%d expected=%s got=%s\n", 
                   cases[i].score, cases[i].expected, got);
        }
    }
    printf("測試完成\n");
}

五、常見錯誤與避坑指南

錯誤代碼	問題	修正
`if (score > 90)`	邊界錯誤：90分應為「優」	`if (score >= 90)`
`if (score >= 60) ... else if (score >= 80)`	順序錯誤：80分會被第一條捕獲	按降序排列條件：90→80→60
`scanf("%d", score)`	缺少取地址符 `&`	`scanf("%d", &score)`
無輸入驗證直接判斷	非數字/超範圍導致未定義行為	必須檢查`scanf`返回值與範圍
使用`float`存儲分數	浮點比較精度陷阱	成績用`int`，必要時用定點數

六、擴展練習：多門課程綜合評價

// 結構體封裝學生信息
typedef struct {
    char name[32];
    int scores[5]; // 5門課
    double avg;
    const char *level;
} Student;

void evaluate(Student *s) {
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < 5; i++) sum += s->scores[i];
    s->avg = sum / 5.0;
    
    if (s->avg >= 90) s->level = "優秀";
    else if (s->avg >= 80) s->level = "良好";
    else if (s->avg >= 60) s->level = "及格";
    else s->level = "不及格";
}

這個看似簡單的案例，實則蘊含了「分支結構設計、邊界條件處理、數據驅動邏輯、錯誤防禦性編程、可測試性」等工程核心思想。建議初學者：先寫出正確的if-else版本，再嘗試switch、查表法，最後補全輸入驗證與單元測試，體會代碼從「能用」到「好用」的演進。