switch 语句

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语句
标号
label : statement
表达式语句
expression ;
复合语句
{ statement... }
选择语句
if
switch
循环语句
while
do-while
for
范围 for(C++11)
跳转语句
break
continue
return
goto
声明语句
declaration ;
try 块
try compound-statement handler-sequence
事务性内存
synchronized, atomic_commit 等(TM TS)
 

根据条件的值，将控制流转移到若干语句之一。

语法

属性(可选) switch ( 初始化语句(可选) 条件 ) 语句
属性 - (C++11 起) 任意数量的属性
初始化语句 - (C++17 起) 下列之一：
(C++23 起)
注意任何 初始化语句 必须以分号 ; 结尾，这就是为什么它常被非正式描述为后随分号的表达式或声明。
条件 - 下列之一：
  • 一个表达式，此时 条件 的值是该表达式的值
  • 一条单个非数组变量的，带花括号或等号初始化器的声明，此时 条件 的值是该变量的值

条件 的值必须具有整型或枚举类型，或可按语境隐式转换到整型或枚举类型的类类型。如果该（可能经过转换的）类型适用整型提升，那么将 条件 转换到提升后的类型。

语句 - 任何语句（典型情况下是复合语句）。在 语句 中允许使用 case: 和 default: 标号，且 break; 语句具有特殊含义。
属性(可选) case 常量表达式 : 语句 (1)
属性(可选) default : 语句 (2)
常量表达式 - 与 条件 经过转换和整型提升后的类型相同的常量表达式

解释

switch 语句的体可拥有任意数量的 case: 标号，只要所有 常量表达式 的值（在转换/提升后）都是唯一的。最多可以存在一个 default: 标号。（尽管嵌套的 switch 语句可以使用它自身的 default: 标号，或拥有和外部 switch 使用完全相同的常量的 case: 标号）

如果 条件 求值为等于 常量表达式 之一的值，那么控制被转移到用该 常量表达式 标号标记的语句。

如果 条件 求值为不匹配任何 case: 标号的值，且存在 default: 标号，那么控制被转移到带有 default: 标号的语句。

当 语句 中遇到 break 语句时退出 switch 语句： 

switch (1)
{
    case 1:
        cout << '1'; // 打印 "1",
    case 2:
        cout << '2'; // 然后打印 "2"
}
switch (1)
{
    case 1:
        cout << '1'; // 打印 "1"
        break;       // 然后退出 switch
    case 2:
        cout << '2';
        break;
}

编译器可能在发生直落（抵达下个 case 标号而没有无 break）时发布警告，除非属性 [[fallthrough]] 紧接该标号之前出现以指示该直落是有意的。

如果使用 初始化语句，那么 switch 语句等价于

{
初始化语句
switch ( 条件 ) 语句

}

但 初始化语句 所声明的名字（如果 初始化语句 是声明）和 条件 所声明的名字（如果条件是声明）处于同一作用域中，该作用域也是 语句 的作用域。

(C++17 起)

因为控制转移时不允许进入变量的作用域，所以如果在 语句 中遇到声明语句，那么它的作用域必须被限制在它自身的复合语句之内： 

switch (1)
{
    case 1:
        int x = 0; // 初始化
        std::cout << x << '\n';
        break;
    default:
        // 编译错误：跳到 default: 会在尚未初始化 'x' 的情况下进入它的作用域
        std::cout << "default\n";
        break;
}
switch (1)
{
    case 1:
        {
            int x = 0;
            std::cout << x << '\n';
            break;
        } // 'x' 的作用域在此结束
    default:
        std::cout << "default\n"; // 无错误
        break;
}

关键词

switch, case, default

示例

下列代码展示 switch 语句的几种用法：

运行此代码
#include <iostream>
 
int main()
{
    int i = 2;
    switch (i)
    {
        case 1:
            std::cout << "1";
        case 2:              // 执行从这个标号开始
            std::cout << "2";
        case 3:
            std::cout << "3";
            [[fallthrough]]; // C++17 提供的可以消除直落警告的属性 
        case 4:
        case 5:
            std::cout << "45";
            break;           // 终止后继语句的执行
        case 6:
            std::cout << "6";
    }
 
    std::cout << '\n';
 
    switch (i)
    {
        case 4:
            std::cout << "a";
        default:
            std::cout << "d"; // 没有适用的常量表达式
                              // 因此执行 default
    }
 
    std::cout << '\n';
 
    switch (i)
    {
        case 4:
            std::cout << "a"; // 不会执行任何语句
    }
 
    // 当在 switch 语句中使用枚举时，如果有一个枚举项没有处理，许多编译器都会发布警告
    enum color { RED, GREEN, BLUE };
    switch (RED)
    {
        case RED:
            std::cout << "红\n";
            break;
        case GREEN:
            std::cout << "绿\n";
            break;
        case BLUE:
            std::cout << "蓝\n";
            break;
    }
 
    // C++17 的【初始化语句】语法在不存在到整型或枚举类型的隐式转换时很有用
    struct Device
    {
        enum State { SLEEP, READY, BAD };
        auto state() const { return m_state; }
 
        /*...*/
 
    private:
        State m_state{};
    };
 
    switch (Device dev = get_device(); dev.state())
    {
       case SLEEP:
           /*...*/
           break;
       case READY:
           /*...*/
           break;
       case BAD:
           /*...*/
           break;
    }
 
    // 有问题的示例
 
    // 语句不必是复合语句
    switch (0)
        std::cout << "什么也不会发生\n";
 
    // 标号也不要求复合语句
    switch (int n = 1)
    {
        case 0:
        case 1:
            std::cout << n << '\n';
    }
}

输出： 

2345
d
红
1

缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

缺陷报告 应用于 出版时的行为 正确行为
CWG 1767 C++98 具有不适用整型提升的类型的 条件 无法被提升 不提升具有这些类型的 条件
CWG 2629 C++98 条件 可以是浮点变量的声明 已禁止

参阅

外部链接

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