Оператор switch (C)
Операторы switch и case помогают управлять сложными условными операциями и операциями ветвления. Оператор switch передает управление в оператор внутри своего тела.
Синтаксис
selection-statement :
switch ( expression ) statement
labeled-statement :
case constant-expression : statement
default : statement
Комментарии
Оператор switch передает управление одному из labeled-statement в своем теле в зависимости от значения expression .
Значения expression и значение каждого constant-expression должны иметь целочисленный тип. Выражение constant-expression должно иметь однозначное константное целочисленное значение во время компиляции.
Управление передается оператору case , значение constant-expression которого соответствует значению выражения expression . Оператор switch может содержать неограниченное число экземпляров case . Однако значения ни одной из пар выражений constant-expression в одном операторе switch не должны совпадать. Выполнение тела оператора switch начинается с первого соответствующего оператора labeled-statement или после него. Выполнение продолжается до конца тела оператора или пока оператор break не передаст управление за пределы тела.
Оператор switch обычно используется следующим образом:
switch ( expression ) < // declarations // . . . case constant_expression: // statements executed if the expression equals the // value of this constant_expression break; default: // statements executed if expression does not equal // any case constant_expression >Оператор break можно использовать для завершения обработки определенного оператора с меткой в операторе switch . Он выполняет ветвление до конца оператора switch . Без оператора break выполнение программы продолжается до следующего оператора с меткой. Операторы будут выполняться до достижения оператора break или конца всего оператора. В некоторых случаях может требоваться именно такое поведение.
Оператор default выполняется, если ни одно из значений case constant-expression не равно значению expression . Если оператор default не указан и соответствующий вариант case не найден, ни один из операторов в теле оператора switch не выполняется. Допускается не более одного оператора default . Оператор default не обязательно должен находиться в конце. Он может располагаться в любом месте тела оператора switch . Метка case или default может располагаться только внутри оператора switch .
Выражения switch expression и case constant-expression должны быть целочисленного типа. Значение каждого case constant-expression в теле оператора должно быть уникальным.
Метки case и default тела оператора switch имеют значения только при начальной проверке, которая определяет, с какого места тела оператора начинается выполнение. Операторы switch могут быть вложенными. Любые статические переменные инициализируются до выполнения любых операторов switch .
Объявления могут располагаться в начале составного оператора, образующего тело оператора switch , но инициализации, включенные в объявления, не выполняются. Оператор switch передает управление непосредственно на выполняемый оператор в теле, минуя все строки, содержащие инициализации.
В следующих примерах кода показаны операторы switch :
switch( c )
В этом примере, если переменная c равна ‘A’ , выполняются все три оператора тела switch , так как оператор break перед следующим оператором case отсутствует. Управления передается первому оператору ( capital_a++; ) и продолжается по-порядку во всей остальной части тела. Если переменная c равна ‘a’ , увеличиваются значения переменных letter_a и total . Если переменная c не равна ‘A’ или ‘a’ , увеличивается только значение переменной total .
switch( i )
В этом примере оператор break указан после каждого оператора тела switch . Оператор break вызывает принудительный выход из тела оператора после выполнения одного оператора. Если переменная i равна –1, увеличивается только значение переменной n . Оператор break после оператора n++; передает управление за пределы тела оператора, минуя оставшиеся операторы. Аналогично, если переменная i равна 0, увеличивается только значение переменной z ; если переменная i равна 1, увеличивается только значение переменной p . Заключительный оператор break , строго говоря, не требуется, так как управление передается из тела в конце составного оператора. Он добавлен для единообразия.
Один оператор может содержать несколько меток case , как показано в следующем примере:
switch( c )
В этом примере, если constant-expression равно любой букве между ‘a’ и ‘f’ , convert_hex вызывается функция .
Специально для систем Майкрософт
Microsoft C не ограничивает количество значений case в операторе switch . Это число ограничивается только объемом доступной памяти. ANSI C требует, чтобы в операторе switch можно было использовать не менее 257 меток case .
В Microsoft C расширения Майкрософт по умолчанию (default) включены. Используйте параметр компилятора /Za для отключения этих расширений.
Как осуществляется выход из оператора switch
Как мы уже выяснили, оператор if позволяет сделать выбор одного из двух возможных продолжений. Если вариантов выбора более двух, то можно использовать вложенные операторы if . Но это не всегда удобно. Когда счёт вариантов выбора идёт на десятки (а может быть, и на сотни!), то применение if становится совершенно неудобным. Для таких случаев рекомендуют использовать специальный оператор switch .
