面试题007：解释一下C语言中的switch语句是如何工作的？它有哪些限制？

问题7

解释一下C语言中的switch语句是如何工作的？它有哪些限制？

参考答案

当面试官问到C语言中的switch语句时，可以这样回答：switch语句是一种用于根据表达式的值选择不同执行路径的控制流语句。它可以使代码更加简洁和可读，并且可以根据不同的条件执行不同的代码块。switch语句的工作原理如下：

1. 执行表达式：首先，计算switch语句后面的表达式的值。
2. 匹配case：将表达式的值与每个case标签进行比较，如果匹配成功，则执行与该case标签关联的代码块。如果没有匹配到任何case标签，将执行default标签下的代码块（如果有的话）。
3. 执行代码块：一旦找到匹配的case标签，将执行与该标签关联的代码块。在执行代码块后，程序将继续执行switch语句后面的代码，除非遇到break语句或者switch语句结束。

「语法结构：」

switch (expression) {
  case constant1:
    // code to be executed if expression equals constant1;
    break;
  case constant2:
    // code to be executed if expression equals constant2;
    break;
  ...
  default:
    // code to be executed if expression doesn't match any constants;
}

「示例：」

int day = 3;
switch(day) {
  case 1:
    printf("Monday\n");
    break;
  case 2:
    printf("Tuesday\n");
    break;
  case 3:
    printf("Wednesday\n");
    break;
  default:
    printf("Other day\n");
    break;
}

在上面的示例中，当day的值为3时，将匹配到case 3，然后执行与之关联的代码块，输出"Wednesday"。

switch语句的一些限制包括：

1. 「switch语句的expression必须是一个整型或枚举类型。」：switch语句的表达式必须是整数类型（如int、char等）或者是枚举类型，不能是浮点数、字符串或其他类型。
2. 「case标签必须是常量表达式」：case标签必须是常量表达式，不能是变量或运算结果。这是因为switch语句使用跳转表（jump table）来实现快速查找，需要在编译时确定case标签的值。
3. 「每个case内部需要显式地使用break语句」：在每个case代码块的末尾需要使用break语句，以防止代码继续执行下一个case代码块。如果没有break语句，程序将会继续执行下一个case代码块，这可能导致意外的结果。
4. 「default标签是可选的」：default标签是可选的，用于处理没有匹配到任何case标签的情况。如果没有default标签，程序将继续执行switch语句后面的代码。

5.「每个case标签必须是唯一的」，不能有重复的case常量。