Go 语言基础 - switch语句

Go语言进阶学习

发布时间：2023-07-24 15:50:00

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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")

    }
}

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")

    }
}

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")
    }
}

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")
    }
}

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

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)
    }

}

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

75 is greater than 51 and less than 100

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)
    }

}

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

75 is lesser than 100
75 is lesser than 200

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)
    }

}

执行^[7]

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。

所以程序输出：

25 is lesser than 50
25 is greater than 100

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

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)
    }

}

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

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
        }
    }

}

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)：