为什么switch语句不能应用于字符串?

时间:2009-03-16 12:14:29

标签: c++ string switch-statement

编译以下代码并得到type illegal的错误。

int main()
{
    // Compilation error - switch expression of type illegal
    switch(std::string("raj"))
    {
    case"sda":
    }
}

您无法在switchcase中使用字符串。为什么?是否有任何解决方案可以很好地支持类似于切换字符串的逻辑?

22 个答案:

答案 0 :(得分:166)

之所以与类型系统有关。 C / C ++并不真正支持字符串作为一种类型。它确实支持常量char数组的想法,但它并不完全理解字符串的概念。

为了生成switch语句的代码,编译器必须理解两个值相等的含义。对于像int和enums这样的项目,这是一个微不足道的比较。但是编译器应该如何比较2个字符串值呢?区分大小写,不敏感,文化意识等...如果没有完全意识到字符串,则无法准确回答。

此外,C / C ++ switch语句通常生成为branch tables。为字符串样式开关生成分支表并不容易。

答案 1 :(得分:53)

如前所述,编译器喜欢构建查找表,尽可能将switch语句优化为接近O(1)时序。将此与C ++语言没有字符串类型的事实相结合 - std::string是标准库的一部分,它不是语言本身的一部分。

我会提供一个您可能想要考虑的替代方案,我过去使用过它以达到良好效果。切换使用字符串作为输入的哈希函数的结果,而不是切换字符串本身。如果你使用一组预定的字符串,你的代码几乎就像切换字符串一样清晰:

enum string_code {
    eFred,
    eBarney,
    eWilma,
    eBetty,
    ...
};

string_code hashit (std::string const& inString) {
    if (inString == "Fred") return eFred;
    if (inString == "Barney") return eBarney;
    ...
}

void foo() {
    switch (hashit(stringValue)) {
    case eFred:
        ...
    case eBarney:
        ...
    }
}

有许多显而易见的优化几乎遵循C编译器对switch语句的处理方式......有趣的是如何发生。

答案 2 :(得分:29)

您只能使用switch,例如int,char和enum。最简单的解决方案就是使用枚举。

#include <map>
#include <string>
#include <iostream.h>

// Value-Defintions of the different String values
static enum StringValue { evNotDefined,
                          evStringValue1,
                          evStringValue2,
                          evStringValue3,
                          evEnd };

// Map to associate the strings with the enum values
static std::map<std::string, StringValue> s_mapStringValues;

// User input
static char szInput[_MAX_PATH];

// Intialization
static void Initialize();

int main(int argc, char* argv[])
{
  // Init the string map
  Initialize();

  // Loop until the user stops the program
  while(1)
  {
    // Get the user's input
    cout << "Please enter a string (end to terminate): ";
    cout.flush();
    cin.getline(szInput, _MAX_PATH);
    // Switch on the value
    switch(s_mapStringValues[szInput])
    {
      case evStringValue1:
        cout << "Detected the first valid string." << endl;
        break;
      case evStringValue2:
        cout << "Detected the second valid string." << endl;
        break;
      case evStringValue3:
        cout << "Detected the third valid string." << endl;
        break;
      case evEnd:
        cout << "Detected program end command. "
             << "Programm will be stopped." << endl;
        return(0);
      default:
        cout << "'" << szInput
             << "' is an invalid string. s_mapStringValues now contains "
             << s_mapStringValues.size()
             << " entries." << endl;
        break;
    }
  }

  return 0;
}

void Initialize()
{
  s_mapStringValues["First Value"] = evStringValue1;
  s_mapStringValues["Second Value"] = evStringValue2;
  s_mapStringValues["Third Value"] = evStringValue3;
  s_mapStringValues["end"] = evEnd;

  cout << "s_mapStringValues contains "
       << s_mapStringValues.size()
       << " entries." << endl;
}
  

Code written作者:Stefan Ruck,2001年7月25日。

答案 3 :(得分:13)

C ++ 11更新显然不是@MarmouCorp,而是http://www.codeguru.com/cpp/cpp/cpp_mfc/article.php/c4067/Switch-on-Strings-in-C.htm

使用两个映射在字符串和类枚举之间进行转换(优于普通枚举,因为它的值在其中作用域,反向查找好的错误消息)。

在codeguru代码中使用static是可能的,因为编译器支持初始化列表,这意味着VS 2013 plus。 gcc 4.8.1对它没问题,不确定它的兼容性还有多远。

/// <summary>
/// Enum for String values we want to switch on
/// </summary>
enum class TestType
{
    SetType,
    GetType
};

