C语言题目，字符型输入如何使用switch?
在C语言中，我们经常需要根据用户输入的字符来执行不同的操作。这时候，`switch`语句就成了一个非常强大且清晰的选择。相比于一连串的`ifelse if`结构，`switch`能够让你的代码在处理多个离散值时更具可读性，尤其是当这些值是字符时。
下面我们来详细聊聊如何在C语言中使用`switch`来处理字符型输入。
`switch`语句的基本结构回顾
在深入字符型输入之前，我们先快速回顾一下`switch`语句的通用结构：
```c
switch (expression) {
case constant_expression1:
// 执行这里的代码
break; // 非常重要！
case constant_expression2:
// 执行这里的代码
break;
// ... 更多case
default:
// 如果上面没有一个case匹配，则执行这里的代码
}
```
`expression`: 这是一个表达式，它的值会被用来与`case`后面的常量表达式进行比较。
`case constant_expression`: `constant_expression`必须是一个常量表达式，而且它的值与`expression`的值相匹配时，就会执行该`case`下的代码块。
`break`: `break`语句的作用是结束当前的`switch`语句。如果没有`break`，程序会“穿透”到下一个`case`继续执行，这通常不是我们想要的。
`default`: 这是一个可选的标签。当`expression`的值不匹配任何一个`case`时，就会执行`default`下的代码块。
为什么`switch`对字符型输入很合适？
在C语言中，字符本质上是整数。每个字符都有一个对应的ASCII（或其他字符编码）值。这就意味着，字符类型 (`char`) 的变量可以直接用在`switch`语句的`expression`部分，并且`case`后面的常量表达式也可以是字符字面量（例如 `'a'`, `'B'`, `'!'` 等）。
`switch`语句在处理这些离散的字符值时，比一系列`ifelse if`结构更简洁、更易于阅读和维护。想象一下，如果你需要根据用户输入的'y'或'n'来决定是否继续，或者根据输入的'a', 'b', 'c'来执行不同的菜单选项，`switch`都能让你的代码清晰明了。
实战：处理字符输入
让我们来看几个具体的例子，说明如何使用`switch`来处理字符型输入。
示例 1：简单的菜单选择
假设我们想让用户输入一个字母来选择一个操作：'a'代表添加，'d'代表删除，'p'代表打印。
```c
include
int main() {
char choice;
printf("请选择操作： ");
printf("a 添加 ");
printf("d 删除 ");
printf("p 打印 ");
printf("请输入您的选择: ");
// 读取用户输入的字符
scanf(" %c", &choice); // 注意scanf前有个空格，用来跳过可能存在的空白符
// 使用switch语句处理字符选择
switch (choice) {
case 'a':
printf("您选择了添加操作。 ");
// 在这里可以添加实际的添加逻辑
break;
case 'd':
printf("您选择了删除操作。 ");
// 在这里可以添加实际的删除逻辑
break;
case 'p':
printf("您选择了打印操作。 ");
// 在这里可以添加实际的打印逻辑
break;
default:
printf("无效的选择！请重新输入。 ");
break;
}
return 0;
}
```
解释说明：
1. `char choice;`: 我们声明了一个字符变量 `choice` 来存储用户输入。
2. `printf(...)`: 显示菜单选项给用户。
3. `scanf(" %c", &choice);`: 这是关键的输入部分。
`%c` 是用来读取单个字符的格式说明符。
`" %c"` 中的空格很重要！ 当用户输入一个字符后按下回车键，`scanf` 会读取那个字符，但回车符 (` `) 仍然留在输入缓冲区中。如果下一次 `scanf` 再次读取字符，它可能会读取这个残余的回车符，而不是用户期望的新输入。`" %c"` 中的前导空格告诉 `scanf` 跳过所有可能存在的空白字符（包括空格、制表符、换行符）直到遇到一个非空白字符为止，然后读取这个非空白字符。
`&choice` 传递了 `choice` 变量的地址，这样 `scanf` 才能将读取到的字符存入 `choice`。
4. `switch (choice)`: `switch` 语句以用户输入的 `choice` 字符为判断依据。
5. `case 'a':`: 如果 `choice` 的值等于字符字面量 `'a'`，则执行下面的代码块。
6. `printf("您选择了添加操作。 ");`: 执行相应的操作。
7. `break;`: 终止 `switch` 语句。如果省略了这个 `break`，当匹配到 `'a'` 时，程序还会继续执行 `case 'd'` 和 `case 'p'` 下的代码，直到遇到下一个 `break` 或 `switch` 的结束。
8. `default:`: 如果 `choice` 的值不是 `'a'`、`'d'` 或 `'p'`，则执行 `default` 部分的代码，提示用户输入无效。
