C语言中break在case里的作用是什么？

switch 语句

switch 语句是一种多路分支控制结构，它根据一个表达式的值来决定执行哪个代码块，它常用于替代多个 if-else if-else 语句，使代码更清晰、更易读。

switch 语句的基本语法如下：

switch (expression) {
    case constant_expression1:
        // 当 expression 的值等于 constant_expression1 时，从这里开始执行
        statement(s);
        break; // 可选，但强烈推荐
    case constant_expression2:
        // 当 expression 的值等于 constant_expression2 时，从这里开始执行
        statement(s);
        break; // 可选，但强烈推荐
    default:
        // expression 的值不匹配任何一个 case，从这里执行
        statement(s);
        break; // 可选
}

case 的作用

case 关键字后面跟一个常量表达式（比如一个整数、字符等），它的作用是：

1. case 本身不执行任何操作，它更像是一个或一个入口点。
2. 匹配：switch 语句会将 expression 的值与每个 case 后面的 constant_expression 进行比较。
3. 跳转：一旦找到第一个匹配的 case，程序就会跳转到那个 case 标签处，并开始执行其后面的代码。

break 的作用

break 关键字的作用是立即终止并退出当前的 switch 语句。

break 和 case 的协同工作：case穿透 (Case Fall-through)

这是理解 switch 语句最关键的一点。如果没有 break 语句，程序会继续执行下一个 case 的代码，而不会进行任何新的匹配。 这个特性被称为 "case穿透" 或 "fall-through"。

让我们通过例子来理解。

示例 1：有 break 的情况（标准用法）

#include <stdio.h>
int main() {
    int day = 3;
    switch (day) {
        case 1:
            printf("Monday\n");
            break; // 执行完 printf 后，遇到 break，立即退出 switch
        case 2:
            printf("Tuesday\n");
            break; // 执行完 printf 后，遇到 break，立即退出 switch
        case 3:
            printf("Wednesday\n");
            break; // 执行完 printf 后，遇到 break，立即退出 switch
        default:
            printf("Unknown day\n");
            break;
    }
    return 0;
}

输出：

Wednesday

执行流程：

1. day 的值是 3。
2. switch 进入，开始匹配 case。
3. case 1 (值为1) 不匹配。
4. case 2 (值为2) 不匹配。
5. case 3 (值为3) 匹配。
6. 程序跳转到 case 3: 的位置，执行 printf("Wednesday\n");。
7. 遇到 break; 语句，立即终止整个 switch 结构。
8. 程序继续执行 switch 之后的代码（return 0;）。

示例 2：没有 break 的情况（case穿透）

#include <stdio.h>
int main() {
    int number = 2;
    switch (number) {
        case 1:
            printf("Option 1\n");
            break;
        case 2:
            printf("Option 2\n");
            // 注意：这里没有 break!
        case 3:
            printf("Option 3\n");
            break;
        default:
            printf("Default option\n");
    }
    return 0;
}

输出：

Option 2
Option 3

执行流程：

1. number 的值是 2。
2. switch 进入，case 1 不匹配。
3. case 2 (值为2) 匹配。
4. 程序跳转到 case 2: 的位置，执行 printf("Option 2\n");。
5. 没有遇到 break，所以程序不会退出 switch，它会继续向下执行。
6. 它直接进入下一个 case (case 3)，执行其代码 printf("Option 3\n");。
7. 遇到 break;，终于退出了 switch。

这种“掉下去”的特性就是 case穿透。

case穿透 的实际应用

虽然 case穿透 常常是一个疏忽导致的错误，但它也可以被有意利用来实现某些逻辑。

示例 3：利用 case穿透 简化代码

假设我们要根据一个分数评定等级：90-100是A，80-89是B，70-79是C，60-69是D，60以下是F，我们可以这样写：

#include <stdio.h>
int main() {
    int score = 85;
    switch (score / 10) { // 85 / 10 = 8
        case 10:
        case 9:
            printf("Grade: A\n");
            break;
        case 8:
            printf("Grade: B\n");
            break;
        case 7:
            printf("Grade: C\n");
            break;
        case 6:
            printf("Grade: D\n");
            break;
        default: // 0, 1, 2, 3, 4, 5
            printf("Grade: F\n");
            break;
    }
    return 0;
}

输出：

Grade: B

执行流程：

1. score 是 85，score / 10 的结果是 8。
2. switch 匹配 case 8:。
3. 执行 printf("Grade: B\n");。
4. 遇到 break，退出 switch。

score 是 95 呢？

1. score / 10 的结果是 9。
2. switch 匹配 case 9:。
3. 执行 printf("Grade: A\n");。
4. 遇到 break，退出 switch。

score 是 100 呢？

1. score / 10 的结果是 10。
2. switch 匹配 case 10:。
3. 由于没有 break，程序会穿透到下一个 case (case 9:)。
4. 执行 printf("Grade: A\n");。
5. 遇到 break，退出 switch。

这样,我们用 case穿透 巧妙地处理了两个范围（90-100）共享同一种情况（Grade A）。

default 子句

default 是 switch 的可选部分。switch 的表达式的值不匹配任何一个 case，那么程序就会跳转到 default 标签处执行。

default 的位置是灵活的，但通常放在最后。

#include <stdio.h>
int main() {
    int option = 5;
    switch (option) {
        case 1:
            printf("You selected 1.\n");
            break;
        case 2:
            printf("You selected 2.\n");
            break;
        default: // option 的值是 5，不匹配 case 1 或 2，所以执行这里
            printf("Invalid option.\n");
            break;
    }
    return 0;
}

输出：

Invalid option.

总结与最佳实践

1. case 是入口，不是出口：case 只是告诉程序从哪里开始执行。
2. break 是出口：break 是用来终止 switch 语句的。绝大多数情况下，每个 case 的末尾都应该有一个 break。
3. 警惕 case穿透：忘记写 break 是一个非常常见的初学者错误，会导致逻辑混乱和难以发现的 bug。
4. 利用 case穿透：当你发现多个 case 需要执行完全相同的代码块时，可以有意地省略 break 来利用 case穿透，使代码更简洁。
5. default 是好习惯：即使你认为所有情况都已覆盖，也最好加上一个 default 子句（里面可以只放一个 break），用于处理意外情况，增强代码的健壮性。

记住这个核心原则：switch 找到匹配的 case 后会一路执行下去，直到遇到 break 或 switch 语句的结束大括号 。