/// <summary>
/// Map from strings to enum values
/// </summary>
std::map<std::string, TestType> MnCTest::s_mapStringToTestType =
{
    { "setType", TestType::SetType },
    { "getType", TestType::GetType }
};

/// <summary>
/// Map from enum values to strings
/// </summary>
std::map<TestType, std::string> MnCTest::s_mapTestTypeToString
{
    {TestType::SetType, "setType"}, 
    {TestType::GetType, "getType"}, 
};

...

std::string someString = "setType";
TestType testType = s_mapStringToTestType[someString];
switch (testType)
{
    case TestType::SetType:
        break;

    case TestType::GetType:
        break;

    default:
        LogError("Unknown TestType ", s_mapTestTypeToString[testType]);
}

答案 4 :(得分:11)

问题在于,出于优化的原因,C ++中的switch语句不能用于任何原始类型,并且只能将它们与编译时常量进行比较。

据推测,限制的原因是编译器能够应用某种形式的优化,将代码编译为一条cmp指令,以及根据运行时参数的值计算地址的goto。由于分支和循环不能很好地与现代CPU配合使用,因此这可能是一项重要的优化。

要解决这个问题,我恐怕你不得不求助于if语句。

答案 5 :(得分:9)

C ++

constexpr哈希函数:

constexpr unsigned int hash(const char *s, int off = 0) {                        
    return !s[off] ? 5381 : (hash(s, off+1)*33) ^ s[off];                           
}                                                                                

switch( hash(str) ){
case hash("one") : // do something
case hash("two") : // do something
}

答案 6 :(得分:7)

std::map + C ++ 11没有枚举的lambdas模式

unordered_map潜在摊销O(1)What is the best way to use a HashMap in C++?

#include <functional>
#include <iostream>
#include <string>
#include <unordered_map>
#include <vector>

int main() {
    int result;
    const std::unordered_map<std::string,std::function<void()>> m{
        {"one",   [&](){ result = 1; }},
        {"two",   [&](){ result = 2; }},
        {"three", [&](){ result = 3; }},
    };
    const auto end = m.end();
    std::vector<std::string> strings{"one", "two", "three", "foobar"};
    for (const auto& s : strings) {
        auto it = m.find(s);
        if (it != end) {
            it->second();
        } else {
            result = -1;
        }
        std::cout << s << " " << result << std::endl;
    }
}

输出:

one 1
two 2
three 3
foobar -1

使用static

的方法中的用法

要在类中有效地使用此模式,请静态初始化lambda映射,否则每次都要从{0}开始构建它。

在这里,我们可以使用O(n)方法变量的{}初始化:Static variables in class methods,但我们也可以使用以下所述的方法:static constructors in C++? I need to initialize private static objects

有必要将lambda context capture static转换为参数,或者未定义的参数:const static auto lambda used with capture by reference

产生与上面相同的输出的示例:

[&]

答案 7 :(得分:6)

在C ++和C中,交换机仅适用于整数类型。请改用if else梯形图。 C ++显然可以为字符串实现某种swich语句 - 我想没有人认为它是值得的,我同意它们。

答案 8 :(得分:5)

为什么不呢?您可以使用具有等效语法和相同语义的switch implementationC语言根本没有对象和字符串对象,但是 C中的字符串是由指针引用的空终止字符串。 C++语言有可能为其创建重载函数 对象比较或检查对象的等式。 由于C C++足够灵活,可以为C的字符串进行此类切换 语言和支持比较或检查的任何类型的对象 C++语言的平等。现代C++11允许进行此切换 实施足够有效。

您的代码将是这样的:

std::string name = "Alice";

std::string gender = "boy";
std::string role;

SWITCH(name)
  CASE("Alice")   FALL
  CASE("Carol")   gender = "girl"; FALL
  CASE("Bob")     FALL
  CASE("Dave")    role   = "participant"; BREAK
  CASE("Mallory") FALL
  CASE("Trudy")   role   = "attacker";    BREAK
  CASE("Peggy")   gender = "girl"; FALL
  CASE("Victor")  role   = "verifier";    BREAK
  DEFAULT         role   = "other";
END

// the role will be: "participant"
// the gender will be: "girl"

可以使用更复杂的类型,例如std::pairs或支持相等操作的任何结构或类(或快速模式的同义词)。

功能

  • 支持比较或检查相等的任何类型的数据
  • 建立级联嵌套开关状态的可能性。
  • 通过案例陈述打破或贬低的可能性
  • 使用非常量案例表达的可能性
  • 可以通过树搜索启用快速静态/动态模式(对于C ++ 11)

Sintax与语言切换的差异是

  • 大写关键字
  • 需要CASE声明的括号
  • 分号';'不允许在陈述结束时
  • 冒号':'不允许CASE声明
  • 在CASE声明结尾处需要BREAK或FALL关键字之一

对于使用C++97语言的线性搜索。 对于C++11和更现代的可能使用quick模式wuth树搜索,其中返回语句在CASE中变得不被允许。 存在C语言实现,其中使用char*类型和零终止字符串比较。

阅读more about此切换实施。

答案 9 :(得分:4)

我认为原因在于C字符串不是原始类型,正如tomjen所说的那样,在字符串中将其视为char数组,因此您无法执行以下操作:

switch (char[]) { // ...
switch (int[]) { // ...

