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Switch 语句的奇怪之处

王林
发布: 2024-09-06 06:51:31
原创
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Switch Statement Oddities

介绍

C 语言中 switch 语句的语法很简单:

        switch ( expression ) statement
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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:

switch ( c ) {
    case 'a':
        printf( "apple\n" );
    case 'b':
        printf( "banana\n" );
}
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将打印 apple 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。在情况之间的切换内部,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、返回或转到内部则继续)。

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:

switch ( how_good ) {
    case VERY_GOOD:
        printf( "very " );
        [[fallthrough]];
    case GOOD:
        printf( "good\n" );
        break;
}
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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):

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 );
    }
}
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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 语句具有 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:

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;
}
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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。

除了以上是另一种书写方式之外:

    if ( n_args >= 0 && n_args <= 2 )
        return true;
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(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。

默认不是最后一个

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:

    switch ( n_args ) {
        default:
            fprintf( stderr, "error: args must be 0-2\n" );
            return false;
        case 0:
            // ...
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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:

switch ( n_args ) {
        printf( "never executed\n" );
    case 0:
        // ...
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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:

switch ( n_args ) {
        int i;
    case 0:
        i = f();
        // ...
        break;
    case 1:
        i = g();
        // ...
        break;
}
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当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:

switch ( n_args ) {
        int i = 0;  // WRONG: do _not_ initialize!
    // ...
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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:

switch ( n_args ) {
    case 0:
        int i;       // error (pre-C23)
        // ...
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要解决该限制,您可以为案例添加 {}:

    case 0: {
        int i;       // OK now (all C versions)
        // ...
    }
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A break-able Block

If you have a long block of code that you want to jump to the end of, there are a few ways to do it:

  1. A sequence of if-else statements; or;
  2. A sequence of if-goto statements; or;
  3. A do { ... } while (0) statement with breaks.

Each has its trade-offs. Another way would be:

#define BLOCK  switch (0) default:

void f() {
    BLOCK {
        // ...
        if ( condition_1 )
            break;
        // ... lots more code ...
    }

    // "break" above jumps here
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Hence, it’s most similar to do { ... } while (0), but without having to put the while (0) at the end.

Conclusion

The apparent simplicity of the switch statement in C (and C++) is deceptive in that it allows several odd ways to write code using them, some useful, some not. The most useful is Duff’s device for loop unrolling.

以上是Switch 语句的奇怪之处的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章!

来源:dev.to
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