示例 2：处理大小写字符
很多时候，用户可能输入大写字母，我们希望它们也能被正确处理。你可以为每个操作写两个 `case`，一个对应小写，一个对应大写。
```c
include
int main() {
char command;
printf("请输入命令 (a/d/p): ");
scanf(" %c", &command);
switch (command) {
case 'a':
case 'A': // 如果是小写'a'或大写'A'都执行添加操作
printf("执行添加命令。 ");
break;
case 'd':
case 'D': // 如果是小写'd'或大写'D'都执行删除操作
printf("执行删除命令。 ");
break;
case 'p':
case 'P': // 如果是小写'p'或大写'P'都执行打印操作
printf("执行打印命令。 ");
break;
default:
printf("未知命令！ ");
break;
}
return 0;
}
```
解释说明：
通过将多个 `case` 标签放在同一个代码块之前，我们可以实现“跌落”（fallthrough）的效果。当 `command` 是 `'a'` 时，它会匹配 `case 'a':`，由于后面没有 `break`，它会继续执行到 `case 'A':` 下的代码。同样，如果 `command` 是 `'A'`，它直接匹配 `case 'A':` 并执行相应的代码。
示例 3：使用 `getchar()` 读取字符
`scanf` 在处理单个字符时有时会遇到缓冲区的复杂性，而 `getchar()` 是读取单个字符的另一种常用且更直接的方法。
```c
include
int main() {
int character; // 注意：getchar() 返回 int
printf("请输入一个字符 (Y/N): ");
character = getchar(); // 读取一个字符
// 清除输入缓冲区中可能存在的剩余字符（包括换行符）
// 这是一个常见的做法，以防后续的输入操作受到影响
while (getchar() != ' ' && character != EOF);
switch (character) {
case 'Y':
case 'y':
printf("您选择了 'Y'，继续... ");
break;
case 'N':
case 'n':
printf("您选择了 'N'，停止... ");
break;
default:
printf("无效的输入。 ");
break;
}
return 0;
}
```
解释说明：
1. `int character;`: `getchar()` 返回的是一个 `int` 类型，因为它需要能够返回普通字符值之外的特殊值 `EOF` (End Of File)。
2. `character = getchar();`: `getchar()` 从标准输入读取下一个字符。
3. `while (getchar() != ' ' && character != EOF);`: 这段代码是用来“清理”输入缓冲区的。在 `getchar()` 读取了一个字符（比如用户输入的 'Y'）后，按下回车键产生的换行符 (` `) 仍然留在缓冲区中。如果后面还有其他的输入操作（比如另一个 `getchar()` 或 `scanf`），它可能会读取这个残留的换行符。这个 `while` 循环会不断读取字符，直到遇到换行符 ` ` 或者到达文件末尾 `EOF`，从而清空缓冲区中剩余的部分。
4. `switch (character)`: `switch` 语句现在判断的是 `int` 类型的值，但我们仍然可以用字符字面量来比较，因为编译器会自动处理字符到其整数表示的转换。
需要注意的关键点
`break` 的重要性: 绝对不要忘记在每个 `case` 块的末尾加上 `break`，除非你特意想要“跌落”到下一个 `case`。
常量表达式: `case` 后面的必须是常量表达式。你不能写 `case x:` 如果 `x` 是一个变量。它必须是像 `'a'`, `123`, `'!'`, 或者编译时就能确定的表达式。
字符字面量: 使用单引号 `'` 来表示单个字符（如 `'A'`），而不是双引号 `"`（如 `"A"`，这是字符串字面量）。
输入缓冲: 对于字符输入，理解输入缓冲区的工作方式非常重要。`scanf(" %c", ...)` 或使用 `getchar()` 后进行缓冲区清理，是处理用户输入时常见的技巧。
`EOF`: 当使用 `getchar()` 读取时，要记住它返回 `int` 类型，并且在遇到文件结束符时会返回 `EOF`（一个预定义的负整数值）。
类型兼容性: `switch` 语句的表达式和 `case` 标签的常量表达式必须是整数类型（包括 `char`）。
总结
在C语言中，利用`switch`语句处理字符型输入是一种非常高效且可读性强的方法。通过将`char`类型变量放在`switch`的表达式部分，并使用字符字面量作为`case`标签，你可以轻松地构建出响应用户特定字符输入的程序逻辑。记住 `break` 的使用以及处理输入缓冲区的问题，就能让你写出健壮的字符处理代码。
下面我们来详细聊聊如何在C语言中使用`switch`来处理字符型输入。
`switch`语句的基本结构回顾
在深入字符型输入之前，我们先快速回顾一下`switch`语句的通用结构：