答案 10 :(得分:4)

使用最简单的容器添加变体(不需要有序的地图)......我不打算使用枚举 - 只需将容器定义放在开关之前,这样就很容易看到哪个数字代表哪种情况。

这会在unordered_map中执行散列查找,并使用关联的int来驱动switch语句。应该很快。请注意,at代替[],因为我已经创建了该容器const。使用[]可能很危险 - 如果字符串不在地图中,您将创建一个新的映射,最终可能会出现未定义的结果或不断增长的地图。

请注意,如果字符串不在地图中,at()函数将抛出异常。因此,您可能希望先使用count()进行测试。

const static std::unordered_map<std::string,int> string_to_case{
   {"raj",1},
   {"ben",2}
};
switch(string_to_case.at("raj")) {
  case 1: // this is the "raj" case
       break;
  case 2: // this is the "ben" case
       break;


}

测试未定义字符串的版本如下:

const static std::unordered_map<std::string,int> string_to_case{
   {"raj",1},
   {"ben",2}
};
switch(string_to_case.count("raj") ? string_to_case.at("raj") : 0) {
  case 1: // this is the "raj" case
       break;
  case 2: // this is the "ben" case
       break;
  case 0: //this is for the undefined case

}

答案 11 :(得分:3)

在c ++中,字符串不是一等公民。字符串操作通过标准库完成。我想,这就是原因。此外,C ++使用分支表优化来优化switch case语句。看看链接。

http://en.wikipedia.org/wiki/Switch_statement

答案 12 :(得分:3)

在C ++中,您只能在int和char上使用switch语句

答案 13 :(得分:2)

晚些时候,这是我前一段时间想出的一个解决方案,它完全遵守所要求的语法。

#include <uberswitch/uberswitch.hpp>

int main()
{
    uberswitch (std::string("raj"))
    {
        case ("sda"): /* ... */ break;  //notice the parenthesis around the value.
    }
}

下面是代码:https://github.com/falemagn/uberswitch

答案 14 :(得分:1)

您可以使用打开字符串。 您需要的是字符串表,检查每个字符串

char** strings[4] = {"Banana", "Watermelon", "Apple", "Orange"};

unsigned get_case_string(char* str, char** _strings, unsigned n)
{
    while(n)
    {
        n--
        if(strcmp(str, _strings[n]) == 0) return n;
    }
    return 0;
}

unsigned index = get_case_string("Banana", strings, 4);

switch(index)
{
    case 1: break;/*Found string `Banana`*/
    default: /*No string*/
}

答案 15 :(得分:0)

更多有关开关问题的功能性解决方法:

class APIHandlerImpl
{

// define map of "cases"
std::map<string, std::function<void(server*, websocketpp::connection_hdl, string)>> in_events;

public:
    APIHandlerImpl()
    {
        // bind handler method in constructor
        in_events["/hello"] = std::bind(&APIHandlerImpl::handleHello, this, _1, _2, _3);
        in_events["/bye"] = std::bind(&APIHandlerImpl::handleBye, this, _1, _2, _3);
    }

    void onEvent(string event = "/hello", string data = "{}")
    {
        // execute event based on incomming event
        in_events[event](s, hdl, data);
    }

    void APIHandlerImpl::handleHello(server* s, websocketpp::connection_hdl hdl, string data)
    {
        // ...
    }

    void APIHandlerImpl::handleBye(server* s, websocketpp::connection_hdl hdl, string data)
    {
        // ...
    }
}

答案 16 :(得分:0)

您可以将字符串放入数组中,并在编译时使用 constexpr 将它们转换为索引。

constexpr const char* arr[] = { "bar", "foo" };
constexpr int index(const char* str) { /*...*/ }

do_something(std::string str)
{
    switch(quick_index(str))
    {
        case index("bar"):
            // ...
            break;

        case index("foo"):
            // ...
            break;

        case -1:
        default:
            // ...
            break;
    }

对于quick_index,它不一定是constexpr,您可以例如在运行时使用 unordered_map 来完成 O(1)。 (或对数组进行排序并使用二分查找,see here for an example。)

