你好，C++（20）.4.2.2 表达并列条件选择的switch语句：如果……如果……如果……

4.2.2  表达并列条件选择的switch语句：如果……如果……如果……

在现实世界中，还有这样一类特殊的条件选择：

如果明天是晴天，我就穿T恤；

如果明天是阴天，我就穿衬衣；

如果明天是雨天，我就穿外套。

之所以说这是条件选择，是因为它根据不同的情况执行了不同的动作；而之所以说它特殊，是因为这些不同情况（晴天、阴天、雨天）属于同一条件（天气情况）。只要是条件判断，我们就可以用if语句将其表达出来，利用前面介绍过的if…else if…并列条件选择语句，我们可以将这个看天穿衣的场景表达如下：

// 用并列条件选择实现的看天穿衣
#include <iostream>

using namespace std;

// 枚举可能的天气情况
enum Weather
{
    SUNNY = ,   // 晴天，指定其值为1
    CLOUDY,      // 阴天，其值递增为2
    RAINY,       // 雨天，其值递增为3
};

int main()
{
    cout<<"请输入明天的天气(1-晴天;2-阴天;3-雨天)：";
    int nW = ;
    // 获取用户输入天气情况
    cin>>nW;

    // 对天气情况进行判断
    if(SUNNY == nW) // 如果是晴天
    {
         // 输出晴天该穿的衣服
         cout<<"晴天穿T恤"<<endl;
    }
    else if(CLOUDY == nW) // 如果是阴天
    {
         cout<<"阴天穿衬衣"<<endl;
    }
    else if(RAINY == nW) // 如果是雨天
    {
         cout<<"雨天穿外套"<<endl;
    }
    else
    {
        cout<<"不知道明天是什么天气，你爱穿什么穿什么吧"<<endl;
    }

    return ;
}

使用并列条件选择语句，虽然能够把这种并列选择场景表达出来，可是我们不得不书写多个if…else if…分支，要书写多个相似的条件表达式，显得有些繁琐。为了简化代码，同时为了使这种并列条件选择表达得更加清晰，C++提供了专门的switch语句以代替复杂的并列条件选择语句，其语法格式如下：

switch( 条件量 )
{
 case 常量值1:
{
  语句1;
}
break;
case 常量值2:
{
    语句2;
}
break;
//…
case 常量值n:
{
    语句n;
}
break;
default:
{
    默认语句;
}
}

其中，条件量就是要进行判断的条件，它可以是某个变量，比如，我们这里表示天气状况的nW变量，也可以是某个更加复杂的表达式。而多个常量值就是这个条件量可能的取值，比如，我们这里的条件量nW的可能取值就是SUNNY（晴天）、CLOUDLY（阴天）或者RAINY（雨天）。在执行的时候，switch语句会首先计算条件量的值，然后将这个值按照从上到下的顺序依次与各个case分支的常量值进行比较。如果两者相等，则进入相应case分支执行，直到遇到分支中的break关键字，结束整个switch语句的执行；如果两者不相等，则继续向下判断后面的case分支。如果直到最后都没有遇到与条件量相等的常量值，则进入表示默认情况的default分支开始执行最终完成整个switch语句。default分支表示对所有不符合case分支条件的例外情况的默认处理，它是可选的，如果我不需要处理例外情况，就可以省略掉default分支。如果没有default分支，而同时又找不到匹配的case分支时，程序则不执行任何语句而直接结束switch语句，如图4-2所示。

图4-2  switch语句的执行流程

有了switch语句，我们就可以用它替换if…else if…并列条件选择语句，将“看天穿衣”的并列条件选择简化为：

// 用switch语句实现的并列条件选择

// 以表示天气状况的nW作为条件量，根据不同的天气穿不同的衣服
switch(nW)
{
    case SUNNY: // 以表示晴天的SUNNY作为常量值，进行对晴天状况的处理
         cout<<"晴天穿T恤"<<endl;
    break;// 完成对晴天状况的处理，用break结束整个switch语句
    case CLOUDY:  // 处理阴天
         cout<<"阴天穿衬衣"<<endl;
    break;
    case RAINY:  // 处理雨天
         cout<<"雨天穿外套"<<endl;
    break;
    default:// 对例外情况进行默认的处理
         cout<<"不知道这是什么天气，你爱穿什么穿什么吧"<<endl;
}