```c
switch (expression) {
case constant_expression1:
// 执行这里的代码
break; // 非常重要！
case constant_expression2:
// 执行这里的代码
break;
// ... 更多case
default:
// 如果上面没有一个case匹配，则执行这里的代码
}
```
`expression`: 这是一个表达式，它的值会被用来与`case`后面的常量表达式进行比较。
`case constant_expression`: `constant_expression`必须是一个常量表达式，而且它的值与`expression`的值相匹配时，就会执行该`case`下的代码块。
`break`: `break`语句的作用是结束当前的`switch`语句。如果没有`break`，程序会“穿透”到下一个`case`继续执行，这通常不是我们想要的。
`default`: 这是一个可选的标签。当`expression`的值不匹配任何一个`case`时，就会执行`default`下的代码块。
为什么`switch`对字符型输入很合适？
在C语言中，字符本质上是整数。每个字符都有一个对应的ASCII（或其他字符编码）值。这就意味着，字符类型 (`char`) 的变量可以直接用在`switch`语句的`expression`部分，并且`case`后面的常量表达式也可以是字符字面量（例如 `'a'`, `'B'`, `'!'` 等）。
`switch`语句在处理这些离散的字符值时，比一系列`ifelse if`结构更简洁、更易于阅读和维护。想象一下，如果你需要根据用户输入的'y'或'n'来决定是否继续，或者根据输入的'a', 'b', 'c'来执行不同的菜单选项，`switch`都能让你的代码清晰明了。
实战：处理字符输入
让我们来看几个具体的例子，说明如何使用`switch`来处理字符型输入。
示例 1：简单的菜单选择
假设我们想让用户输入一个字母来选择一个操作：'a'代表添加，'d'代表删除，'p'代表打印。
```c
include
int main() {
char choice;
printf("请选择操作： ");
printf("a 添加 ");
printf("d 删除 ");
printf("p 打印 ");
printf("请输入您的选择: ");
// 读取用户输入的字符
scanf(" %c", &choice); // 注意scanf前有个空格，用来跳过可能存在的空白符
// 使用switch语句处理字符选择
switch (choice) {
case 'a':
printf("您选择了添加操作。 ");
// 在这里可以添加实际的添加逻辑
break;
case 'd':
printf("您选择了删除操作。 ");
// 在这里可以添加实际的删除逻辑
break;
case 'p':
printf("您选择了打印操作。 ");
// 在这里可以添加实际的打印逻辑
break;
default:
printf("无效的选择！请重新输入。 ");
break;
}
return 0;
}
```
解释说明：
1. `char choice;`: 我们声明了一个字符变量 `choice` 来存储用户输入。
2. `printf(...)`: 显示菜单选项给用户。
3. `scanf(" %c", &choice);`: 这是关键的输入部分。
`%c` 是用来读取单个字符的格式说明符。
`" %c"` 中的空格很重要！ 当用户输入一个字符后按下回车键，`scanf` 会读取那个字符，但回车符 (` `) 仍然留在输入缓冲区中。如果下一次 `scanf` 再次读取字符，它可能会读取这个残余的回车符，而不是用户期望的新输入。`" %c"` 中的前导空格告诉 `scanf` 跳过所有可能存在的空白字符（包括空格、制表符、换行符）直到遇到一个非空白字符为止，然后读取这个非空白字符。
`&choice` 传递了 `choice` 变量的地址，这样 `scanf` 才能将读取到的字符存入 `choice`。
4. `switch (choice)`: `switch` 语句以用户输入的 `choice` 字符为判断依据。
5. `case 'a':`: 如果 `choice` 的值等于字符字面量 `'a'`，则执行下面的代码块。
6. `printf("您选择了添加操作。 ");`: 执行相应的操作。
7. `break;`: 终止 `switch` 语句。如果省略了这个 `break`，当匹配到 `'a'` 时，程序还会继续执行 `case 'd'` 和 `case 'p'` 下的代码，直到遇到下一个 `break` 或 `switch` 的结束。
8. `default:`: 如果 `choice` 的值不是 `'a'`、`'d'` 或 `'p'`，则执行 `default` 部分的代码，提示用户输入无效。
示例 2：处理大小写字符
很多时候，用户可能输入大写字母，我们希望它们也能被正确处理。你可以为每个操作写两个 `case`，一个对应小写，一个对应大写。
```c
include
int main() {
char command;
printf("请输入命令 (a/d/p): ");
scanf(" %c", &command);
switch (command) {
case 'a':
case 'A': // 如果是小写'a'或大写'A'都执行添加操作
