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C++程序设计从零开始(六)

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   3、判断语句——if else、switch

  if else 前面说过了,为了实现“什么样的情况”做“什么样的动作”,故C++非常正常地提供了条件判断语句以实现条件的不同而执行不同的代码。if else的格式为:

   if(<数字>)<语句1>else<语句2> 或者 if(<数字>)<语句1>

   long a = 0, b = 1;

   P1:

   a++;

   b *= a;

   if( a < 10 )

   goto P1;

   long c = b;

  上面的代码就表示只有当a的值小于10时,才跳转到P1以重复执行,最后的效果就是c的值为10的阶乘。

  上面的<数字>表示可以在“if”后的括号中放一数字,即表达式,而当此数字的值非零时,即逻辑真,程序跳转以执行<语句1>,如果为零,即逻辑假,则执行<语句2>。即也可如此:if( a – 10 ) goto P1;,其表示当a – 10不为零时才执行goto P1;。这和前面的效果一样,虽然最后c仍然是10的阶乘,但意义不同,代码的可读性下降,除非出于效率的考虑,不推荐如此书写代码。

  而<语句1>和<语句2>由于是语句,也就可以放任何是语句的东西,因此也可以这样:

   if( a ) long c;

  上面可谓吃饱了撑了,在此只是为了说明<语句1>实际可以放任何是语句的东西,但由于前面已经说过,标号的定义以及注释语句和预编译语句其实都不是语句,因此下面试图当a非零时,定义标号P2和当a为零时书写注释“错误!”的意图是错误的:

   if( a ) P2: 或者 if( !a ) // 错误!

   a++; a++;

  但编译器不会报错,因为前者实际是当a非零时,将a自增一;后者实际是当a为零时,将a自增一。还应注意,由于复合语句也是语句,因此:

   if( a ){ long c = 0; c++; }

  由于使用了复合语句,因此这个判断语句并不是以“;”结尾,但它依旧是一个单句,即:

   if( a )

   if( a < 10 ) { long c = 0; c++; }

   else

   b *= a;

  上面虽然看起来很复杂,但依旧是一个单句,应该注意当写了一个“else”时,编译器向上寻找最近的一个“if”以和其匹配,因此上面的“else”是和“if( a < 10 )”匹配的,而不是由于上面那样的缩进书写而和“if( a )”匹配,因此b *= a;只有在a大于等于10的时候才执行,而不是想象的a为零的时候。

  还应注意前面书写的if( a ) long c;。这里的意思并不是如果a非零,就定义变量c,这里涉及到作用域的问题,将在下篇说明。

  switch 这个语句的定义或多或少地是因为实现的原因而不是和“if else”一样由于逻辑的原因。先来看它的格式:switch(<整型数字>)<语句>。

  上面的<整型数字>和if语句一样,只要是一个数字就可以了,但不同地必须是整型数字(后面说明原因)。然后其后的<语句>与前相同,只要是语句就可以。在<语句>中,应该使用这样的形式:case <整型常数1>:。它在它所对应的位置定义了一个标号,即前面goto语句使用的东西,表示如果<整型数字>和<整型常数1>相等,程序就跳转到“case <整型常数1>:”所标识的位置,否则接着执行后续的语句。

   long a, b = 3;

   switch( a + 3 )

   case 2: case 3: a++;

   b *= a;

  上面就表示如果a + 3等于2或3,就跳到a++;的地址,进而执行a++,否则接着执行后面的语句b *= a;。这看起来很荒谬,有什么用?一条语句当然没意义,为了能够标识多条语句,必须使用复合语句,即如下:

   long a, b = 3;

   switch( a + 3 )

   {

  b = 0;

  case 2:

  a++; // 假设地址为3003

  case 3:

  a--; // 假设地址为3004

  break; case 1:

  a *= a; // 假设地址为3006

   }

   b *= a; // 假设地址为3010

  应该注意上面的“2:”、“3:”、“1:”在这里看着都是整型的数字,但实际应该把它们理解为标号。因此,上面检查a + 3的值,如果等于1,就跳到“1:”标识的地址,即3006;如果为2,则跳转到3003的地方执行代码;如果为3,则跳到3004的位置继续执行。而上面的break;语句是特定的,其放在switch后接的语句中表示打断,使程序跳转到switch以后,对于上面就是3010以执行b *= a;。即还可如此:

  switch( a ) if( a ) break;

  由于是跳到相应位置,因此如果a为-1,则将执行a++;,然后执行a--;,再执行break;而跳到3010地址处执行b *= a;。并且,上面的b = 0;将永远不会被执行。 switch表示的是针对某个变量的值,其不同的取值将导致执行不同的语句,非常适合实现状态的选择。比如用1表示安全,2表示有点危险,3表示比较危险而4表示非常危险,通过书写一个switch语句就能根据某个怪物当前的状态来决定其应该做“逃跑”还是“攻击”或其他的行动以实现游戏中的人工智能。那不是很奇怪吗?上面的switch通过if语句也可以实现,为什么要专门提供一个switch语句?如果只是为了简写,那为什么不顺便提供多一些类似这种逻辑方案的简写,而仅仅只提供了一个分支选择的简写和后面将说的循环的简写?因为其是出于一种优化技术而提出的,就好象后面的循环语句一样,它们对逻辑的贡献都可以通过if语句来实现(毕竟逻辑是判断),而它们的提出一定程度都是基于某种优化技术,不过后面的循环语句简写的成分要大一些。

  我们给出一个数组,数组的每个元素都是4个字节大小,则对于上面的switch语句,如下:

   unsigned long Addr[3]; Addr[0] = 3006; Addr[1] = 3003; Addr[2] = 3004;

  而对于switch( a + 3 ),则使用类似的语句就可以代替:goto Addr[ a + 3 – 1 ];

  上面就是switch的真面目,应注意上面的goto的写法是错误的,这也正是为什么会有switch语句。编译器为我们构建一个存储地址的数组,这个数组的每个元素都是一个地址,其表示的是某条语句的地址,这样,通过不同的偏移即可实现跳转到不同的位置以执行不同的语句进而表现出状态的选择。

  现在应该了解为什么上面必须是<整型数字>了,因为这些数字将用于数组的下标或者是偏移,因此必须是整数。而<整型常数1>必须是常数,因为其由编译时期告诉编译器它现在所在位置应放在地址数组的第几个元素中。

  了解了switch的实现后,以后在书写switch时,应尽量将各case后接的整型常数或其倍数靠拢以减小需生成的数组的大小,而无需管常数的大小。即case 1000、case1001、case 1002和case 2、case 4、case 6都只用3个元素大小的数组,而case 0、case 100、case 101就需要102个元素大小的数组。应该注意,现在的编译器都很智能,当发现如刚才的后者这种只有3个分支却要102个元素大小的数组时,编译器是有可能使用重复的if语句来代替上面数组的生成。

  switch还提供了一个关键字——default。如下:

   long a, b = 3;

   switch( a + 3 )

   {

   case 2:

   a++;

   break;

   case 3:

   a += 3;

   break;

   default:

   a--;

   }

   b *= a;

  上面的“default:”表示当a + 3不为2且不为3时,则执行a--;,即default表示缺省的状况,但也可以没有,则将直接执行switch后的语句,因此这是可以的:switch( a ){}或switch( a );,只不过毫无意义罢了。

 
 

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