C++ switch 语句

在 C++ 中，switch 语句是一种专门用来匹配多个固定值的多分支选择结构。相比 if...else 语句，当我们需要拿同一个变量去匹配几个确定的固定选项时，使用 switch 语句会让分支排列更加工整直观。

C++ switch 语法

在 C++ 中，switch 语句通过 switch、case、break 和 default 这几个关键字配合使用。

语法：

switch (判断值) {
    case 取值 1:
        // 语句块 1
        break;
    case 取值 2:
        // 语句块 2
        break;
    default:
        // 默认语句块
        break;
}

说明：

从英文意思来看，switch 是 “开关”，case 是 “情况”，break 是 “断开”，default 是 “默认”。小伙伴们结合英文原意来理解，就很容易记住了。

程序执行时，会先计算小括号里 “判断值” 的结果，再从上往下依次对比哪一个 case 的取值与它相等。找到匹配的分支后就会执行里面的代码，遇到 break; 便跳出整个 switch 结构。如果所有 case 都不匹配，则执行 default 后面的代码。

需要注意的是，case 和 default 后面写的是英文冒号（:），而不是英文分号（;）。

C++ switch 示例

在实际开发中，switch 语句非常常用，下面我们通过几个简单的例子来看看它是如何使用的。

示例 1：switch 语句的基本用法

#include <iostream>

int main() {
    int day = 5;

    switch (day) {
        case 1:
            std::cout << "今天是星期一\n";
            break;
        case 2:
            std::cout << "今天是星期二\n";
            break;
        case 3:
            std::cout << "今天是星期三\n";
            break;
        case 4:
            std::cout << "今天是星期四\n";
            break;
        case 5:
            std::cout << "今天是星期五\n";
            break;
        case 6:
            std::cout << "今天是星期六\n";
            break;
        default:
            std::cout << "今天是星期日\n";
            break;
    }

    return 0;
}

运行结果如下。

今天是星期五

分析：

在这个例子中，变量 day 的值为 5。程序从第一个 case 开始往下对比，直到匹配上 case 5，输出 “今天是星期五”。紧接着遇到 break;，直接退出整个 switch 结构，后面的 case 6 和 default 都不会再执行了。

除了匹配整数之外，switch 也经常用来匹配 char 字符类型，因为字符在底层同样是按整数（ASCII 码）存储的。

示例 2：使用 switch 匹配字符

#include <iostream>

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

    switch (grade) {
        case 'A':
            std::cout << "优秀\n";
            break;
        case 'B':
            std::cout << "良好\n";
            break;
        case 'C':
            std::cout << "及格\n";
            break;
        default:
            std::cout << "需要继续努力\n";
            break;
    }

    return 0;
}

运行结果如下。

良好

分析：

grade 是 char 类型的变量，值为 'B'，因此匹配到 case 'B' 分支，输出 “良好”。如果把 grade 的值改为 'D'，由于前面的 case 都无法匹配，程序就会进入 default 分支，输出 “需要继续努力”。

这里还要留意，每个 case 后面的取值都必须是整数、字符或 const 常量等固定值。如果像下面这样把普通变量 target 写在 case 后面，编译时就会直接报错：

int target = 2;

switch (day) {
    case target:
        std::cout << "今天是星期二\n";
        break;
}

对于 switch 和 case 的匹配过程，大家都很容易理解。但不少初学的小伙伴会感到好奇：“为什么每个 case 分支最后都要写一句 break; 呢？如果不写会发生什么？” 下面我们来看一个例子。

示例 3：漏写 break 导致的穿透

#include <iostream>

int main() {
    int day = 5;

    switch (day) {
        case 1:
            std::cout << "今天是星期一\n";
        case 2:
            std::cout << "今天是星期二\n";
        case 3:
            std::cout << "今天是星期三\n";
        case 4:
            std::cout << "今天是星期四\n";
        case 5:
            std::cout << "今天是星期五\n";
        case 6:
            std::cout << "今天是星期六\n";
        default:
            std::cout << "今天是星期日\n";
    }

    return 0;
}

运行结果如下。

今天是星期五
今天是星期六
今天是星期日

分析：

day 的值明明是 5，为什么除了输出 “今天是星期五” 之外，还把后面的星期六和星期日也一并打印出来了呢？其实，这就是缺少 break 语句的结果。

在 switch 语句中，case 只相当于进入分支的一个 “入口标签”，并不会自动把各个分支隔开。程序从 case 5 进入后，因为末尾没有遇到 break; 跳出，就会顺着往下把 case 6 和 default 里的代码也全部执行一遍，直到整个 switch 结束。

这种现象称为 “case 穿透”。因此，当各个分支彼此独立时，小伙伴们一定要记得在每个 case 分支末尾加上 break;。至于放在最末尾的 default 分支，后面已经没有其他分支了，break; 可加可不加，平时统一加上会更稳妥。

深入了解 C++ switch 语句

掌握基本用法后，我们再来看看 switch 语句的常见合并写法，以及它与 if...else 的选型原则。

1. 多个 case 共用一组语句

当多个不同的取值需要执行同一段逻辑时，我们可以反过来利用穿透特性，把多个 case 连在一起写。

示例 4：多个 case 共用一组语句

#include <iostream>

int main() {
    int day = 3;

    switch (day) {
        case 1:
        case 2:
        case 3:
        case 4:
        case 5:
            std::cout << "工作日\n";
            break;
        case 6:
        case 7:
            std::cout << "周末\n";
            break;
        default:
            std::cout << "输入的星期数不正确\n";
            break;
    }

    return 0;
}

运行结果如下。

工作日

分析：

在这个例子中，当 day 为 1 到 5 中的任意一个整数时，都会顺着执行 case 5 后面的代码，输出 “工作日” 并遇到 break; 跳出。当 day 为 6 或 7 时，则会输出 “周末”。

此外，switch 语句中的 default 分支并不是必须写的。当没有任何 case 匹配成功且省略了 default 分支时，整个 switch 语句会直接结束，不会做任何处理。

2. switch 与 if...else 如何选择？

在实际开发中，switch 和 if...else 语句都能实现多分支判断，我们可以按照以下 2 条标准来选择：

• 优先使用 switch 语句：拿同一个整型或字符变量去匹配几个确定的固定值时，分支排列更加工整清晰。
• 使用 if...else 语句：需要判断数值区间，比如判断分数是否在 60 到 80 之间，或者需要判断浮点数、字符串等类型时，只能使用 if...else 语句。