在C語言中，switch語句是一種多分支選擇結構，用于根據變量的值執行不同的代碼塊。相比于使用多個if-else語句，switch語句在處理多個條件分支時更加簡潔和高效。本文將詳細介紹switch語句的語法、使用方法、注意事項以及一些常見的應用場景。
switch語句的基本語法switch語句的基本語法如下：
switch (expression) {
case constant1:
// 當expression的值等于constant1時執行的代碼
break;
case constant2:
// 當expression的值等于constant2時執行的代碼
break;
// 可以有任意數量的case語句
default:
// 當expression的值不匹配任何case時執行的代碼
break;
}
expressionexpression是一個表達式，通常是一個整數或字符類型的變量或常量。switch語句會根據expression的值來決定執行哪個case分支。
case語句每個case語句后面跟著一個常量值（constant1, constant2, …），當expression的值與某個case后面的常量值相等時，程序會執行該case語句后的代碼塊。
break語句break語句用于終止switch語句的執行。如果沒有break語句，程序會繼續執行后續的case語句，直到遇到break或switch語句結束。這種現象稱為“貫穿”（fall-through）。
default語句default語句是可選的，當expression的值不匹配任何case語句時，程序會執行default語句后的代碼塊。default語句通常放在switch語句的最后，但也可以放在其他位置。
switch語句的使用示例以下是一個簡單的switch語句示例，根據用戶輸入的數字輸出對應的星期幾：
#include <stdio.h>
int main() {
int day;
printf("請輸入一個數字（1-7）：");
scanf("%d", &day);
switch (day) {
case 1:
printf("星期一\n");
break;
case 2:
printf("星期二\n");
break;
case 3:
printf("星期三\n");
break;
case 4:
printf("星期四\n");
break;
case 5:
printf("星期五\n");
break;
case 6:
printf("星期六\n");
break;
case 7:
printf("星期日\n");
break;
default:
printf("輸入的數字無效，請輸入1-7之間的數字。\n");
break;
}
return 0;
}
在這個示例中，程序會根據用戶輸入的數字輸出對應的星期幾。如果輸入的數字不在1到7之間，程序會輸出提示信息。
break語句的作用break語句在switch語句中非常重要，它用于防止“貫穿”現象的發生。以下是一個沒有使用break語句的示例：
#include <stdio.h>
int main() {
int day = 2;
switch (day) {
case 1:
printf("星期一\n");
case 2:
printf("星期二\n");
case 3:
printf("星期三\n");
case 4:
printf("星期四\n");
case 5:
printf("星期五\n");
case 6:
printf("星期六\n");
case 7:
printf("星期日\n");
default:
printf("輸入的數字無效，請輸入1-7之間的數字。\n");
}
return 0;
}
在這個示例中，由于沒有使用break語句，程序會從匹配的case語句開始，一直執行到switch語句結束。輸出結果如下：
星期二
星期三
星期四
星期五
星期六
星期日
輸入的數字無效，請輸入1-7之間的數字。
為了避免這種情況，通常在每個case語句后都要加上break語句。
default語句的使用default語句用于處理expression的值不匹配任何case語句的情況。以下是一個使用default語句的示例：
#include <stdio.h>
int main() {
char grade = 'B';
switch (grade) {
case 'A':
printf("優秀\n");
break;
case 'B':
printf("良好\n");
break;
case 'C':
printf("中等\n");
break;
case 'D':
printf("及格\n");
break;
case 'F':
printf("不及格\n");
break;
default:
printf("無效的成績\n");
break;
}
return 0;
}
在這個示例中，如果grade的值不是A、B、C、D或F，程序會輸出“無效的成績”。
switch語句的注意事項expression的類型switch語句中的expression必須是整數類型（如int、char等）或枚舉類型。浮點數、字符串等類型不能用于switch語句。
case常量的唯一性每個case語句后的常量值必須是唯一的，不能有重復。否則，編譯器會報錯。
case常量的類型case語句后的常量值必須與expression的類型兼容。例如，如果expression是int類型，case語句后的常量值也必須是int類型。
default語句的位置default語句可以放在switch語句的任何位置，但通常放在最后。如果default語句放在中間或開頭，程序仍然會按照順序執行。
switch語句的嵌套switch語句可以嵌套使用，即在case語句中再使用switch語句。以下是一個嵌套switch語句的示例：
#include <stdio.h>
int main() {
int outer = 1;
int inner = 2;
switch (outer) {
case 1:
printf("外層switch的case 1\n");
switch (inner) {
case 1:
printf("內層switch的case 1\n");
break;
case 2:
printf("內層switch的case 2\n");
break;
default:
printf("內層switch的default\n");
break;
}
break;
case 2:
printf("外層switch的case 2\n");
break;
default:
printf("外層switch的default\n");
break;
}
return 0;
}
在這個示例中，外層switch語句根據outer的值選擇執行內層switch語句。
switch語句的常見應用場景switch語句常用于實現菜單選擇功能。以下是一個簡單的菜單選擇示例：
#include <stdio.h>
int main() {
int choice;
printf("請選擇操作：\n");
printf("1. 添加記錄\n");
printf("2. 刪除記錄\n");
printf("3. 修改記錄\n");
printf("4. 查詢記錄\n");
printf("請輸入選項：");
scanf("%d", &choice);
switch (choice) {
case 1:
printf("執行添加記錄操作\n");
break;
case 2:
printf("執行刪除記錄操作\n");
break;
case 3:
printf("執行修改記錄操作\n");
break;
case 4:
printf("執行查詢記錄操作\n");
break;
default:
printf("無效的選項\n");
break;
}
return 0;
}
在這個示例中，程序根據用戶輸入的選項執行相應的操作。
switch語句常用于實現狀態機。以下是一個簡單的狀態機示例：
#include <stdio.h>
typedef enum {
STATE_IDLE,
STATE_RUNNING,
STATE_PAUSED,
STATE_STOPPED
} State;
int main() {
State current_state = STATE_IDLE;
int input;
while (1) {
printf("當前狀態：");
switch (current_state) {
case STATE_IDLE:
printf("空閑\n");
break;
case STATE_RUNNING:
printf("運行中\n");
break;
case STATE_PAUSED:
printf("暫停\n");
break;
case STATE_STOPPED:
printf("停止\n");
break;
}
printf("請輸入操作（1: 開始, 2: 暫停, 3: 停止, 4: 退出）：");
scanf("%d", &input);
switch (input) {
case 1:
if (current_state == STATE_IDLE || current_state == STATE_PAUSED) {
current_state = STATE_RUNNING;
} else {
printf("無效操作\n");
}
break;
case 2:
if (current_state == STATE_RUNNING) {
current_state = STATE_PAUSED;
} else {
printf("無效操作\n");
}
break;
case 3:
if (current_state == STATE_RUNNING || current_state == STATE_PAUSED) {
current_state = STATE_STOPPED;
} else {
printf("無效操作\n");
}
break;
case 4:
printf("退出程序\n");
return 0;
default:
printf("無效操作\n");
break;
}
}
return 0;
}
在這個示例中，程序根據當前狀態和用戶輸入的操作來更新狀態。
switch語句是C語言中一種非常實用的多分支選擇結構，適用于處理多個條件分支的情況。通過合理使用switch語句，可以使代碼更加簡潔和高效。在使用switch語句時，需要注意expression的類型、case常量的唯一性、break語句的使用以及default語句的位置等問題。掌握switch語句的使用方法，可以幫助我們更好地編寫C語言程序。
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