C++ 中的 switch 語句

Suraj P 2023年10月12日

C++ C++ Statement

C++ 中的 switch-case 語句
在 C++ 中使用 Switch Case 的規則和屬性
C++ 中 switch 語句和 if-else 語句之間的區別

在本文中，我們將瞭解 C++ 中的 switch 語句及其特殊屬性。

C++ 中的 `switch-case` 語句

switch-case 根據其值評估表示式，並針對 case 語句中存在的常量值列表進行測試，以根據不同的 case 執行不同的操作。

與 if-else 一樣，switch 語句是控制流語句，因為它們可以改變程式的一般流程，因為它允許表示式或變數通過 多路分支 控制流程。

語法：

switch(variable / expression)
{
case constant-expression 1:
  statements;

case constant-expression 2:
  statements;
}

示例程式碼：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
  int day = 3;
  switch (day) {
    case 1:
      cout << "Monday\n";

    case 2:
      cout << "Tuesday\n";

    case 3:
      cout << "Wednesday\n";

    case 4:
      cout << "Thursday\n";

    case 5:
      cout << "Friday\n";

    case 6:
      cout << "Saturday\n";

    case 7:
      cout << "Sunday\n";
  }
}

輸出：

Wednesday
Thursday
Friday
Saturday
Sunday

變數 day = 3 的值被評估並與相應的 case 語句 case 3 匹配，並且它包含的語句"Wednesday"被列印，但我們仍然得到剩餘的字串，因為一旦控制轉到 case 3，從那裡到 switch 塊結束的所有內容，所有語句都被列印/評估。

這就是為什麼要列印來自 cases 4,5,6,7 的語句的原因。

為了避免這種情況，我們必須修改我們的 switch-case 結構。

語法 - 修改 switch-case：

switch(variable / expression)
{
case constant-expression 1:
  statements;
  break; (optional)

case constant-expression 2:
  statements;
  break; (optional)

default:  //default statment optional
  statements;
  break;
}

break 關鍵字用於停止 switch 塊的執行並退出它。一旦條件/案例匹配，我們評估語句，中斷流程，並從 switch 塊中出來。

default 關鍵字指定在沒有大小寫匹配時執行的語句。

示例程式碼：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
  int day = 3;
  switch (day) {
    case 1:
      cout << "Monday\n";
      break;
    case 2:
      cout << "Tuesday\n";
      break;

    case 3:
      cout << "Wednesday\n";
      break;
    case 4:
      cout << "Thursday\n";
      break;

    case 5:
      cout << "Friday\n";
      break;

    case 6:
      cout << "Saturday\n";
      break;

    case 7:
      cout << "Sunday\n";
      break;

    default:
      cout << "Wrong option entereted\n";
      break;
  }
}

輸出：

Wednesday

在下一個示例中，我們還可以使用 char 進行切換。我們將看到一個檢查字元是母音還是子音的示例程式碼。

示例程式碼：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
  char x = 'u';

  switch (x) {
    case 'a':
      cout << "Vowel";
      break;
    case 'e':
      cout << "Vowel";
      break;
    case 'i':
      cout << "Vowel";
      break;
    case 'o':
      cout << "Vowel";
      break;
    case 'u':
      cout << "Vowel";
      break;

    default:
      cout << "Consonant";
      break;
  }
}

輸出：

Vowel

在 C++ 中使用 Switch Case 的規則和屬性

switch 語句中使用的表示式應該是 constant value。否則將被視為無效。

在這裡我們可以看到，只要為它們分配了固定值，就可以使用常量和變數表示式。
```
switch(1+2+3*4+5)
switch(a+b+c*d)
```
default 和 break 是可選的。即使 switch-case 沒有它們，它也可以毫無問題地執行。

switch 語句的巢狀是有效的，意味著我們可以在另一個語句中切換語句。雖然這不是一個好的程式設計習慣，但我們仍然可以利用它們。

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
  int ID = 1234;
  int password = 000;

  switch (ID) {
    case 1234:
      cout << "checking info......\n";

      switch (password) {
        case 000:
          cout << "Login successful\n";
          break;
        default:
          cout << "Password don't match please check it\n";
          break;
      }

      break;

    default:
      printf("incorrect ID");
      break;
  }
}

輸出：

checking info......
Login successful

switch 語句中使用的表示式必須是整數型別，這意味著它應該是 int、char 或 enum。否則我們會得到一個編譯錯誤。

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
  float x = 12.34;

  switch (x) {
    case 1.1:
      cout << "Yes";
      break;
    case 12.34:
      cout << "NO";
      break;
  }
}

輸出：

```text
[Error] switch quantity not an integer
```

default 塊可以在 switch 內，但僅在沒有匹配的情況下執行。

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
  int x = 45;
  switch (x) {
    default:
      cout << "It's not 1 or 2";
      break;
    case 1:
      cout << "It's a 1";
      break;
    case 2:
      cout << "It's a 2";
      break;
  }
}

輸出：

It's not 1 or 2

case 上面寫的語句永遠不會執行。一旦 switch 語句被評估，控制轉移到匹配的情況或 default 塊（如果存在）。

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
  int x = 45;
  switch (x) {
    cout << "Tony is Iron Man\n";
    case 1:
      cout << "It's a 1";
      break;
    case 2:
      cout << "It's a 2";
      break;

    default:
      cout << "It's not 1 or 2";
      break;
  }
}

輸出：

```text
It's not 1 or 2
```

不允許重複的案例標籤。如果給出，我們將得到一個編譯錯誤。

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
  int x = 45;
  switch (x) {
    case 45:
      cout << "Iron Man";
      break;

    case 40 + 5:
      cout << "tony stark";
      break;

    default:
      cout << "It's not 1 or 2";
      break;
  }
}

輸出：

[Error] duplicate case value

案例標籤也應該是不變的。否則，我們會得到一個編譯錯誤。

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
  int x = 2;
  int arr[] = {100, 200, 300};
  switch (x) {
    case arr[0]:
      cout << "Iron Man";
      break;

    case arr[1]:
      cout << "tony stark";
      break;

    case arr[2]:
      cout << "It's not 1 or 2";
      break;
  }
}

輸出：

[Error] the value of 'arr' is not usable in a constant expression

我們可以對執行相同任務的所有 case 語句進行分組。

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
  char x = 'A';

  switch (x) {
    case 'a':
    case 'e':
    case 'i':
    case 'o':
    case 'u':
    case 'A':
    case 'E':
    case 'I':
    case 'O':
    case 'U':
      cout << "Vowel";
      break;

    default:
      cout << "consonant";
  }
}

C++ 中 `switch` 語句和 `if-else` 語句之間的區別

當我們有許多 if-else 語句時，編譯器必須檢查所有語句，直到找到有效匹配。而在 switch-case 中，如果我們只想執行某個程式碼塊，並且滿足某個條件，則使用語句。

以下示例檢查字元是否為字母表。

示例程式碼：

char x = '+';

if (x == 'A')
....

    else if (x == 'B')...

    else if (x == 'C')...

    ....else cout
    << "Not an alphabet"

由於+ 不是字母表，到達最後一個需要更長的時間，因為它必須首先檢查每個先前的條件。如果使用 switch-case 實現，當案例/條件的數量非常大時，它會使用查詢表或雜湊列表。

這意味著所有專案都獲得相同的訪問時間。所以，當我們有很多 cases/conditions 時，switch 比 if-else 更受歡迎，因為它更快。

作者： Suraj P

A technophile and a Big Data developer by passion. Loves developing advance C++ and Java applications in free time works as SME at Chegg where I help students with there doubts and assignments in the field of Computer Science.

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