Оператор switch — это оператор для выбора одного из многих продолжений. Схематично этот оператор можно изобразить так:
Формальная запись этого оператора на С/С++ выглядит так:
case Константа1 : Операторы1 ; break;
case Константа2 : Операторы2 ; break;
case КонстантаN : Операторы N ; break;
Операторы по умолчанию ;
Здесь Выражение — это любое выражение целого типа (чаще — просто переменная), например типа char или int .
Далее в блоке за заголовком мы видим набор конструкций вида
case Константа : Операторы ; break;
В них Константа — это константа того же целого типа, что и Выражение . Операторы — любые исполняемые операторы. Количество их произвольное, оформлять блоком не требуется.
Алгоритм работы оператора switch :
Вычисляется значение Выражения .
Затем среди рассмотренных выше конструкций ищется такая, которая начинается с Константы , равной значению Выражения . Если Константа найдена, то выполняются следующие за ней Операторы . Оператор break осуществляет выход из оператора switch . Если ни одна из Констант не равна значению Выражения , то выполняется ветвь default (по умолчанию), и оператор заканчивает работу.
Ветвь default в операторе switch может отсутствовать. В этом случае, если ни одна из ветвей не соответствует значению Выражения , то делается выход из оператора switch .
Количество вариантов в операторе switch ни чем не ограничено. В принципе, они все могут отсутствовать (как и ветвь default ) , то есть вполне можно написать:
но фигурные скобки за заголовком должны быть всегда .
Пример 1 . По номеру дня недели вывести на экране монитора название этого дня недели.
Возможный вариант решения:
using namespace std;
// Для нормальной русификации в консольных приложениях
char * rus(char *s);
int n; // Номер дня недели
Оператор switch
В отличие от операторов if-then и if-then-else, оператор switch применим к известному числу возможных ситуаций. Можно использовать простые типы byte, short, char, int. Также можно использовать Enum и String (начиная с JDK7), и специальные классы, которые являются обёрткой для примитивных типов: Character, Byte, Short, Integer.
Дублирование значений case не допускается. Тип каждого значения должен быть совместим с типом выражения.
Команду switch часто называют командой выбора. Выбор осуществляется в зависимости от целочисленного выражения. Форма команды выглядит так:
switch(ВыражениеДляСравнения)
Параметр ВыражениеДляСравнения — выражение, в результате вычисления которого получается целое число (как правило). Команда switch сравнивает результат ВыражениеДляСравнения с каждым последующим Совпадением. Если обнаруживается совпадение, то исполняется команда или набор команд, которые прописаны за данным оператором. Если совпадений не будет, то исполняется команда после ключевого слова default. Однако оператор default не является обязательным. В этом случае при отсутствии совпадений программа не выполняет никаких действий.
Каждая секция case обычно заканчивается командой break, которая передаёт управление к концу команды switch.
Рассмотрим простейший пример с месяцами. Запустим наш учебный проект и добавим код в обработчик нажатия кнопки:
int month = 3; String monthString; switch (month) < case 1: monthString = "Январь"; break; case 2: monthString = "Февраль"; break; case 3: monthString = "Март"; break; case 4: monthString = "Апрель"; break; case 5: monthString = "Май"; break; case 6: monthString = "Июнь"; break; case 7: monthString = "Июль"; break; case 8: monthString = "Август"; break; case 9: monthString = "Сентябрь"; break; case 10: monthString = "Октябрь"; break; case 11: monthString = "Ноябрь"; break; case 12: monthString = "Декабрь"; break; default: monthString = "Не знаем такого"; break; >mInfoTextView.setText(monthString);
Запустите проект и нажмите кнопку — в текстовом поле появится слово Март (любимый месяц котов).
