Типы константы в операторе выбора switch. Условные конструкции. Сравнение switch-case с if-else
Хотя конструкция if-else-if может выполнять многочисленные проверки, она не очень элегантна. Код очень труден для восприятия и в нем может запутаться даже автор через некоторое время. С этой целью С имеет оператор принятия решений switch, выполняющий действия, основываясь на сравнении значения со списком констант символов или целых чисел. При обнаружении совпадения выполняется оператор или операторы, ассоциированные с данным значением. Оператор switch имеет следующий вид:
switch (выражение) {
case константа1:
break;
case константа2:
последовательность операторов
break;
case константа3:
последовательность операторов break;
...
default:
последовательность операторов
}
Оператор default выполняется, если не найдено соответствий, default необязателен и, если его нет, то в случае отсутствия совпадений ничего не происходит. Когда обнаруживается совпадение, операторы, ассоциированные с соответствующим case, выполняются до тех пор, пока не встретится оператор break. В случае default (или последнего case, если отсутствует default), оператор switch заканчивает работу при обнаружении конца.
Следует знать о трех важных моментах оператора switch:
- switch отличается от if тем, что он может выполнять только операции проверки строгого равенства, в то время как if может вычислять логические выражения и отношения.
- Не может быть двух констант в одном операторе switch, имеющих одинаковые значения. Конечно, оператор switch, включающий в себя другой оператор switch, может содержать аналогичные константы.
- Если в операторе switch используются символьные константы, они автоматически преобразуются к целочисленным значениям.
Оператор switch часто используется для обработки команд клавиатуры типа работа с меню. Как показано ниже, функция menu() отображает меню для программы проверки орфографии и вызывает соответствующие процедуры:
Void menu(void)
{
char ch;
Printf("1. Check Spelling\n");
printf("2. Correct Spelling Errors\n");
printf("3. Display Spelling Errors\n");
printf("Strike Any Other Key to Skip\n");
printf (" Enter your choice: ");
Ch = getche(); /* чтение клавиатуры */
Switch(ch) {
case "1":
check_spelling();
break;
case "2":
correct_errors();
break;
case "3";
display_errors();
break;
default:
printf("No option selected");
}
}
С технической точки зрения операторы break являются необязательными в операторе switch. Они используются для окончания работы последовательности операторов, ассоциированных с данной константой. Если оператор break отсутствует, продолжают выполняться операторы следующего раздела, пока не будет достигнут оператор break или конец оператора switch. О константах выбора можно думать как о метках. Выполнение начинается с метки, соответствующей искомому значению, и продолжается, пока не будет достигнут break или конец оператора switch. Например, функция, показанная ниже, использует данную особенность оператора case для упрощения кода обработчика ввода драйвера устройства:
Void inp_handler(void)
{
int ch, flag;
ch = read_device(); /* чтение какого-то устройства */
flag = -1;
switch(ch) {
case 1: /* данные случаи имеют общую последовательность */
case 2: /* операторов */
case 3:
flag = 0;
break;
case 4:
flag = 1;
case 5:
error(flag);
break;
default:
process(ch);
}
}
Данная подпрограмма иллюстрирует две грани оператора switch. Во-первых, можно иметь пустые условия. В данном случае первые три условия приводят к выполнению одних и тех же операторов:
Во-вторых, выполнение переходит к следующему case, если отсутствует break. Если ch соответствует 4, то flag устанавливается в 1, и, поскольку отсутствует оператор break, выполнение продолжается и выполняется оператор error(flag). В данном случае flag имеет значение 1. Если ch равно 5, то вызывается error(flag), а значение flag будет равно - 1. Способность запускать несколько операторов, соответствующих нескольким условиям при отсутствии оператора break, позволяет создавать эффективный код, поскольку это избавляет от необходимости дублировать код.
Важно понять, что операторы, ассоциированные с каждой меткой, являются не блоками кода, а скорее последовательностью операторов. (Сам оператор switch определяет блок.) Понимание этого необходимо в некоторых специфических ситуациях. Например, следующий фрагмент кода содержит ошибку и не будет компилироваться, поскольку невозможно объявить переменную в последовательности операторов:
/* неверно */
Switch(с) {
case 1:
int t;
...
