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3.4 switch ... case

另一種「多分支」選擇結構

當你遇到像這樣的多分支選擇結構時，可以用 if...else if...else來解決。

例如：一個像這樣的選單功能

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    cout << "(1) 提款" << endl;
    cout << "(2) 存款" << endl;
    cout << "(3) 查詢帳上餘額" << endl;
    cout << "(0) 結束" << endl;
    cout << "請選擇服務項目(0-3):";
    
    int i;
    cin >> i;
    
    if(i==1) {
        cout << "進行提款作業中..." << endl;
        cout << "提款作業完成!" << endl;
    }
    else if(i==2) {
        cout << "進行存款作業中..." << endl;
        cout << "存款作業完成!" << endl;
    }
    else if(i==3) {
        cout << "進行查詢作業中..." << endl;
        cout << "查詢作業完成!" << endl;
    }
    else if(i==0) {
        cout << "結束服務" << endl;
    }
    else {
        cout << "無此項目" << endl;
    }
    
    return 0;
}

除此之外，在 C++ 裡還有另一種 switch ... case ... 敘述，非常適合這種選單型的多分支結構。

它的基本語法如下：

switch (運算式)
{
    case 常數運算式1:
        ...
        break;
    case 常數運算式2:
        ...
        break;
    ...
    default:
        ...
}

  • switch 後面括號中的運算式，其運算結果必需是 整數 或是 字元。

  • 程式執行到 switch 時，會把小括號內運算式的運算結果拿來依序比對 case 後面的常數運算式(可能是 整數 或是 字元)。如果發現符合就跳到那個 case 的下一行開始執行，直到遇到 break 離開 switch 程式區塊。

  • 如果 switch 的程式區塊中有 default 關鍵字，則當所有的 case 都不相符時，將由 default 處開始執行。

前面的選單程式，可以改寫成這樣。

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    cout << "(1) 提款" << endl;
    cout << "(2) 存款" << endl;
    cout << "(3) 查詢帳上餘額" << endl;
    cout << "(0) 結束" << endl;
    cout << "請選擇服務項目(0-3):";
    
    int i;
    cin >> i;
    
    // 以下用 switch ... case ... 改寫
    switch(i)
    {
        case 1:
            cout << "進行提款作業中..." << endl;
            cout << "提款作業完成!" << endl;
            break;
        case 2:
            cout << "進行存款作業中..." << endl;
            cout << "存款作業完成!" << endl;
            break;
        case 3:
            cout << "進行查詢作業中..." << endl;
            cout << "查詢作業完成!" << endl;
            break;
        case 0:
            cout << "結束服務" << endl;
            break;
        default:
            cout << "無此項目" << endl;
    }
    
    return 0;
}

break 很重要

使用 switch ... case ... 時最常發生的錯誤就是忘記加上 break。

case x: 只是一個標籤，程式跳到符合的標籤後開始向下執行，若沒遇到 break 會一直向下執行下去，即使遇到另一個 case 也是一樣。

    int num = 1;

    // 這不是我們想要的
    switch(num) {
        case 1:
            cout << "this number is 1." << endl;
        case 2:
            cout << "this number is 2." << endl;  // num 為 1 時這行也會執行到
    }

程式輸出如下:

this number is 1.
this number is 2.

    int num = 1;
    // 這才是我們想要的
    switch(num) {
        case 1:
            cout << "this number is 1." << endl;
            break;
        case 2:
            cout << "this number is 2." << endl;
            break;
    }

程式輸出如下:

this number is 1.

Fall-through - 利用沒加 break 的副作用

有時候我們會故意不加 break 利用它會一直執行下去的副作用來達到特別的目的。

練習：各月份所屬的季節

讀取使用者輸入的一個整數 $m, (1 \leq m \leq 12)$，輸出其所屬的季節。

  • 2, 3, 4 月：春
  • 5, 6, 7 月：夏
  • 8, 9, 10 月：秋
  • 11, 12, 1 月：冬

這樣寫看起來很累贅。

    int m;
    cin >> m
    
    switch(month) {
        case 2:
            cout << "Spring" << endl;
            break;
        case 3:
            cout << "Spring" << endl;
            break;
        case 4:
            cout << "Spring" << endl;
            break;
        case 5:
            cout << "Summer" << endl;
            break;
        case 6:
            cout << "Summer" << endl;
            break;
        case 7:
            cout << "Summer" << endl;
            break;
        case 8:
            cout << "Fall" << endl;
            break;
        case 9:
            cout << "Fall" << endl;
            break;
        case 10:
            cout << "Fall" << endl;
            break;
        default:
            cout << "Winter" << endl;
    }

這樣寫就好多了。

    int m;
    cin >> m
    
    switch(month) {
        case 2:
        case 3:
        case 4:
            cout << "Spring" << endl;
            break;
        case 5:
        case 6:
        case 7:
            cout << "Summer" << endl;
            break;
        case 8:
        case 9:
        case 10:
            cout << "Fall" << endl;
            break;
        default:
            cout << "Winter" << endl;
    }
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