При желании, можно переписать пример с использованием if-then-else:
int month = 3; if (month == 1) < mInfoTextView.setText("Январь"); >else if (month == 2) < mInfoTextView.setText("Февраль"); >. // и так далее
В каждом блоке case имеется оператор break, который прерывает свой блок кода. Его нужно использовать обязательно, иначе выполнение кода продолжится. Хотя иногда это и используется.
java.util.ArrayList futureMonths = new java.util.ArrayList(); int month = 8; switch (month) < case 1: futureMonths.add("January"); case 2: futureMonths.add("February"); case 3: futureMonths.add("March"); case 4: futureMonths.add("April"); case 5: futureMonths.add("May"); case 6: futureMonths.add("June"); case 7: futureMonths.add("July"); case 8: futureMonths.add("August"); case 9: futureMonths.add("September"); case 10: futureMonths.add("October"); case 11: futureMonths.add("November"); case 12: futureMonths.add("December"); break; default: break; >if (futureMonths.isEmpty()) < mInfoTextView.setText("Invalid month number"); >else < for (String monthName : futureMonths) < mInfoTextView.setText(monthName); >>
Если код в блоках case совпадает, то блоки можно объединить. Например, код для подсчёта дней в месяце:
int month = 2; int year = 2012; int numDays = 0; switch (month) < case 1: case 3: case 5: case 7: case 8: case 10: case 12: numDays = 31; break; case 4: case 6: case 9: case 11: numDays = 30; break; case 2: if (((year % 4 == 0) && !(year % 100 == 0)) || (year % 400 == 0)) numDays = 29; else numDays = 28; break; default: mInfoTextView.setText("Несуществующий месяц"); break; >mInfoTextView.setText("Число дней if.php">if мы рассматривали пример с временами года. Перепишем его с использованием оператора switch: int month = 3; String season; switch (month) < case 12: case 1: case 2: season = "Зимушка-зима"; break; case 3: case 4: case 5: season = "Весна"; break; case 6: case 7: case 8: season = "Лето"; break; case 9: case 10: case 11: season = "Осень"; break; default: season = "Вы с какой планеты?"; >mInfoTextView.setText("Мартовские песни коты поют, когда на дворе " + season);
Следующий пример случайным образом генерирует английские буквы. Программа определяет, гласные они или согласные:
Random random = new Random(); for (int i = 0; i < 100; i++) < int c = random.nextInt(26) + 'a'; mInfoTextView.setText((char)c + ", " + c + ": "); switch (c) < case 'a': case 'e': case 'i': case 'o': case 'u': mInfoTextView.setText("Гласная"); break; case 'y': case 'w': mInfoTextView.setText("Условная гласная"); break; default: mInfoTextView.setText("Согласная"); break; >>
Так как метод Random.nextInt(26) генерирует значение между 0 и 26, для получения символа нижнего регистра остаётся прибавить смещение 'a', при этом символ a автоматически преобразуется к типу int. Символы в секциях case также представляют собой целочисленные значения, используемые для сравнения.
Чтобы вывести переменную c в символьном виде, её необходимо преобразовать к типу char, иначе значение будет выведено в числовом виде.
В Java SE 7 появилась возможность использовать объект String в операторе switch. Возможно, это будет работать и на Android в будущем (Upd.: вроде уже работает):
public class StringSwitchDemo < public static int getMonthNumber(String month) < int monthNumber = 0; if (month == null) < return monthNumber; >switch (month.toLowerCase()) < case "january": monthNumber = 1; break; case "february": monthNumber = 2; break; case "march": monthNumber = 3; break; case "april": monthNumber = 4; break; case "may": monthNumber = 5; break; case "june": monthNumber = 6; break; case "july": monthNumber = 7; break; case "august": monthNumber = 8; break; case "september": monthNumber = 9; break; case "october": monthNumber = 10; break; case "november": monthNumber = 11; break; case "december": monthNumber = 12; break; default: monthNumber = 0; break; >return monthNumber; > public static void main(String[] args) < String month = "August"; int returnedMonthNumber = StringSwitchDemo.getMonthNumber(month); if (returnedMonthNumber == 0) < System.out.println("Invalid month"); >else < System.out.println(returnedMonthNumber); >> >
Допустимы вложенные операторы switch, но на практике я не сталкивался с таким кодом.
Запомните важные свойства оператора switch:
- Оператор switch отличается от оператора if тем, что может выполнять проверку только равенства, а оператор if может вычислять результат булева выражения любого типа.
- Две константы case в одном и том же операторе switch не могут иметь одинаковые значения
- Оператор switch эффективнее набора вложенных операторов if
C++. Оператор выбора switch
Оператор выбора switch позволяет выбрать один вариант хода решения задачи из нескольких в зависимости от значения выражения. Таким образом, обеспечивается многонаправленное разветвление в программе.
