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Go 语言基础 - switch语句

Go语言进阶学习

Jul 24, 2023 pm 03:50 PM

go语言 switch语句

什么是 switch 语句

switch 是一个条件语句，用于计算条件表达式的值，判断该值是否满足 case 语句，如果匹配则会执行相应的代码块。是用来替换复杂 if-else 语句的常用方式。

示例

一个示例胜过千言万语。我们来看一个简单示例，该示例的输入是手指的编号，输出是手机的名称，比如：1 代表拇指，2 代表食指，等等。

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    finger := 4
    fmt.Printf("Finger %d is ", finger)
    switch finger {
    case 1:
        fmt.Println("Thumb")
    case 2:
        fmt.Println("Index")
    case 3:
        fmt.Println("Middle")
    case 4:
        fmt.Println("Ring")
    case 5:
        fmt.Println("Pinky")

    }
}

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执行^[1]

上面的代码中，第 10 行的 switch finger 会从上只下将 finger 的值与每一个 case 进行比较，并执行第一个匹配的 case 的代码块。我们这里示例中 finger 为 4，与 case 4 匹配，所以输出：Finger 4 is Ring.

不允许有重复的 case

case 分支不允许有相同的常量值，如果你尝试运行下面的程序将会报错：./prog.go:19:7: duplicate case 4 in switch previous case at ./prog.go:17:7

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    finger := 4
    fmt.Printf("Finger %d is ", finger)
    switch finger {
    case 1:
        fmt.Println("Thumb")
    case 2:
        fmt.Println("Index")
    case 3:
        fmt.Println("Middle")
    case 4:
        fmt.Println("Ring")
    case 4: //duplicate case
        fmt.Println("Another Ring")
    case 5:
        fmt.Println("Pinky")

    }
}

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执行^[2]

默认的 case

一只手只有 5 个指头，如果我们输错了指头编号会发生什么呢？这个时候 default 分支就可以派上用场了，如果其他分支都不匹配的话就会执行 default 分支。

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    switch finger := 8; finger {
    case 1:
        fmt.Println("Thumb")
    case 2:
        fmt.Println("Index")
    case 3:
        fmt.Println("Middle")
    case 4:
        fmt.Println("Ring")
    case 5:
        fmt.Println("Pinky")
    default: //default case
        fmt.Println("incorrect finger number")
    }
}

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执行^[3]

上面的代码中，当 finger 等于 8 时不与任何 case 分支匹配，此时就会执行 default 分支，所以输出：incorrect finger number。在 switch 语句里，default 分支不是必须的，并且可以放在语句里的任何位置，不过我们一般都放在语句的最后面。

可能你已经注意到声明 finger 时的一点变化，它是在 switch 语句里面声明的。switch 包含一个可选语句，该语句在常量表达式匹配之前被执行。上面代码的第 8 行，先声明 finger，然后在条件表达式中被使用。这种情况下 finger 的作用局仅限于 switch 语句块内。

case 语句有多个表达式

case 语句中可以包括多个表达式，使用逗号分隔。

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    letter := "i"
    fmt.Printf("Letter %s is a ", letter)
    switch letter {
    case "a", "e", "i", "o", "u": //multiple expressions in case
        fmt.Println("vowel")
    default:
        fmt.Println("not a vowel")
    }
}

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执行^[4]

上面的代码判断 letter 是否是元音。第 11 行代码的 case 分支用来匹配所有的元音，因为 "i" 是元音，所有输出：

Letter i is a vowel

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无条件表达式 switch 语句

switch 中的表达式是可选的，可以省略。如果表达式省略，switch 语句可以看成是 switch true，将会对 case 语句进行条件判断，如果判断为 true 将会执行相应 case 的代码块。

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    num := 75
    switch { // expression is omitted
    case num >= 0 && num <= 50:
        fmt.Printf("%d is greater than 0 and less than 50", num)
    case num >= 51 && num <= 100:
        fmt.Printf("%d is greater than 51 and less than 100", num)
    case num >= 101:
        fmt.Printf("%d is greater than 100", num)
    }

}

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执行^[5]

上面的代码中，switch 中没有表达式，因此它被认为是 true，将会对 case 语句进行判断，判断 case num >= 51 && num <= 100 为 true，所以输出：

75 is greater than 51 and less than 100

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这种类型的 switch 被认为是多个 if-else 子句的替代方案。

fallthrough 语句

Go 语言里，执行完 case 语句的代码块将会立即跳出 switch 语句。使用 fallthrough 语句，可以在执行完该 case 语句后，不跳出，继续执行下一个 case 语句。

