分支控制：switch 语句

switch 语句

switch语句是一种多路判定语句，它测试表达式是否与一些常量数值中的某一个值匹配，并执行相应的分支动作。

switch (表达式)
{
    case 常量表达式:
        语句序列

    case 常量表达式:
        语句序列

    default:
        语句序列
}

每一个由case语句表达的分支，都由一个 class="highlight">整型常量或常量表达式标记；如果某个分支与表达式的值匹配，则从该分支开始向后执行。

int a = 3;

switch (1)
{
case 1:   printf("1\n");      // Ok：1是常量
case 2:   printf("2\n");      // Ok：2是常量
case 'a': printf("'a'\n");    // Ok：'a'是常量
case a:   printf("a\n");      // Error：a是变量
case 1.2: printf("1.2\n");    // Error：1.2不是整型常量
}

当前switch的表达式与 case 1 相匹配，所以整个switch语句从该分支开始执行。注释掉错误语句后，程序的输出结果有些意外，虽然程序仅与 case 1 匹配，但后续的case语句序列也被执行了。

我们可以想像编译器把上面的switch语句翻译成下面的图示：

• case中的所有标签在前面，语句序列在后面。
• tag值为1，是switch中表达式的值，与label #1匹配。
• 然后程序跳转到printf("1\n");处执行
• 完成后继续执行后面的语句

tag(1) ======> label #1: 1 -----------+ 匹配后跳转
               label #2: 2            |
               label #3: 'a'          |
                                      |
               printf("1\n")<---------+
               printf("2\n")          | 向下继续执行
               printf("'a'\n")        |
                                      v

switch语句中case分支表达式不能重复。

switch (3 - 2)
{
    case 1: printf("1\n");  // Ok：常量1
    case 2: printf("2\n");  // Ok
    case 1: printf("1\n");  // Error：已经存在常量标签1
}

switch语句可以有一个default语句，用于处理没有匹配到标签的情形。

int a = 'a';
switch (a)
{
    case 'b':   printf("b");
    case 'c':   printf("c");
    default:    printf("default"); // 执行这条语句
}

如果switch语句没有default分支也没有匹配到其他分支，则该switch语句不执行任何动作，所以下面的示例没有任何输出。

int a = 89;
int b = 72;

switch (a - b)
{
    case 15:   printf("15");
    case 16:   printf("16");
}

switch语句的各分支及default分支的排列次序是任意的。

switch (2)
{
case 2:   printf("2\n");
case 1:   printf("1\n");
case 'a': printf("'a'\n");
default:  printf("default\n");
}

输出：

2
1
'a'
default

注意，这里强调的是分支的排列次数，而不是程序执行结果。所以，你也可以这样排序匹配语句：

#include <stdio.h>

int main()
{
    switch (2)
    {
    default:  printf("default\n");
    case 'a': printf("'a'\n");
    case 2:   printf("2\n");
    case 1:   printf("1\n");
    }

    printf("========================\n");

    switch ('a')
    {
    case 2:   printf("2\n");
    case 'a': printf("'a'\n");
    default:  printf("default\n");
    case 1:   printf("1\n");
    }

    return 0;
}

switch语句的一组标签可以共享一段程序流程。下面的程序用于判断字符letter是否为元音字母（这里省略了大写字母的处理），就是运用了这种技巧。不过，由于switch语句在匹配分支后仍会向后执行的原因，程序在匹配元音字母后，仍会输出default分支的信息。

#include <stdio.h>

int main()
{
    char letter = 'a';
    printf("The letter '%c' is a ", letter);

    switch (letter)
    {
    case 'a':
    case 'e':
    case 'i':
    case 'o':
    case 'u':
        printf("vowel\n");

    default:
        printf("consonant\n");
    }

    printf("here...\n");

    return 0;
}

break语句

终止switch分支语句向下流动的方法是使用break关键字。当分支执行了break语句后，所属的switch语句将被终止。现在我们使用break语句修复上面的代码让它正确工作。

#include <stdio.h>

int main()
{
    char letter = 'a';
    printf("The letter '%c' is a ", letter);

    switch (letter)
    {
    case 'a':
    case 'e':
    case 'i':
    case 'o':
    case 'u':
        printf("vowel\n");
        break;

    default:
        printf("consonant\n");
        break;
    }

    printf("here...\n");

    return 0;
}

练习

1 编写一个switch语句，让case分支执行多条语句。

2 编写一个switch语句，尝试在case中定义变量并随意模拟一些操作，看看程序的表现。

3 根据语法规则可以看到，case的语句序列也可是switch语句，尝试编写这样的程序。

4 探索一下switch与if语句的有什么异同。