Оператор switch может быть заменен оператором if . Однако, в некоторых случаях использование оператора switch может быть более эффективным, чем использование оператора if .
2. Общая форма описания оператора выбора switch . Ключевые слова switch , case , break , default
Общая форма записи оператора switch следующая
switch (выражение) < case константа1: последовательность_операторов1; break; case константа2: последовательность_операторов2; break; . case константаN: последовательность_операторовN; break; default последовательность_операторов; >
- выражение – некоторое выражение целочисленного ( int ) или символьного типа ( char );
- константа1 , константа2 , …, константаN – константные значения, с которыми сравнивается значение выражения. Константные значения должны быть целочисленного или символьного типа;
- последовательность_операторов1 , последовательность_операторов2 , …, последовательность_операторовN – соответствующая последовательность операторов (инструкций), которые связаны с соответствующим условием;
- последовательность_операторов – последовательность операторов, которая выполняется в случае, если не найдено ни одно совпадение значения выражения со значением констант.
Оператор switch работает следующим образом. Сначала вычисляется значение выражение. Потом это значение последовательно сравнивается с константами из заданного списка. Как только найдено совпадение для одного из условий сравнения (ветвь case ), выполняется последовательность инструкций, которые связаны с этим сравнением. Если не найдено ни одного совпадения, то выполняются операторы, которые следуют после ключевого слова default .
Ключевое слово case используется для того, чтобы указать значение константы, при совпадении с которой значения выражения, будет выполняться соответствующая последовательность операторов.
Операция break прерывает (заканчивает) выполнение кода, который определен инструкцией switch .
Операции, которые размещены после ключевого слова default , выполняются в том случае, если ни одна из case-констант не совпадает с результатом вычисления switch -выражения.
Ключевое слово default и соответствующая последовательность операторов могут быть опущены. В этом случае, если не выполняется ни одна из ветвей после слова case , выполнение передается следующему оператору, который следует за оператором switch .
3. Примеры использования оператора выбора switch
Пример 1. Даны значения n = 1..7, что есть номером дня недели. По значению n определить, выходной этот день или рабочий. Результат записать в переменную fDayOff типа bool .
Фрагмент кода, который решает данную задачу.
int day; bool fDayOff; day = 3; switch (day) < case 1: fDayOff = false; break; case 2: fDayOff = false; break; case 3: fDayOff = false; break; case 4: fDayOff = false; break; case 5: fDayOff = false; break; case 6: fDayOff = true; break; case 7: fDayOff = true; break; >
Другой, более компактный вариант решения данной задачи.
int day; bool fDayOff; day = 7; switch (day) < case 1: case 2: case 3: case 4: case 5: fDayOff = false; break; case 6: case 7: fDayOff = true; break; >
Еще один вариант решения данной задачи
int day; bool fDayOff; day = 7; switch (day) < case 6: case 7: fDayOff = true; break; default: fDayOff = false; >
Пример 2. Дано целое число n = 1..3, которое есть номером функции. По значению переменной n вычислить значение соответствующей функции:
1) -2x2-4; 2) 5x+2; 3) 15-3x.
Фрагмент кода, который решает данную задачу с помощью сокращенной формы оператора switch .
int n; float f, x; n = 3; x = 3; switch (n) < case 1: f = -2*x*x-4; break; case 2: f = 5*x+2; break; case 3: f = 15-3*x; break; >
4. Особенности использования операции break в операторе switch
В операторе switch операция break не является обязательной.
Если операция break присутствует, то происходит выход из оператору switch и выполнение следующего за ним оператора. Если операция break в case -ветви отсутствует, тогда выполняются все операторы, которые связаны с данной case -ветвью, а также все операторы, которые следуют сразу после нее до тех пор, пока не встретится другая инструкция break или не будет достигнут конец switch -оператора.
5. Вложенные инструкции switch . Общая форма описания
Оператор switch может иметь разные типы вложения. В этом случае вложенный оператор (нижнего уровня) switch используется как часть case -последовательности внешнего (верхнего уровня) оператора switch .
Общая форма описания вложенной инструкции switch :
switch (выражение) < case константа1: последовательность_операторов1; break; case константа2: последовательность_операторов2; break; . case константаK; switch (выражение) < . >break; . case константаN: последовательность_операторовN; break; default последовательность_операторов; >
Связанные темы
- C#. Оператор выбора switch
- C++. Оператор условного перехода if
- C++. Операция sizeof . Операция ? :