Тем не менее переменная может быть добавлена:
/* верно */
switch(с) {
int t;
case 1:
...
Имеется возможность создания блока кода как одного из операторов в последовательности и объявление в нем переменной, как показано ниже:
/* Это также корректно */
switch (с) {
case 1:
{ /* create a block */
int t;
...
}
Сегодня мы научимся пользоваться этой полезной конструкцией языка c++.
Очень часто в процессе написания программы требуется писать длинные if-else конструкции, например, когда мы получаем какой-либо ключ от пользователя; если вы пишете игру, то придется проверять на какую кнопку нажал игрок (вправо, влево, пробел и т.д.).
В этой статье мы узнаем как удобно оформлять подобные конструкции с помощью switch case , а так же узнаем немного о enum типах, которые хорошо подходят для работы со switch case.
Конструкция switch-case — это удобная замена длинной if-else конструкции, которая сравнивает переменную с несколькими константными значениями, например int или char.
Синтаксис
switch (<переменная>) { case значение1: Выполнить если <переменная> == значение1 break; case значение2: Выполнить если <переменная> == значение2 break; ... default: выполнить, если ни один вариант не подошел break; }Переменная в скобках сравнивается со значениями, описанными после ключевого слова case. После двоеточия находится код, который будет выполнен в случае если переменная оказалась равной текущему значению. break необходим для того, чтобы прервать выполнение switch. Рассмотрим пример, где нет break:
Int a=1;
switch(a)
{
case 1:
a++;
case 2:
a++;
case 3:
a++;
}
cout<<"a= "< Данная программа выведет a = 4. Значения для сравнения, описанные после case могут быть только константами, поэтому следующий вариант использования switch-case — неверен: Int a = 10;
int b = 10;
int c = 20;
switch (a) {
case b:
// Code
break;
case c:
// Code
break;
default:
// Code
break;
}
При попытке скомпилировать данную программу, вы получите подобное сообщение: Test.cpp:9: error: "b" cannot appear in a constant-expression
Блок default — необязателен, но он полезен для обработки исключительных ситуации. Следующая программа демонстрирует один из возможных вариантов использования switch-case:
#include Эта программа показывает простой способ обработки вводимых пользователем данных. Минус данной программы в том, что она дает только одну попытку, без права на ошибку 🙂 . Это легко исправить, заключив весь блок switch-case в . Но может возникнуть вопрос: внутри switch-case есть break, не прервет ли он выполнение цикла? Нет, break прервет только выполнение блока switch. Если у вас возникают проблемы с пониманием того, как работает switch-case, посмотрите на следующую if-else конструкцию, она работает точно так же, как и switch If (1 == input)
{
playgame();
}
else if (2 == input)
{
loadgame();
}
else if (3 == input)
{
playmultiplayer();
}
else if (4 == input)
{
cout << "Thank you for playing!\n";
}
else
{
cout << "Error, bad input, quitting\n";
}
Если мы можем сделать то же самое с помощью if-else, зачем вообще нужен switch? Главное преимущество этой конструкции в том, что нам понятно, как работает программа: единственная переменная контролирует поведение программы. В случае с if-else, придется внимательно читать каждое условие. Иногда при написании программ могут понадобится переменные, которые могут принимать только строго определенные значения, которые известны вам заранее. Например, вы можете задать ограниченный набор цветов, которые пользователь может выбрать. Очень удобно иметь сразу и набор доступных констант и тип переменной, который связан с этим набором. Более того, подобные переменные хорошо подходят для использования в switch-case, так как вы знаете все возможные значения заранее. Тип enum
(сокращение от «enumerated type
«, ) содержит перечисление
различных значений, например цветов радуги: Enum RainbowColor {
RC_RED, RC_ORANGE, RC_YELLOW, RC_GREEN, RC_BLUE, RC_INDIGO, RC_VIOLET
};
Несколько важных моментов: Теперь вы можете объявлять переменные с типом RainbowColor: RainbowColor chosen_color = RC_RED;
И, как уже говорилось, эти переменные хорошо подходят для использования в switch: Switch (chosen_color)
{
case RC_RED: /* paint screen red */
case RC_ORANGE: /* paint screen orange */
case RC_YELLOW: /* paint screen yellow */
case RC_GREEN: /* paint screen green */
case RC_BLUE: /* paint screen blue */
case RC_INDIGO: /* paint screen indigo */
case RC_VIOLET: /* paint screen violet */
default: /* обработка исключений */
}
Так как мы используем перечисления, мы можем быть уверенными, что рассмотрели все возможные значения переменной. Значения констант в перечислении — это простой int, по умолчанию каждое следующее значение больше предыдущего на 1. Для первого — 0, для второго — 1 и т.д. В нашем случае: RC_RED = 0 и RC_ORANGE = 1. Вы также можете задать собственные значения: Enum RainbowColor {
