分支

一个程序默认是按照代码的顺序执行下来的,有时我们需要选择性的执行某些语句,这时候就需要分支的功能来实现。选择合适的分支语句可以提高程序的效率。

if 语句

基本 if 语句

以下是基本 if 语句的结构。

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if (条件) {
  主体;
}

if 语句通过对条件进行求值,若结果为真(非 0),执行语句,否则不执行。

如果主体中只有单个语句的话,花括号可以省略。

if...else 语句

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if (条件) {
  主体1;
} else {
  主体2;
}

if...else 语句和 if 语句类似,else 不需要再写条件。当 if 语句的条件满足时会执行 if 里的语句,if 语句的条件不满足时会执行 else 里的语句。同样,当主体只有一条语句时,可以省略花括号。

else if 语句

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if (条件1) {
  主体1;
} else if (条件2) {
  主体2;
} else if (条件3) {
  主体3;
} else {
  主体4;
}

else if 语句是 if 和 else 的组合,对多个条件进行判断并选择不同的语句分支。在最后一条的 else 语句不需要再写条件。例如,若条件 1 为真,执行主体 1,条件 3 为真而条件 1 和条件 2 都为假,执行主体 3,所有的条件都为假才执行主体 4。

实际上,这一个语句相当于第一个 if 的 else 分句只有一个 if 语句,就将花括号省略之后放在一起了。如果条件相互之间是并列关系,这样写可以让代码的逻辑更清晰。

在逻辑上,大约相当于这一段话:

解一元二次方程的时候,方程的根与判别式的关系:

  • 如果 ( \Delta<0 ) 方程无解;
  • 否则,如果 ( \Delta=0 ) 方程有两个相同的实数解;
  • 否则 方程有两个不相同的实数解;

switch 语句

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switch (选择句) {
  case 标签1:
    主体1;
  case 标签2:
    主体2;
  default:
    主体3;
}

switch 语句执行时,先求出选择句的值,然后根据选择句的值选择相应的标签,从标签处开始执行。其中,选择句必须是一个整数类型表达式,而标签都必须是整数类型的常量。例如:

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int i = 1;  // 这里的 i 的数据类型是整型 ,满足整数类型的表达式的要求
switch (i) {
  case 1:
    cout << "OI WIKI" << endl;
}
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char i = 'A';
// 这里的 i 的数据类型是字符型 ,但 char
// 也是属于整数的类型,满足整数类型的表达式的要求
switch (i) {
  case 'A':
    cout << "OI WIKI" << endl;
}

switch 语句中还要根据需求加入 break 语句进行中断,否则在对应的 case 被选择之后接下来的所有 case 里的语句和 default 里的语句都会被运行。具体例子可看下面的示例。

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char i = 'B';
switch (i) {
  case 'A':
    cout << "OI" << endl;
    break;

  case 'B':
    cout << "WIKI" << endl;

  default:
    cout << "Hello World" << endl;
}

以上代码运行后输出的结果为 WIKIHello World ,如果不想让下面分支的语句被运行就需要 break 了,具体例子可看下面的示例。

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char i = 'B';
switch (i) {
  case 'A':
    cout << "OI" << endl;
    break;

  case 'B':
    cout << "WIKI" << endl;
    break;

  default:
    cout << "Hello World" << endl;
}

以上代码运行后输出的结果为 WIKI,因为 break 的存在,接下来的语句就不会继续被执行了。default 语句不需要 break,因为下面没有语句了。

switch 的 case 分句中也可以选择性的加花括号。不过要注意的是,如果需要在 switch 语句中定义变量,花括号是必须要加的。例如:

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char i = 'B';
switch (i) {
  case 'A': {
    int i = 1, j = 2;
    cout << "OI" << endl;
    ans = i + j;
    break;
  }

  case 'B': {
    int qwq = 3;
    cout << "WIKI" << endl;
    ans = qwq * qwq;
    break;
  }

  default: { cout << "Hello World" << endl; }
}
如何理解 switch

在上文中,用了大量“case 分句”,“case 子句”等用语,实际上,在底层实现中,switch 相当于一组跳转语句。也因此,有 Duff's Device 这种奇技淫巧,希望了解的人可以自行学习。

另外还有一种理解 switch 的方式,就是从其逻辑意义去理解。在这种理解里,case 代表的就是一组子句,而 switch 根据选择句的值选择某个 case 分句进行执行。在这种理解中,除了极少数例外,case 是必须要加 break 和花括号的。


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