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Switch 语句的奇怪之处

WBOY

发布： 2024-09-07 10:09:01

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switch 语句的奇怪之处

介绍

c++ 语言中 switch 语句的语法很简单：

        switch ( expression ) statement

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c++ 继承了 c 的 switch 并添加了添加可选 init-statement 的功能，但这不是本文的核心。

注意那里不的内容：没有提及 case 或 default。这些在语法的其他地方指定。这意味着 switch 语句的正确性是在语义上而不是在语法上强制执行的。这样做的后果是声明：

可以是任何语句。
被处理与任何其他语句完全相同。
还可以包含零个或多个 case 标签以及最多一个默认标签。

跌倒

c 的一个有争议的功能是，在 switch 语句中，案例“落入”下一个案例（如果有）。例如，给定变量 c 的值为“a”，代码如下：

switch ( c ) {
    case 'a':
        printf( "apple\n" );
    case 'b':
        printf( "banana\n" );
}

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将打印 apple 和香蕉，因为在匹配 'a' 并打印 apple 后，执行只是“落入”'b' 情况。这是上述结果 #2 的奇怪结果，因为在 switch 之外，连续的语句自然会从一个语句“落入”下一个语句。在 case 之间的切换内部，大多数时候这不是您想要的，因此您可以使用中断（或者如果在循环、return 或 goto 内部则继续）。

大多数编译器将允许您请求在代码陷入下一种情况时收到警告。从 c23 或 c++17 开始，您可以包含 [[fallthrough]] 属性来告诉编译器，fallthrough 是故意的，而不是警告您：

switch ( how_good ) {
    case very_good:
        printf( "very " );
        [[fallthrough]];
    case good:
        printf( "good\n" );
        break;
}

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也许最有名的关于跌倒有用的例子就是 duff 的设备。您可以在那里阅读它的详细信息，但底线是代码（用现代 c 重写）：

void send( short *to, short const *from, size_t count ) {
    size_t n = (count + 7) / 8;
    switch ( count % 8 ) {
        case 0: do { *to = *from++;
        case 7:      *to = *from++;
        case 6:      *to = *from++;
        case 5:      *to = *from++;
        case 4:      *to = *from++;
        case 3:      *to = *from++;
        case 2:      *to = *from++;
        case 1:      *to = *from++;
                } while ( --n > 0 );
    }
}

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由于结果 #3 的结果是完全合法的，即 do 循环位于 switch 内，允许任何语句都有 case 标签。

单一声明

使用 switch 时，语句总是一个 复合语句，即包含在 {} 中的一系列语句，但它也可以是单个声明：

bool check_n_args( int n_args ) {
    switch ( n_args )              // no { here
        case 0:
        case 1:
        case 2:
            return true;
                                   // no } here
    fprintf( stderr, "error: args must be 0-2\n" );
    return false;
}

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由于只有一条 return true 语句，因此不需要 {}，就像在 if、do、else、for 或 while 之后不需要它们一样。

除了以上是另一种书写方式之外：

    if ( n_args >= 0 && n_args <= 2 )
        return true;

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（除了表达式只计算一次）没有合理的理由使用带有 switch 的单个语句，所以我从不建议这样做。这只是上面第 1 条后果的奇怪结果。

默认不是最后一个

当开关有默认值时，它总是最后一个，但它实际上可以位于开关内的任何位置：

    switch ( n_args ) {
        default:
            fprintf( stderr, "error: args must be 0-2\n" );
            return false;
        case 0:
            // ...

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就性能而言，默认的位置（或者实际上是案例的顺序）并不重要。最后没有默认的唯一技术原因是如果您希望执行落入下一个案例。任何其他原因都纯粹是风格上的，例如，您想先处理常见情况，然后处理特殊情况。

第一个案例之前的陈述

也可以在第一个case之前有语句，例如：

switch ( n_args ) {
        printf( "never executed\n" );
    case 0:
        // ...

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此类语句永远不会执行。大多数编译器都会对此发出警告。据我所知，没有理由在第一个案例之前发表声明。

但是，在第一个案例之前添加声明是有一定用处的，例如：

switch ( n_args ) {
        int i;
    case 0:
        i = f();
        // ...
        break;
    case 1:
        i = g();
        // ...
        break;
}

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当变量仅在一种或多种情况下的 switch 范围内使用时，这有点用处。请注意，您不应该不初始化此类变量，例如：

switch ( n_args ) {
        int i = 0;  // wrong: do _not_ initialize!
    // ...

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因为，即使变量被声明，它的初始化代码永远不会被执行（就像前面例子中的printf()永远不会被执行一样），所以代码是具有欺骗性。相反，您必须在每种使用这些变量的情况下初始化它们。

即使简单的声明（没有初始化）不是可执行代码，一些编译器仍然会（错误地，恕我直言）警告它们。因此，这样的声明是没有用的。

如果您确实只想在开关范围内进行声明，则可以将它们放在第一个案例中或仅放在使用它们的案例中。但是，在 c23 之前，不允许在标签后立即声明：

switch ( n_args ) {
    case 0:
        int i;       // error (pre-c23)
        // ...

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要解决该限制，您可以为案例添加 {}：

    case 0: {
        int i;       // ok now (all c versions)
        // ...
    }

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可破坏的方块

如果您有一个很长的代码块想要跳到末尾，有几种方法可以做到：

一系列 if-else 语句；或；
一系列 if-goto 语句；或；
带中断的 do { ... } while (0) 语句。

每种都有其权衡。另一种方法是：

#define BLOCK  switch (0) default:

void f() {
    BLOCK {
        // ...
        if ( condition_1 )
            break;
        // ... lots more code ...
    }

    // "break" above jumps here

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因此，它与 do { ... } while (0) 最相似，但不必将 while (0) 放在最后。