RC_RED = 1, RC_ORANGE = 3, RC_YELLOW = 5, RC_GREEN = 7, RC_BLUE = 9,
RC_INDIGO = 11, RC_VIOLET = 13
};
Преимущество использования перечисляемых типов в том, что вы можете задать имя значениям, которые иначе пришлось бы хард-кодить. Например, если вы пишете игру крестики-нолики, вам нужен способ представления крестиков и ноликов на доске. Это может быть 0 для пустой клетки, 1 для нолика и 2 для крестика. Значит, наверняка придется использовать подобный код: If (board_position == 1)
{
/* do something */
}
Данный код очень сложен для понимания и обслуживания, потому что совсем не понятно, что означает цифра 1. Enum типы позволяют избегать таких ситуаций: Enum TicTacToeSquare { TTTS_BLANK, TTTS_O, TTTS_X };
if (board_position == TTTS_O)
{
/* some code */
}
Теперь все гораздо понятнее 🙂 . На этом всё! Подписывайтесь и не пропустите новые уроки! 🙂 Но в С++ еще имеется оператор множественного выбора switch , который мы сейчас детально рассмотрим.
// форма записи оператора множественного выбора switch
switch (/*переменная или выражение*/)
{
case /*константное выражение1/*:
{
/*группа операторов*/;
break;
}
case /*константное выражение2*/:
{
/*группа операторов*/;
break;
}
//. . .
default:
{
/*группа операторов*/;
}
}
На начальном этапе анализируется выражение или переменная. После чего осуществляется переход к той ветви программы, для которой значение переменной или выражения совпадает с указанным константным выражением. Далее выполняется оператор или группа операторов пока не встретится или закрывающая фигурная скобочка. Если значение переменной или выражения не совпадает ни с одним константным выражением, то передается управление ветви программы содержащей зарезервированное слово default . После чего выполняется оператор или группа операторов данной ветви. Сейчас рассмотрим задачу с использованием оператора выбора switch . Условие задачи: написать программу, которая складывает, вычитает, умножает, делит два числа введенных с клавиатуры. Разработать пользовательский интерфейс.
// switch.cpp: определяет точку входа для консольного приложения.
#include "stdafx.h"
#include В 9-й строке
мы объявили переменную count целочисленного типа. Именно значение данной переменной программа будет сравнивать со значением константного выражения. В строке 10
объявлены две переменные вещественного , для хранения введённых чисел. Почему вещественного, объясню позже. С 17 по 41 строки
записан условный оператор множественного выбора switch . На начальном этапе анализируется переменная count . Анализируется таким образом: Если же значение переменной count не совпадает ни с одним константным выражением, то передается управление ветви программы содержащей зарезервированное слово default . То есть будет выполнена следующая строка Cout << "Nepravilni vvod" << endl;
Оператор switch может содержать, а может и не содержать зарезервированное слово default . Если значение переменной не совпадет ни с одним константным выражением и не будет default , то программное управление в этом случае просто перешло бы к первому оператору после switch . В строках 19, 24, 29, 34
записаны константные выражения, с которыми программа сравнивает значение переменной count . Рисунок 1 — Оператор множественного выбора в С++ Вернемся к строке
10
, там объявляются две переменные типа double . Наверное, возникает вопрос, «Почему вещественного типа, а не целочисленного?». Отвечаю: «Потому, что одно из действий, которые может выполнять программа является деление, а при делении результат имеет вещественный тип данных. Компилятор С++ при делении чисел обращает внимание на их типы данных. Если мы просто делим числа на калькуляторе, например 4/5=0.8 Компилятор С++ нам выдаст результат при таком делении 0. Так как оба числа являются целочисленными, значит, результат тоже будет целочисленный, то есть целая часть от обычного деления, а в нашем случае целая часть при таком делении – это 0, соответственно часть информации теряется, или как еще говорят, отсекается (восемь десятых, в нашем случае, отсекается). А если делимое и делитель поменять местами, на калькуляторе получим: 5/4=1.25; компилятор С++ покажет несколько иной результат, а именно 5/4=1 (0.25 отсекается). Такое явление в С++ называется неявным приведением типа.» Вещественный тип данных используется для более точного представления чисел, чем целочисленный (то есть отображает дробную часть). В С++ существуют два вещественных : 1) double – вещественный тип данных двойной точности, а значит занимает вдвое больше памяти, чем тип float Теги: си switch, c switch, switch break, default, порядок ветвей оператора switch.
