if 和 switch
#C 2024-09-01

悬空 ‘else’ 的问题

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if (y != 0)  
	if (x != 0)    
		result = x / y;
else  
	printf("Error: y is equal to 0\n");

上面的 else 子句究竟属于哪一个 if 语句呢？

缩进格式暗示它属于最外层的if语句。然而，C语言遵循的规则是 else子句 应该属于离它最近的且还未和其他 else 匹配的 if 语句。

在此例中，else子句实际上属于最内层的if语句，所以正确的缩进格式应该如下所示：

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if (y != 0)  
	if (x != 0)    
		result = x / y;
	else  
		printf("Error: y is equal to 0\n");

如果你希望 else 属于最外层 if ，那就可以把内存的 if 语句用花括号括起来，如下所示：

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if (y != 0)  {
	if (x != 0)    
		result = x / y;
} else  
	printf("Error: y is equal to 0\n");

所以，为了避免含义表达错误，我们建议用花括号，尽管这看起来可能不美观，但至少保证代码不会出现不必要的bug。况且，C 语言不是通过缩进判断 else 属于哪个 if语句，这不是 Python 语法，而是根据 “else子句 应该属于离它最近的且还未和其他 else 匹配的 if 语句” 来判断的。

switch 语句

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switch(表达式) /*首先计算表达式的值*/ 
{ 
    case 常量表达式1:语句1; 
    case 常量表达式2:语句2; 
    case 常量表达式3:语句3; 
    // …… 
    case 常量表达式n:语句n; 
    default:语句n+1;
}

C语言不允许有重复的分支标号（即常量表达式），但对分支的顺序没有要求，特别是 default 分支不一定要放置在最后。switch 语句不要求一定有 default 分支。如果 default 不存在，而且控制表达式的值和任何一个分支标号都不匹配的话，控制会直接传给 switch 语句后面的语句。

case后边只可以跟随一个常量表达式。但是，多个分支标号可以放置在同一组语句的前面，代表着这几个常量表达式是等价的，即满足这几个常量表达式任意一个就会执行后面的语句。比方说下面的例子，如果你的 case 是 4，3，2，1，那么都会去执行打印文本内容Passing。

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switch  (grade)  {
    case 4:  
    case 3:  
    case 2:  
    case 1:  
        printf("Passing");
        break;
    case 0:  
        printf("Failing");
        break;
    default:  
        printf("Illegal grade");
        break;
}

为了节省空间，程序员有时还会把几个分支标号放置在同一行中。

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switch  (grade)  {
    case 4:  case 3:  case 2:  case 1:  
        printf("Passing");
        break;
    case 0:  
        printf("Failing");
        break;
    default:  
        printf("Illegal grade");
        break;
}

还有要注意 switch 中的 break语句，如果不恰当使用，就会出现穿透问题。比方说下面这个例子，如果你 case 为0，那么会打印文本内容Failing，但由于后面没有 break语句，就会穿透下去，还会打印文本内容Illegal grade。

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switch  (grade)  {
    case 4:  case 3:  case 2:  case 1:  
        printf("Passing");
        break;
    case 0:  
        printf("Failing");
    default:  
        printf("Illegal grade");
        break;
}

忘记使用break语句是编程时常犯的错误。虽然有时会故意忽略 break 以便多个分支共享代码，但通常情况下省略 break 是因为疏忽。

if 和 switch 性能问题

用 if 和 switch 实现如下代码，即根据输入的成绩打印对应的等级：

A 等级: 90-100分

B 等级: 80-89分

C 等级: 70-79分

D 等级: 60-69分

F 等级: 0-59分

先查看 switch 对应的核心汇编代码：

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	switch (score / 10) 对应的汇编代码
        