在这里，我们用表示天气状况的变量nW作为条件量，而用标识各种天气状况的枚举值作为各个case分支的常量值。在执行的时候，switch语句会将保存了天气状况的条件量nW从上往下地与各个case分支的常量值进行相等比较，也就相当于并列条件选择语句中的“if(SUNNY == nW)”这样的条件判断。这种相等比较从上到下依次进行，直到遇到两者相等的分支，则进入执行，随后遇到break关键字而结束整个switch语句的执行。这样，switch语句实现的逻辑判断跟之前用if…else if…并列条件选择语句实现的完全一致，而代码却更加简洁，而且各种情况用case分支单独列出，逻辑也更加清晰。所以，在表达这种针对同一条件不同情况的条件选择时，我们应该优先选择使用switch语句。

在使用switch语句时需要特别注意的是每个case分支末尾的break关键字。它的作用是跳（break）出当前的case分支，结束整个switch语句的执行。在上面的例子中，如果用户输入的nW是1，表示明天是晴天。因为SUNNY分支的值跟nW相等，那么switch语句会进入“case SUNNY”分支执行，输出：

晴天穿T恤

接着遇到break关键字，就会忽略掉后面的其他case分支而直接结束整个switch语句的执行。而如果这里没有break关键字，它就会继续向下执行后继的case分支，直到遇到break关键字或者是其后的所有分支执行完毕。所以，如果这个switch语句中缺少了break关键字， 那么用户输入1，输出就成了：

晴天穿T恤

阴天穿衬衣

雨天穿外套

不知道这是什么天气，你爱穿什么穿什么吧

看看，整个都乱套了！所以，在使用switch语句时，一定要注意在每个case分支末尾加上break关键字，表示这个分支处理完毕，结束整个switch语句的执行。

当然，事无绝对。大多数时候，我们需要在每个case分支后加上break关键字，而在某些特殊情况下，也就是多个case分支有共同的功能需要完成时，一个case分支功能是另外一个case分支功能的一部分，两个case分支有包含与被包含的关系，这时也可以有意地去掉包含分支中的break关键字，并将其放在靠上的位置，从而达到共用被包含分支中实现公共功能的代码。例如，我们在KFC点餐时，有汉堡套餐和鸡翅套餐可供选择。汉堡套餐就是一个汉堡而已，而鸡翅套餐是在汉堡套餐的基础上再加一对鸡翅而成。在这个场景下，两个case分支（汉堡套餐和鸡翅套餐）就有了公共功能（一个汉堡），而且两者形成了包含与被包含的关系（鸡翅套餐包含汉堡套餐，而汉堡套餐被鸡翅套餐包含），在这种情况下，就可以省略掉包含case分支（鸡翅套餐）的break关键字，并将其放在相对靠上的位置，以实现共用公共功能：

cout<<"请选择您需要的套餐(1-汉堡套餐;2-鸡翅套餐)"<<endl;
int nOrder = ;
cin>>nOrder; // 获取用户选择

switch(nOrder)
{
    case : // 将包含case分支放在靠上的位置
         cout<<"一对鸡翅"<<endl; // 完成独有的功能
    // 注意，这里省略掉了case分支末尾的break关键字
    case : // 将被包含case分支置于靠下的位置
         cout<<"一个汉堡"<<endl; // 完成公共功能
    break; // 保留break关键字，结束switch语句
    default:
         cout<<"无法识别的选项，请重新选择"<<endl;
}

在这个例子中，我们就有意地省略掉了第一个case分支的break关键字，当我们输入1表示选择汉堡套餐时，switch语句会进入“case 1”分支执行，输出“一个汉堡”后，遇到末尾的break关键字，从而结束整个switch语句的执行。最终，我们得到的汉堡套餐的内容是：

一个汉堡

而当我们输入2表示选择鸡翅套餐时 ，switch语句会首先进入“case 2”分支执行，输出“一对鸡翅”后，因为这里没有break关键字，所以它会继续向下进入“case 1”分支执行，输出“一个汉堡”，这时它才遇到break关键字，结束整个switch语句的执行。最终，我们得到的鸡翅套餐的内容是：

一对鸡翅

一个汉堡

这里虽然我们省略了某些case分支末尾的break关键字，但不仅没有造成逻辑上的错误，反而达到了共用公共功能代码的效果。

在使用switch语句时，还需要注意以下几个问题：

(1)  switch关键字后括号中的条件量必须是整型的数值变量或表达式，或者是能够被转换为整型的其他类型，比如字符类型或者枚举类型等。

(2) 因为switch之后的条件量是整型，为了与之比较，所以case之后的常量值也必须是整型。它通常是一些表示各种情况的枚举值，比如上面例子中的SUNNY、CLOUDLY等，也可以直接是常量数字，如上面例子中表示选项的常量数字1和2，甚至可以是只有常量参与运算的常量表达式。

(3) 各个case分支的常量值不能相等，即不能出现两个相同条件的case分支。