C语言之switch-case

在C语言中,switch-case 是一种多分支选择结构,用于根据变量的值执行不同的代码块。与 if-else 相比,switch-case 更适合处理多个固定值的条件判断,代码更加简洁和易读。下面我们将详细讲解 switch-case 的语法、用法和注意事项。


1.switch-case 的基本语法

语法结构

switch (表达式) {
    case 常量1:
        // 当表达式的值等于常量1时执行的代码
        break;
    case 常量2:
        // 当表达式的值等于常量2时执行的代码
        break;
    ...
    default:
        // 当表达式的值不匹配任何case时执行的代码
}

组成部分

  1. switch 表达式
  • 表达式的值必须是整型(int、char 等)或枚举类型
  • 表达式的值会与每个 case 的常量进行比较。
  1. case 常量
  • 每个 case 后面跟着一个常量值,表示可能匹配的值。
  • 常量值必须是整型常量字符常量
  1. break 语句
  • 用于结束当前 case 的执行,跳出 switch 语句。
  • 如果没有 break,程序会继续执行下一个 case 的代码(称为“贯穿”)。
  1. default 语句
  • 当表达式的值不匹配任何 case 时,执行 default 部分的代码。
  • default 是可选的,可以省略。

2.switch-case 的执行流程

  1. 计算 switch 表达式的值。
  2. 将表达式的值与每个 case 的常量进行比较:
  3. 如果匹配,则执行对应的代码块。
  4. 如果没有匹配的 case,则执行 default 部分的代码(如果有)。
  5. 遇到 break 时,跳出 switch 语句;如果没有 break,则继续执行后续 case 的代码。

3.switch-case 的示例

示例 1:基本用法

#include 

int main() {
    int day = 3;

    switch (day) {
        case 1:
            printf("星期一\n");
            break;
        case 2:
            printf("星期二\n");
            break;
        case 3:
            printf("星期三\n");
            break;
        case 4:
            printf("星期四\n");
            break;
        case 5:
            printf("星期五\n");
            break;
        default:
            printf("周末\n");
    }

    return 0;
}
  • 输出:星期三
  • 解释:
    • day 的值为 3,匹配 case 3,执行 printf("星期三\n");。
    • 遇到 break,跳出 switch 语句。

示例 2:贯穿现象

#include 

int main() {
    int day = 3;

    switch (day) {
        case 1:
        case 2:
        case 3:
        case 4:
        case 5:
            printf("工作日\n");
            break;
        case 6:
        case 7:
            printf("周末\n");
            break;
        default:
            printf("无效的日期\n");
    }

    return 0;
}
  • 输出:工作日
  • 解释:
    • day 的值为 3,匹配 case 3,但由于没有 break,程序会继续执行后续 case 的代码,直到遇到 break。

示例 3:default 的使用

#include 

int main() {
    char grade = 'B';

    switch (grade) {
        case 'A':
            printf("优秀\n");
            break;
        case 'B':
            printf("良好\n");
            break;
        case 'C':
            printf("及格\n");
            break;
        default:
            printf("不及格\n");
    }

    return 0;
}
  • 输出:良好
  • 解释:
    • grade 的值为 'B',匹配 case 'B',执行 printf("良好\n");。
    • 遇到 break,跳出 switch 语句。

4.switch-case 的注意事项

  1. case 常量必须是唯一的
  • 每个 case 的常量值不能重复。
  • 例如:
switch (x) {
    case 1: ... break;
    case 1: ... break; // 错误:重复的 case 值
}
  1. case 常量必须是编译时常量
  • case 后面的值必须是常量,不能是变量或表达式。
  • 例如:
int y = 2;
switch (x) {
    case y: ... break; // 错误:y 不是常量
}
  1. break 的作用
  • 如果没有 break,程序会继续执行后续 case 的代码,直到遇到 break 或 switch 结束。
  • 例如:
switch (x) {
    case 1:
        printf("1\n");
    case 2:
        printf("2\n");
    case 3:
        printf("3\n");
        break;
}

如果 x 的值为 1,输出:

1
2
3
  1. default 的位置
  • default 可以放在 switch 语句的任何位置,但通常放在最后。

5.switch-case 与 if-else 的比较

特性

switch-case

if-else

适用场景

多分支选择,条件为固定值(整型或字符型)。

多分支选择,条件可以是任意表达式。

可读性

代码简洁,适合处理多个固定值。

代码较长,适合复杂条件判断。

性能

通常比 if-else 更高效(跳转表优化)。

性能较差,需要逐个判断条件。


6.总结

  • switch-case:用于多分支选择,适合处理固定值的条件判断。
  • case:每个 case 后面跟着一个常量值,表示可能匹配的值。
  • break:用于结束当前 case 的执行,避免贯穿现象。
  • default:当没有匹配的 case 时执行,是可选的。

通过掌握 switch-case 的使用方法,可以编写出更加简洁和高效的多分支选择代码!

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