Р
ассмотрим пример из темы "ветвления". Программа выводит название дня недели по порядковому номера
#include Этот код состоит из семи идущих друг за другом операторов if
. Его код можно упростить с помощью оператора switch
#include Оператор switch
принимает в качестве аргумента число, и в зависимости от его значения выполняет те или иные команды. Switch (<переменная>) {
case <значение 1>:
<ветвь 1>
}
Если значение переменной не соответствует ни одному case
, то выполняется default
ветвь. Она может отсутствовать, тогда вообще ничего не выполняется.
#include Введите значение, например 3, и вы увидите, что программа выведет
#include Если ввести
Ветвь default может располагаться в любом месте, не обязательно в конце. Этот код также будет нормально работать Switch (day) {
case 0:
printf("Sunday");
break;
case 1:
printf("Monday");
break;
case 2:
printf("Tuesday");
break;
case 3:
printf("Wednesday");
break;
case 4:
printf("Thursday");
break;
default:
printf("Saturday");
break;
case 5:
printf("Friday");
break;
}
default здесь также нуждается в операторе break, как и другие ветви, иначе произойдёт сваливание вниз. Несмотря на то, что так можно писать, это плохой стиль программирования. Ветвь default
логически располагается в конце, когда других вариантов больше нет. Возможные значения аргумента оператора switch могут располагаться в любом порядке, но должны быть константными значеними. Это значит, что следующий код не заработает
#include Оператор выбора switch является очень удобной заменой множественного использования . Оператор switch сравнивает значение одной переменной с несколькими константами. Основной формат для использования оператора множественного выбора switch case показан — ниже. Значение переменной указанной в условии switch сравнивается со значениями, которые следуют за ключевым словом case . Когда значение в переменной, соответствует значению в строке с оператором case , компьютер продолжит выполнение программы с этого места. Switch (/*variable*/) {
case const1:
/*Тут находится код, который необходимо выполнить, если переменная variable будет равна const1*/
break;
case const2:
/*этот код выполнится, если variable будет равна const2*/
break;
/*...*/
default:
/*Код, который выполнится, если ниодно из константых значению не соответствует значение в переменной variable*/
break;
}
Когда сравниваемое значение в переменной variable совпадет с первым значением оператора case , программа начнет выполнять код, который находится между текущим оператором case и . Оператор break используется для того, чтобы прерывать ход программы в операторе switch и передавать управление следующему оператору, после switch . Если не использовать оператор break , то, сразу после того, как выполнится один блок кода, программа переключится на выполнения следующего case , даже, если константное значение не будет равно значению в переменной variable . Поэтому, в операторе выбора switch , блоки кода после case всегда должны предваряться оператором break . Также стоит обратить в нимание на ключевое слово default , оно не является обязательным, но в то же время оно необходимо для обработки неожидынных ситуаций. Например, когда значение переменной не совпадает ни с одним из значений case , в таком случае выполнится код, который находится в ветке default . Это может быть полезно, в случае, если мы не ожидаем, что ниодно из значений case не совпало со значением переменной в условии switch . В таком случае, мы увидем, что сработал код в ветке default . Чтобы, все ранее сказанное понять и запомнить, давайте перейдем к рассмотрению простой программы с использованием оператора выбора switch . Хотя, возможно этот пример не самый удачный, но в нем наглядно показывается весь функционал оператора switch .
