Switch 语句的奇怪之处

2024-09-07 0 211

Switch 语句的奇怪之处

介绍

c++ 语言中 switch 语句的语法很简单:

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switch ( Expression ) statement

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

  1. 可以是任何语句。
  2. 被处理与任何其他语句完全相同
  3. 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:

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switch ( c ) {

    case 'a':

        printf( "apple\n" );

    case 'b':

        printf( "banana\n" );

}

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:

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switch ( how_good ) {

    case very_good:

        printf( "very " );

        [[fallthrough]];

    case good:

        printf( "good\n" );

        break;

}

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):

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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 );

    }

}

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:

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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;

}

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。

点击下载“修复打印机驱动工具”;

除了以上是另一种书写方式之外:

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    if ( n_args >= 0 && n_args

<p>(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。</p>

<h2>

  

  

  默认不是最后一个

</h2>

<p>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:<br></p>

<pre class="brush:php;toolbar:false">    switch ( n_args ) {

        default:

            fprintf( stderr, "error: args must be 0-2\n" );

            return false;

        case 0:

            // ...

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:

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switch ( n_args ) {

        printf( "never executed\n" );

    case 0:

        // ...

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:

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switch ( n_args ) {

        int i;

    case 0:

        i = f();

        // ...

        break;

    case 1:

        i = g();

        // ...

        break;

}

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,您不应该初始化此类变量,例如:

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switch ( n_args ) {

        int i = 0;  // wrong: do _not_ initialize!

    // ...

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:

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switch ( n_args ) {

    case 0:

        int i;       // error (pre-c23)

        // ...

要解决该限制,您可以为案例添加 {}:

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case 0: {

    int i;       // ok now (all c versions)

    // ...

}

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:

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

每种都有其权衡。 另一种方法是:

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#define BLOCK  switch (0) default:

void f() {

    BLOCK {

        // ...

        if ( condition_1 )

            break;

        // ... lots more code ...

    }

    // "break" above jumPS here

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

结论

c(和 c++)中 switch 语句的表面简单性具有欺骗性,因为它允许使用多种奇怪的方式来使用它们编写代码,有些有用,有些则无用。 最有用的是 duff 的 for 循环展开装置。

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