这是 C++11 的完整示例,带有一个简单的自定义 constexpr 字符串比较器。将在编译时检测到重复案例和不在数组中的案例(index 给出 -1)。遗漏病例显然没有被发现。后来的 C++ 版本有更灵活的 constexpr 表达式,允许更简单的代码。

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <unordered_map>

constexpr const char* arr[] = { "bar", "foo", "foobar" };

constexpr int cmp(const char* str1, const char* str2)
{
    return *str1 == *str2 && (!*str1 || cmp(str1+1, str2+1));
}

constexpr int index(const char* str, int pos=0)
{
    return pos == sizeof(arr)/sizeof(arr[0]) ? -1 : cmp(str, arr[pos]) ? pos : index(str,pos+1);
}

int main()
{
    // initialize hash table once
    std::unordered_map<std::string,int> lookup;
    int i = 0;
    for(auto s : arr) lookup[s] = i++;
    auto quick_index = [&](std::string& s)
        { auto it = lookup.find(s); return it == lookup.end() ? -1 : it->second; };
    
    // usage in code
    std::string str = "bar";
    
    switch(quick_index(str))
    {
        case index("bar"):
            std::cout << "bartender" << std::endl;
            break;

        case index("foo"):
            std::cout << "fighter" << std::endl;
            break;

        case index("foobar"):
            std::cout << "fighter bartender" << std::endl;
            break;
            
        case -1:
        default:
            std::cout << "moo" << std::endl;
            break;
    }
}

答案 17 :(得分:0)

在许多情况下,您可以通过从字符串中拉出第一个字符并打开它来进行额外的工作。如果您的案例以相同的值开头,可能最终必须对charat(1)进行嵌套切换。任何阅读你的代码的人都会欣赏一个暗示,因为大多数人只会知道if-else-if

答案 18 :(得分:0)

    cout << "\nEnter word to select your choice\n"; 
    cout << "ex to exit program (0)\n";     
    cout << "m     to set month(1)\n";
    cout << "y     to set year(2)\n";
    cout << "rm     to return the month(4)\n";
    cout << "ry     to return year(5)\n";
    cout << "pc     to print the calendar for a month(6)\n";
    cout << "fdc      to print the first day of the month(1)\n";
    cin >> c;
    cout << endl;
    a = c.compare("ex") ?c.compare("m") ?c.compare("y") ? c.compare("rm")?c.compare("ry") ? c.compare("pc") ? c.compare("fdc") ? 7 : 6 :  5  : 4 : 3 : 2 : 1 : 0;
    switch (a)
    {
        case 0:
            return 1;

        case 1:                   ///m
        {
            cout << "enter month\n";
            cin >> c;
            cout << endl;
            myCalendar.setMonth(c);
            break;
        }
        case 2:
            cout << "Enter year(yyyy)\n";
            cin >> y;
            cout << endl;
            myCalendar.setYear(y);
            break;
        case 3:
             myCalendar.getMonth();
            break;
        case 4:
            myCalendar.getYear();
        case 5:
            cout << "Enter month and year\n";
            cin >> c >> y;
            cout << endl;
            myCalendar.almanaq(c,y);
            break;
        case 6:
            break;

    }

答案 19 :(得分:0)

切换仅适用于整数类型(int,char,bool等)。为什么不使用地图将字符串与数字配对,然后将该数字与交换机一起使用?

答案 20 :(得分:0)

你不能在switch case中使用string.Only int&amp; char是允许的。相反,您可以尝试使用枚举来表示字符串,并在开关案例块中使用它,如

enum MyString(raj,taj,aaj);

在swich case语句中使用它。

答案 21 :(得分:-2)

那是因为C ++将切换变为跳转表。它对输入数据执行一个简单的操作,并跳转到正确的地址而不进行比较。由于字符串不是数字,而是数字数组,因此C ++无法从中创建跳转表。

movf    INDEX,W     ; move the index value into the W (working) register from memory
addwf   PCL,F       ; add it to the program counter. each PIC instruction is one byte
                    ; so there is no need to perform any multiplication. 
                    ; Most architectures will transform the index in some way before 
                    ; adding it to the program counter

table                   ; the branch table begins here with this label
    goto    index_zero  ; each of these goto instructions is an unconditional branch
    goto    index_one   ; of code
    goto    index_two
    goto    index_three

index_zero
    ; code is added here to perform whatever action is required when INDEX = zero
    return

index_one
...

(来自维基百科的代码https://en.wikipedia.org/wiki/Branch_table