面试题：C++ 中 switch - case 语句的深入理解

1. switch - case 语句工作原理

表达式类型限制：switch 后的控制表达式必须是整型（包括 char 类型）、枚举类型或 std::integral_constant。不能是 float、double 等浮点型或其他复杂类型。
工作流程：switch 计算控制表达式的值，然后与各个 case 常量表达式的值进行比较。如果找到匹配的 case，则执行该 case 后的语句，直到遇到 break 关键字或 switch 语句结束。

2. break 关键字的作用

break 关键字用于跳出 switch - case 语句。当执行到 break 时，程序会立即终止 switch 语句的执行，跳出整个 switch 代码块，继续执行 switch 语句之后的代码。

3. 省略 break 的情况

如果省略 break，程序会继续执行下一个 case 的语句，这种现象称为“穿透”（fall - through）。即从匹配的 case 开始，依次执行后续所有 case 的语句，直到遇到 break 或 switch 结束。这在某些特定场景下可能有用，但大多数情况下并非预期行为，可能导致逻辑错误。

4. 实际代码示例

#include <iostream>

int main() {
    int day = 3;
    switch (day) {
        case 1:
            std::cout << "Monday" << std::endl;
            break;
        case 2:
            std::cout << "Tuesday" << std::endl;
            break;
        case 3:
            std::cout << "Wednesday" << std::endl;
            break;
        case 4:
            std::cout << "Thursday" << std::endl;
            break;
        case 5:
            std::cout << "Friday" << std::endl;
            break;
        case 6:
            std::cout << "Saturday" << std::endl;
            break;
        case 7:
            std::cout << "Sunday" << std::endl;
            break;
        default:
            std::cout << "Invalid day" << std::endl;
    }
    return 0;
}

在这个示例中，switch 根据 day 的值匹配相应的 case，当 day 为 3 时，输出 "Wednesday"，由于有 break，不会继续执行后续 case。

5. switch - case 比多个 if - else 更合适的情况

效率：对于整型或枚举类型的多条件判断，switch - case 通常效率更高。switch - case 一般使用跳转表（jump table）实现，时间复杂度接近 O(1)，而多个 if - else 是顺序判断，时间复杂度为 O(n)，特别是在条件较多时，switch - case 优势更明显。
代码可读性：switch - case 结构清晰，条件一目了然，尤其是在条件值比较明确且离散时，代码逻辑比多个 if - else 更易读。例如处理一周七天这样固定离散值的判断，switch - case 结构更直观。

星途面试题库