我们来写一个示例来好好理解下 fallthrough 语句。该示例将检查输入的数字是否小于 50、100 或 200。例如，如果我们输入 75，程序将打印 75 小于 100 和 200。我们将使用 fallthrough 来实现这一点。

package main

import (
    "fmt"
)

func number() int {
        num := 15 * 5
        return num
}

func main() {

    switch num := number(); { //num is not a constant
    case num < 50:
        fmt.Printf("%d is lesser than 50\n", num)
        fallthrough
    case num < 100:
        fmt.Printf("%d is lesser than 100\n", num)
        fallthrough
    case num < 200:
        fmt.Printf("%d is lesser than 200", num)
    }

}

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执行^[6]

switch 和 case 语句不只是常量，也可以在程序运行时计算得到。上面代码的第 14 行，num 使用 number() 函数的返回值初始化，第 18 行的 case 语句 case num < 100: 判断为 true，所以输出 75 is lesser than 100。执行完 case 语句，下一行代码是 fallthrough 语句，此时程序不会跳出，而是继续执行下一条 case，打印 75 is lesser than 200，所以程序输出：

75 is lesser than 100
75 is lesser than 200

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fallthrough 语句必须是 case 语句块中最后一行代码，如果出现在 case 语句中间，编译时将会报错：fallthrough statement out of place。

即使 fallthrough 后面的 case 语句判定为 false，也会继续执行

使用 fallthrough 时需要注意一点，即使后面的 case 语句判定为 false，也会继续执行。

请看下面的代码：

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    switch num := 25; {
    case num < 50:
        fmt.Printf("%d is lesser than 50\n", num)
        fallthrough
    case num > 100:
        fmt.Printf("%d is greater than 100\n", num)
    }

}</p>
<p data-tool="mdnice编辑器" style="padding-top: 8px;padding-bottom: 8px;color: rgb(103, 97, 97);font-size: 17px;letter-spacing: 1.5px;line-height: 1.75;"><span style="font-weight: bold;color: #ee5408;">执行</span><sup style="line-height: 0;font-weight: bold;color: #ee5408;">[7]</sup></p>
<p data-tool="mdnice编辑器" style="padding-top: 8px;padding-bottom: 8px;color: rgb(103, 97, 97);font-size: 17px;letter-spacing: 1.5px;line-height: 1.75;">上面的代码中，num 等于 25，小于 50，所以第 9 行的 case 判断为 true，执行该语句。这个 case 语句最后一行是 fallthrough，继续执行下一个 case，不满足条件 case num > 100，判断为 false，但是 fallthrough 会忽视这点，即使结果是 false，也会继续执行该 case 块。</p>
<p data-tool="mdnice编辑器" style="padding-top: 8px;padding-bottom: 8px;color: rgb(103, 97, 97);font-size: 17px;letter-spacing: 1.5px;line-height: 1.75;">所以程序输出：</p>
<pre class="brush:php;toolbar:false;">25 is lesser than 50
25 is greater than 100

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因此，请确保使用 fallthrough 语句时程序将会发生什么。

还有一点需要注意，fallthrough 不能用在最后一个 case 语句中，否则编译将会报错：

cannot fallthrough final case in switch

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break

break 可以用来提前结束 switch 语句。我们通过一个示例来了解下工作原理：

我们添加一个条件，如果 num 小于 0，则 switch 提前结束。

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    switch num := -5; {
    case num < 50:
        if num < 0 {
            break
        }
        fmt.Printf("%d is lesser than 50\n", num)
        fallthrough
    case num < 100:
        fmt.Printf("%d is lesser than 100\n", num)
        fallthrough
    case num < 200:
        fmt.Printf("%d is lesser than 200", num)
    }

}

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执行^[8]

上面的代码，num 初始化为 -5，当程序执行到第 10 行代码的 if 语句时，满足条件 num < 0，执行 break，提前结束 switch，所以程序不会有任何输出。

跳出外部 for 循环

当 for 循环中包含 switch 语句时，有时可能需要提前终止 for 循环。这可以通过给 for 循环打个标签，并且在 switch 语句中通过 break 跳转到该标签来实现。我们来看个例子，实现随机生成一个偶数的功能。

我们将创建一个无限 for 循环，并且使用 switch 语句判断随机生成的数字是否为偶数，如果是偶数，则打印该数字并且使用标签的方式终止 for 循环。rand 包的 Intn() 函数用于生成非负伪随机数。

package main

import (
    "fmt"
    "math/rand"
)

func main() {
randloop:
    for {
        switch i := rand.Intn(100); {
        case i%2 == 0:
            fmt.Printf("Generated even number %d", i)
            break randloop
        }
    }

}

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执行^[9]

上面代码的第 9 行，给 for 循环打了个标签 randloop。Intn() 函数会生成 0-99 的随机数，当为偶数时，第 14 行代码会被执行，跳转到标签 randloop 结束 for 循环。

程序输出(因为是随机数，你的执行结果可能与下面的不通)：