printf("执行添加命令。 ");
break;
case 'd':
case 'D': // 如果是小写'd'或大写'D'都执行删除操作
printf("执行删除命令。 ");
break;
case 'p':
case 'P': // 如果是小写'p'或大写'P'都执行打印操作
printf("执行打印命令。 ");
break;
default:
printf("未知命令！ ");
break;
}
return 0;
}
```
解释说明：
通过将多个 `case` 标签放在同一个代码块之前，我们可以实现“跌落”（fallthrough）的效果。当 `command` 是 `'a'` 时，它会匹配 `case 'a':`，由于后面没有 `break`，它会继续执行到 `case 'A':` 下的代码。同样，如果 `command` 是 `'A'`，它直接匹配 `case 'A':` 并执行相应的代码。
示例 3：使用 `getchar()` 读取字符
`scanf` 在处理单个字符时有时会遇到缓冲区的复杂性，而 `getchar()` 是读取单个字符的另一种常用且更直接的方法。
```c
include
int main() {
int character; // 注意：getchar() 返回 int
printf("请输入一个字符 (Y/N): ");
character = getchar(); // 读取一个字符
// 清除输入缓冲区中可能存在的剩余字符（包括换行符）
// 这是一个常见的做法，以防后续的输入操作受到影响
while (getchar() != ' ' && character != EOF);
switch (character) {
case 'Y':
case 'y':
printf("您选择了 'Y'，继续... ");
break;
case 'N':
case 'n':
printf("您选择了 'N'，停止... ");
break;
default:
printf("无效的输入。 ");
break;
}
return 0;
}
```
解释说明：
1. `int character;`: `getchar()` 返回的是一个 `int` 类型，因为它需要能够返回普通字符值之外的特殊值 `EOF` (End Of File)。
2. `character = getchar();`: `getchar()` 从标准输入读取下一个字符。
3. `while (getchar() != ' ' && character != EOF);`: 这段代码是用来“清理”输入缓冲区的。在 `getchar()` 读取了一个字符（比如用户输入的 'Y'）后，按下回车键产生的换行符 (` `) 仍然留在缓冲区中。如果后面还有其他的输入操作（比如另一个 `getchar()` 或 `scanf`），它可能会读取这个残留的换行符。这个 `while` 循环会不断读取字符，直到遇到换行符 ` ` 或者到达文件末尾 `EOF`，从而清空缓冲区中剩余的部分。
4. `switch (character)`: `switch` 语句现在判断的是 `int` 类型的值，但我们仍然可以用字符字面量来比较，因为编译器会自动处理字符到其整数表示的转换。
需要注意的关键点
`break` 的重要性: 绝对不要忘记在每个 `case` 块的末尾加上 `break`，除非你特意想要“跌落”到下一个 `case`。
常量表达式: `case` 后面的必须是常量表达式。你不能写 `case x:` 如果 `x` 是一个变量。它必须是像 `'a'`, `123`, `'!'`, 或者编译时就能确定的表达式。
字符字面量: 使用单引号 `'` 来表示单个字符（如 `'A'`），而不是双引号 `"`（如 `"A"`，这是字符串字面量）。
输入缓冲: 对于字符输入，理解输入缓冲区的工作方式非常重要。`scanf(" %c", ...)` 或使用 `getchar()` 后进行缓冲区清理，是处理用户输入时常见的技巧。
`EOF`: 当使用 `getchar()` 读取时，要记住它返回 `int` 类型，并且在遇到文件结束符时会返回 `EOF`（一个预定义的负整数值）。
类型兼容性: `switch` 语句的表达式和 `case` 标签的常量表达式必须是整数类型（包括 `char`）。
总结
在C语言中，利用`switch`语句处理字符型输入是一种非常高效且可读性强的方法。通过将`char`类型变量放在`switch`的表达式部分，并使用字符字面量作为`case`标签，你可以轻松地构建出响应用户特定字符输入的程序逻辑。记住 `break` 的使用以及处理输入缓冲区的问题，就能让你写出健壮的字符处理代码。
网友意见
- 不超过4字节的话可以强行转成整形再case，也是个通用做法。比较长的字符串只要前4字节不重复，只取前4字节就行。
- 先hash, 不过还得手工把每个hash值算出来，再写成宏，不太优雅，要么就在编译阶段用脚本解决，也麻烦。还得注意是否有重复，重复了就换个hash算法。
- c++的话，可以把hash函数的返回值用constexpr类型，就可以直接放在case后面了，清爽多了，也不用人肉检查重复了，重复的话编译时会提示。
- 如果还需要忽略大小写之类……还是老实用if..else配合strcasecmp吧。
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