switch 语句

请考虑这样一个现实问题：输入一个不大于 5 的正整数，输出它的英文单词。那么运用 if 语句，你可以写出：

    int a;
    cin >> a;
    if (a == 1) {
        cout << "one" << endl;
    } else if (a == 2) {
        cout << "two" << endl;
    } else if (a == 3) {
        cout << "three" << endl;
    } else if (a == 4) {
        cout << "four" << endl;
    } else if (a == 5) {
        cout << "five" << endl;
    } else {
        cout << "wrong" << endl;
    }

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    int a;
    cin >> a;
    if (a == 1) {
        cout << "one" << endl;
    } else if (a == 2) {
        cout << "two" << endl;
    } else if (a == 3) {
        cout << "three" << endl;
    } else if (a == 4) {
        cout << "four" << endl;
    } else if (a == 5) {
        cout << "five" << endl;
    } else {
        cout << "wrong" << endl;
    }
}

你会发现这样写有一点繁琐。switch 语句可以一定程度上简化这种逻辑的写法。来看看 switch 语句如何实现：

    int a;
    cin >> a;
    switch (a) {
        case 1: cout << "one" << endl; break;
        case 2: cout << "two" << endl; break;
        case 3: cout << "three" << endl; break;
        case 4: cout << "four" << endl; break;
        case 5: cout << "five" << endl; break;
        default: cout << "wrong" << endl; break;
    }

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    int a;
    cin >> a;
    switch (a) {
        case 1: cout << "one" << endl; break;
        case 2: cout << "two" << endl; break;
        case 3: cout << "three" << endl; break;
        case 4: cout << "four" << endl; break;
        case 5: cout << "five" << endl; break;
        default: cout << "wrong" << endl; break;
    }
}

这段代码可以很好地完成任务，你可以自己试一下。现在来仔细观察一下这段代码，其中 switch 语句的典型结构大致是这样的：

switch (表达式) {
    case 常量1: 语句...
    case 常量2: 语句...
    ...: ...
    default: 语句...
}

switch 语句的执行过程是这样的：计算 表达式 的值，然后依次检查逐个 case 后面的常量：若 表达式 的值和 常量1 相等，则开始执行 常量1 后面的语句；否则，若 表达式 的值和 常量2 相等，则开始执行 常量2 后面的语句。这样一直做下去，如果 表达式 的值和上述任意一个常量都不相等，则开始执行 default: 后面的语句。

其中，case 常量: 和 default: 被称为标号（Label），它决定了程序执行 switch 语句的入口。也就是说，标号决定了程序从哪里开始执行语句，但没有决定到哪里结束执行语句。

为什么这样说？你会发现上面程序有一些东西我还没有讲：每一行最后的 break; 是什么？break 是 C++ 的一个关键字，它再加上一个分号就组成了 break 语句。为了体现 break 语句的作用，你可以先把它们都删掉：

    int a;
    cin >> a;
    switch (a) {
        case 1: cout << "one" << endl;
        case 2: cout << "two" << endl;
        case 3: cout << "three" << endl;
        case 4: cout << "four" << endl;
        case 5: cout << "five" << endl;
        default: cout << "wrong" << endl;
    }

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    int a;
    cin >> a;
    switch (a) {
        case 1: cout << "one" << endl;
        case 2: cout << "two" << endl;
        case 3: cout << "three" << endl;
        case 4: cout << "four" << endl;
        case 5: cout << "five" << endl;
        default: cout << "wrong" << endl;
    }
}

然后你可以尝试编译运行：

¶3↵
three
four
five
wrong

你会发现运行的结果不一样了：当输入 3 的时候，它把第六行到第九行的所有语句都执行了。这是因为，标号只规定了 switch 执行的入口，而没有指定出口。当 a 为 3 的时候，程序会检查每一个 case 标号的常量是否与 a 相等，在第六行的 case 3: 这个标号处成立，于是开始执行它后面的所有语句：第六行输出 three 、第七行输出 four 、第八行输出 five ，最后一行输出 wrong 。由于没有规定出口，因此程序会一直执行到 switch 语句的大括号结束。

那么这个时候就轮到 break 语句出场了。在 switch 语句中，执行 break 语句会退出 switch 语句的执行。因此，在每个标号的“最后”加上 break 语句，就可以实现程序入口和出口的统一。比如在最初的那段代码中，当 a 为 3 的时候，程序在第六行进入，执行输出语句，随后执行 break 语句，便退出了 switch。这就是我们想要的结果了。

在某些时候，入口和出口不必统一。比如写一个程序判断输入的字母是否为“元音字母”，那么可以直接：

char c;
cin >> c;
switch (c) {
    case 'a':
    case 'e':
    case 'i':
    case 'o':
    case 'u': cout << "Yes" << endl; break;
    default: cout << "No" << endl; break;
}

这里，前四个标号没有“对应的” break 语句，那么进入这四个标号就会直接执行第五个标号 case 'u' 下面的输出语句；因此对于这五个标号都可以输出 Yes 并退出。若不是元音字母，则落入 default 标号，此时输出 No 并退出。（default 标号的 break 语句是可选的。）

switch 语句中，控制穿过其它 case 标号的行为（即不写 break 语句）称为直落（Fall through）。编译器可能对直落发出警告。你可以用 [[fallthrough]] 属性来避免这一警告。

注意事项

switch 语句中的 表达式 必须是整数类型或者可以隐式转换为整数类型；case 标号中的常量必须可以隐式转换为与 表达式 相同的类型。

尽量避免在 switch 语句中使用声明语句。若使用，你可能需要用复合语句的形式将其括起，因为编译器可能不允许某些变量的声明跨越标号。

switch 语句的主体部分是一个复合语句，但也可以是任意的其它语句，比如某些极客可能会写出 switch (...) for (...) { } 之类的代码。

if 语句和 switch 语句在条件表达式的位置上也可以放单个变量、带初始化器的声明（没有分号）。此时进入分支的条件取决于这个被声明并定义的变量（可能按语境隐式转换）的值。