007D45AC  mov         eax,dword ptr [score]      ; 将score的值加载到eax寄存器中
007D45AF  cdq                                   ; 将EAX的符号位扩展到EDX:EAX
007D45B0  mov         ecx,0Ah                    ; 将10 (0xA)加载到ecx寄存器
007D45B5  idiv        ecx                        ; 用ecx的值除eax的值，商存入eax，余数存入edx
007D45B7  mov         dword ptr [ebp-0DCh],eax   ; 将商（即 score / 10 的结果）存入 [ebp-0DCh]
007D45BD  cmp         dword ptr [ebp-0DCh],0Ah   ; 比较score / 10的结果和10（即判断是否是满分）
007D45C4  ja          $LN14+6h (07D45F1h)        ; 如果结果大于10，跳到非法成绩的处理部分
007D45C6  mov         edx,dword ptr [ebp-0DCh]   ; 将商的值存入edx寄存器
007D45CC  jmp         dword ptr [edx*4+7D4628h]  ; 使用乘法计算地址并跳转到跳转表中的对应位置

switch 会提前把要符合常量表达式地址计算出来，然后直接跳转过去，所以效率会比 if 语句高。if 语句是从上到下按照顺序往下进行判断，直到遇到符合条件的，并非直接调整到指定地址进行代码执行。

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    if (score >= 90 && score <= 100) {
007D186C  cmp         dword ptr [score],5Ah  
007D1870  jl          __$EncStackInitStart+32h (07D187Eh)  
007D1872  cmp         dword ptr [score],64h  
007D1876  jg          __$EncStackInitStart+32h (07D187Eh)  
        grade = 'A';
007D1878  mov         byte ptr [grade],41h  
    }
007D187C  jmp         __$EncStackInitStart+89h (07D18D5h)  
    else if (score >= 80 && score < 90) {
007D187E  cmp         dword ptr [score],50h  
007D1882  jl          __$EncStackInitStart+44h (07D1890h)  
007D1884  cmp         dword ptr [score],5Ah  
007D1888  jge         __$EncStackInitStart+44h (07D1890h)  
        grade = 'B';
007D188A  mov         byte ptr [grade],42h  
    }
007D188E  jmp         __$EncStackInitStart+89h (07D18D5h)  
    else if (score >= 70 && score < 80) {
007D1890  cmp         dword ptr [score],46h  
007D1894  jl          __$EncStackInitStart+56h (07D18A2h)  
007D1896  cmp         dword ptr [score],50h  
007D189A  jge         __$EncStackInitStart+56h (07D18A2h)  
        grade = 'C';
007D189C  mov         byte ptr [grade],43h  
    }
007D18A0  jmp         __$EncStackInitStart+89h (07D18D5h)  
    else if (score >= 60 && score < 70) {
007D18A2  cmp         dword ptr [score],3Ch  
007D18A6  jl          __$EncStackInitStart+68h (07D18B4h)  
007D18A8  cmp         dword ptr [score],46h  
007D18AC  jge         __$EncStackInitStart+68h (07D18B4h)  
        grade = 'D';
007D18AE  mov         byte ptr [grade],44h  
    }
007D18B2  jmp         __$EncStackInitStart+89h (07D18D5h)  
    else if (score >= 0 && score < 60) {
007D18B4  cmp         dword ptr [score],0  
007D18B8  jl          __$EncStackInitStart+7Ah (07D18C6h)  
007D18BA  cmp         dword ptr [score],3Ch  
007D18BE  jge         __$EncStackInitStart+7Ah (07D18C6h)  
        grade = 'F';
007D18C0  mov         byte ptr [grade],46h  
    }
007D18C4  jmp         __$EncStackInitStart+89h (07D18D5h)  
    else {
        printf("Invalid score\n");
007D18C6  push        offset string "Invalid score\n" (07D7B30h)  
007D18CB  call        _printf (07D10CDh)  
007D18D0  add         esp,4  
        return;
007D18D3  jmp         __$EncStackInitStart+9Bh (07D18E7h)  
    }

最后，如果 if 和 switch 的分支语句太短，那么性能就没有区别了。