练习13：Switch语句
译者：飞龙
在其它类似Ruby的语言中，switch语句可以处理任意类型的表达式。一些语言比如Python没有switch语句，因为带有布尔表达式的if语句可以做相同的事情。对于这些语言，switch语句比if语句更加灵活，然而内部的机制是一样的。
C中的switch语句与它们不同，实际上是一个“跳转表”。你只能够放置结果为整数的表达式，而不是一些随机的布尔表达式，这些整数用于计算从swicth顶部到匹配部分的跳转。下面有一段代码，我要分解它来让你理解“跳转表”的概念：
#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
if(argc != 2) {
printf("ERROR: You need one argument.\n");
// this is how you abort a program
return 1;
}
int i = 0;
for(i = 0; argv[1][i] != '\0'; i++) {
char letter = argv[1][i];
switch(letter) {
case 'a':
case 'A':
printf("%d: 'A'\n", i);
break;
case 'e':
case 'E':
printf("%d: 'E'\n", i);
break;
case 'i':
case 'I':
printf("%d: 'I'\n", i);
break;
case 'o':
case 'O':
printf("%d: 'O'\n", i);
break;
case 'u':
case 'U':
printf("%d: 'U'\n", i);
break;
case 'y':
case 'Y':
if(i > 2) {
// it's only sometimes Y
printf("%d: 'Y'\n", i);
}
break;
default:
printf("%d: %c is not a vowel\n", i, letter);
}
}
return 0;
}
在这个程序中我们接受了单一的命令行参数，并且用一种极其复杂的方式打印出所有原因，来向你演示switch语句。下面是swicth语句的工作原理：
- 编译器会标记
swicth语句的顶端，我们先把它记为地址Y。 - 接着对
switch中的表达式求值，产生一个数字。在上面的例子中，数字为argv[1]中字母的原始的ASCLL码。 - 编译器也会把每个类似
case 'A'的case代码块翻译成这个程序中距离语句顶端的地址，所以case 'A'就在Y + 'A'处。 - 接着计算是否
Y+letter位于switch语句中，如果距离太远则会将其调整为Y+Default。 - 一旦计算出了地址，程序就会“跳”到代码的那个位置并继续执行。这就是一些
case代码块中有break而另外一些没有的原因。 - 如果输出了
'a'，那它就会跳到case 'a'，它里面没有break语句，所以它会贯穿执行底下带有代码和break的case 'A'。 - 最后它执行这段代码，执行
break完全跳出switch语句块。
译者注：更常见的情况是，gcc会在空白处单独构建一张跳转表，各个偏移处存放对应的
case语句的地址。Y不是switch语句的起始地址，而是这张表的起始地址。程序会跳转到*(Y + 'A')而不是Y + 'A'处。
这是对swicth语句工作原理的一个深究，然而实际操作中你只需要记住下面几条简单的原则：
- 总是要包含一个
default:分支，可以让你接住被忽略的输入。 - 不要允许“贯穿”执行，除非你真的想这么做，这种情况下最好添加一个
//fallthrough的注释。 - 一定要先编写
case和break，再编写其中的代码。 - 如果能够简化的话，用
if语句代替。
你会看到什么
下面是我运行它的一个例子，也演示了传入命令行参数的不同方法：
$ make ex13
cc -Wall -g ex13.c -o ex13
$ ./ex13
ERROR: You need one argument.
$
$ ./ex13 Zed
0: Z is not a vowel
1: 'E'
2: d is not a vowel
$
$ ./ex13 Zed Shaw
ERROR: You need one argument.
$
$ ./ex13 "Zed Shaw"
0: Z is not a vowel
1: 'E'
2: d is not a vowel
3: is not a vowel
4: S is not a vowel
5: h is not a vowel
6: 'A'
7: w is not a vowel
$
记住在代码的开始有个if语句，当没有提供足够的参数时使用return 1返回。返回非0是你提示操作系统程序出错的办法。任何大于0的值都可以在脚本中测试，其它程序会由此知道发生了什么。
如何使它崩溃
破坏一个switch语句块太容易了。下面是一些方法，你可以挑一个来用：
- 忘记写
break，程序就会运行两个或多个代码块，这些都是你不想运行的。 - 忘记写
default，程序会在静默中忽略你所忘记的值。 - 无意中将一些带有预料之外的值的变量放入
switch中，比如带有奇怪的值的int。 - 在
switch中是否未初始化的值。
你也可以使用一些别的方法使这个程序崩溃。试着看你能不能自己做到它。
附加题
- 编写另一个程序，在字母上做算术运算将它们转换为小写，并且在
switch中移除所有额外的大写字母。 - 使用
','（逗号）在for循环中初始化letter。 - 使用另一个
for循环来让它处理你传入的所有命令行参数。 - 将这个
switch语句转为if语句，你更喜欢哪个呢？ - 在“Y”的例子中，我在
if代码块外面写了个break。这样会产生什么效果？如果把它移进if代码块，会发生什么？自己试着解答它，并证明你是正确的。
