《编写高质量代码：改善c程序代码的125个建议》——建议23：正确地使用switch语句

本节书摘来自华章计算机《编写高质量代码：改善c程序代码的125个建议》一书中的第3章，建议23,作者：马　伟 更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看。

建议23：正确地使用switch语句

相对于if语句而言，switch语句可以更方便地应用于多个分支的控制流程。C89指明，一个switch语句最少可以支持257个case语句，而C99则要求至少支持1023个case语句。然而，在实际开发环境中，为了程序的可读性与执行效率，应该尽量减少switch语句中的case语句。
除此之外，switch语句与if语句不同的是，switch语句只能够测试是否相等，因此，case语句后面只能是整型或字符型的常量或常量表达式；而在if语句中还能够测试关系与逻辑表达式。
建议23-1：不要忘记在case 语句的结尾添加break语句
在switch语句中，每个case 语句的结尾不要忘记添加break语句，否则将导致多个分支重叠。当然，除非有意使多个分支重叠，这样可以免去break语句。下面我们来看一个实际示例，如代码清单3-2所示。

代码清单3-2　switch示例
#include <stdio.h>

void print_week(unsigned int day);

void print_week(unsigned int day)
{
    switch(day)
    {
    case 1:
            printf("Monday\n");
            break;
    case 2:
            printf("Tuesday\n");
            break;
    case 3:
            printf("Wednesday\n");
            break;
    case 4:
            printf("Thursday\n");
            break;
    case 5:
            printf("Friday\n");
            break;
    case 6:
            printf("Saturday\n");
            break;
    case 7:
            printf("Sunday\n");
            break;
    default:
            printf("error\n");
            break;
    }
}
int main (void)
{
    print_week(3);
    return 0;
}

在代码清单3-2中，在print_week函数中通过switch语句实现根据数字输出星期名称的功能。执行代码清单3-2，程序将输出“Wednesday”。
现在，如果将case 1～case 4的break语句去掉，如代码清单3-3所示，程序会输出什么结果呢？
代码清单3-3　switch去掉break示例

void print_week(unsigned int day)
{
    switch(day)
    {
    case 1:
            printf("Monday\n");
    case 2:
            printf("Tuesday\n");
    case 3:
            printf("Wednesday\n");
    case 4:
            printf("Thursday\n");
    case 5:
            printf("Friday\n");
            break;
    case 6:
            printf("Saturday\n");
            break;
    case 7:
            printf("Sunday\n");
            break;
    default:
            printf("error\n");
            break;
    }
}
int main (void)
{
    print_week(2);
    return 0;
}

在代码清单3-3中，由于case 1～case 4缺少break语句，因此将导致多个分支重叠，其运行结果如图3-2所示。

default:
    printf("error\n");
    break;

如果在switch语句中去掉default 语句，那么switch语句将失去对默认情况与错误情况的处理能力。所以，奉劝大家不要偷懒，老老实实把每一种情况都用case 语句来完成，而把真正对默认情况的处理交给default 语句来完成。即使程序真的不需要default 处理，也应该保留此语句：

default:
    break;

这样做并非画蛇添足，可以避免令人误以为你忘记了default处理。
建议23-3：不要为了使用case 语句而刻意构造一个变量
在实际编程应用中，switch中的case 语句应该只用于处理简单的、容易分类的数据。如果数据并不简单，却为了使用case 语句而刻意构造一个变量，那么这种变量很容易令我们得不偿失。因此应该严格避免这种变量，并使用if/else if/else结构来处理这类程序，如下面的示例代码所示：

char ch = c[0];
switch (ch)
{
case 'a':
    f1();
    break;
case 'b':
    f2();
    break;
case 'c':
    f3();
    break;
default:
    break;
}

在上面的程序中，字符变量ch的值是取字符数组c[]的第一个字符，与case语句中的常量值逐一进行比较。很显然，这种方法存在一个严重的问题。
例如，如果字符数组c[]中存储的是“ab”字符串，那么c[0]会取第一个字符“a”与case 语句进行匹配，因此会匹配到第一个case语句，并调用f1() 函数。然而，如果字符数组c[]中存储的是其他以字符a 开头的字符串（比如“abc”“abcd”“abcde”等），因为c[0] 始终会取第一个字符的关系，因此它们同样会匹配第一个case 语句而调用f1() 函数。其他的case语句同理。很显然，这并不是我们想要的结果。
由此可见，当为了使用case 语句而刻意构造一个变量时，真正的数据可能不会按照我们所希望的方式映射到case 语句。因此，我们应该严格避免为了使用case 语句而刻意构造一个变量，并使用if/else if/else结构来处理这类程序，如下面的示例代码所示：

if(0 == strcmp("ab",c))
{
    f1();
}
else if(0 == strcmp("bc",c))
{
    f2();
}
else if(0 == strcmp("cd",c))
{
    f3();
}
else
{
}

建议23-4：尽量将长的switch语句转换为嵌套的switch语句
有时候，当一个switch语句中包括很多个case语句时，为了减少比较的次数，可以把这类长switch语句转为嵌套switch语句，即把发生频率高的case 语句放在一个switch语句中，作为嵌套switch语句的最外层；把发生频率相对低的case语句放在另一个switch语句中，放置于嵌套switch语句的内层。
例如，下面的代码把发生频率相对较低的情况放置于默认的case语句内。

void print_week(unsigned int day)
{
    switch(day)
    {
    case 1:
            printf("Monday\n");
            break;
    case 2:
            printf("Tuesday\n");
            break;
    case 3:
            printf("Wednesday\n");
            break;
    case 4:
            printf("Thursday\n");
            break;
    case 5:
            printf("Friday\n");
            break;
    default:
            switch(day)
            {
            case 6:
                    printf("Saturday\n");
                    break;
            case 7:
                    printf("Sunday\n");
                    break;
            default:
                    printf("error\n");
                    break;
            }
    }
}

在上面的代码中，假设case 6与case 7不经常发生，因此将它们放置到嵌套switch语句的最内层。从表面看，虽然这样损失了程序的一定可读性，但当case语句很多，并且确实有些case语句发生的频率比较低时，这种解决方案还是可取的。