#include Итак, как же работает этот код? Для начала, мы сделали небольшое меню (строки5 — 10
), чтобы как-то информировать пользователя, что необходимо водить в программу. Как вы уже поняли, необходимо ввести число — 1, 2, 3 или 4. В зависимости от введенного числа, программа будет срабатывать поразному. В данном примере очень хорошо видно, что вводимое значение сохраняется в переменную input , и после этого, значение в этой переменной передается в оператор switch , строка 13
.В строках 13 — 29
объявлен оператор множественного выбора switch . Какже он работает? Очень просто, по порядку программа сравнивает переменную input со значениями 1, 2, 3 и 4 . Например, если мы ввели число 3, топрограмма выполнит код, который находится в строках 21-22 , при вводе единицы, программа напечатает сообщение из строки 15.Думаю суть вы уловили. Ну, а, если мы ввели другое число, отличное от заданных, выполнится блок кода в строке 27
. Смотрим результат работы программы. Я ввел значение — 3, сегодня буду смотреть — Ходячих! Что бы сегодня посмотреть?
1. Стрела(Arrow)
2. Сверхъестественное(Supernatural)
3. Ходячие мертвецы(Walking Dead)
4. Выход
Ваш выбор: 3
«Fight the dead. Fear the living» Вы можете поместить данное меню и ввод значени пользователя в цикл, тогда сможете в цикле делать выбор столько раз, сколько сами захотите. Надеюсь, что описал весь процесс достаточно понятно, тема не сложная, но для закрепления материала, поэксперементируйте с этим кодом. Удачи!Сравнение switch-case с if-else
Создаем собственные типы с помощью enumeration
если переменная count равна единице, значит, выполняется блок операторов с 20-й по 23-ю строки
;
если переменная count равна двойке, значит, выполняется блок операторов с 25-й по 28-ю строки
;
если переменная count равна тройке, значит, выполняется блок операторов с 30-й по 33-ю строки
;
если переменная count равна четырем, значит, выполняется блок операторов с 35-й по 38-ю строки
;
В строках 22, 27, 32, 37
, записан . Возникает вопрос: «Зачем он нужен?» Допустим, пользователь ввел 2, то есть переменная count инициализировалась двойкой. Начинает работать условный оператор множественного выбора switch . То есть выполняется поиск двойки в константных выражениях. Сначала проверяется строка 19
, мы видим, что в строке 19
константное выражение равно единице, а нам нужна двойка. Проверяем дальше. А дальше по порядку строка 24
. Мы видим, что в строке 24
константное выражение равно двойке, то, что нужно!!! Переменная count равна константному выражению, выполняется блок операторов с 25 по 28 строки
. И вот в 27-й строке
записан оператор break , который заставляет программу перейти к первому оператору после оператора switch . В данном случае управление передается строке 42
. А нужен этот переход только для того, чтобы не выполнялись заведомо ненужные действия. Если убрать оператор break , то программа будет дальше сравнивать значение переменной с константными выражениями, пока они все не закончатся и потом все равно передаст управление строке 42
. Результат работы программы показан ниже (см. Рисунок 1).
2) float – вещественный тип данных одинарной точностиОператор Switch
В примере выше каждая ветвь оканчивается оператором break
. Это важно. Когда компьютер видит оператор break
, он выходит из оператора switch
. Если бы он отсутствовал, то программа "провалилась" бы дальше, и стала выполнять следующие ветви.
WednesdayThursdayFridaySaturday
то есть все ветви, после найденной.
Операторы каждой из ветвей могут быть обрамлены фигурными скобками (и так даже лучше).
Тогда каждая из ветвей будет отдельным блоком, в котором можно определять свои переменные.
Пример программы, которая запрашивает у пользователя число, оператор и второе число и выполняет действие.
1 + 2
то будет выведен результат операции 1 + 2 = 3
Хочу обратить внимание, что литеры типа "+" и т.п. воспринимаются в качестве чисел, поэтому их можно использовать в операторе switch.
В этой программе использовалась функция exit из библиотеки stdlib. Функция останавливает работу программы и возвращает результат её работы. Если возвращается истина (ненулевое значение), то это значит, что программа была выполнена с ошибкой.