本节在前一课《switch 语句基础》的基础上，继续探讨 switch 语句。上一课提到，每个标签下的语句组应以 break 或 return 结束；本课将说明原因，并讨论初学者常遇到的 switch 作用域问题。
贯穿行为（fallthrough）
当 switch 表达式的值匹配某个 case 或 default 标签时，执行从该标签后的第一条语句开始，随后顺序继续，直到出现以下任一终止条件：
- 到达
switch块的末尾； - 遇到控制流语句（通常是
break或return）导致退出switch块或函数； - 其他程序中断事件（如操作系统终止程序、宇宙坍缩等）。
注意：遇到下一个 case 标签不会自动终止执行；若无 break 或 return，执行将“溢出”到后续标签。
以下程序演示了贯穿：
#include <iostream>
int main()
{
switch (2)
{
case 1: // 不匹配
std::cout << 1 << '\n'; // 跳过
case 2: // 匹配！
std::cout << 2 << '\n'; // 从此处开始执行
case 3:
std::cout << 3 << '\n'; // 继续执行
case 4:
std::cout << 4 << '\n'; // 继续执行
default:
std::cout << 5 << '\n'; // 继续执行
}
return 0;
}
输出：
2
3
4
5
这显然并非预期结果。当执行从某标签“溢出”到下一标签时，称为贯穿（fallthrough）。
警告
一旦 case 或 default 标签下的语句开始执行，它们将贯穿后续标签。通常用 break 或 return 阻止此行为。
由于贯穿极少是有意为之，多数编译器与静态分析工具会对其发出警告。
[[fallthrough]] 属性
传统做法是在有意贯穿处加注释，以告知其他开发者。然而注释无法被编译器识别，警告依然存在。
C++17 引入属性 [[fallthrough]] 来解决此问题。属性是现代 C++ 特性，允许程序员向编译器提供额外信息；属性名置于双方括号内，且不是语句，可在任何上下文相关位置使用。
[[fallthrough]] 必须修饰一条空语句（即以分号结尾），表明贯穿是故意的，不应触发警告：
#include <iostream>
int main()
{
switch (2)
{
case 1:
std::cout << 1 << '\n';
break;
case 2:
std::cout << 2 << '\n'; // 从此处开始
[[fallthrough]]; // 有意贯穿，注意分号
case 3:
std::cout << 3 << '\n'; // 继续执行
break;
}
return 0;
}
输出：
2
3
编译器不应再发出贯穿警告。
最佳实践
若故意贯穿，请使用 [[fallthrough]] 属性（配合空语句）标明。
序贯 case 标签
可用逻辑或运算符把多次比较合并：
bool isVowel(char c)
{
return (c=='a' || c=='e' || c=='i' || c=='o' || c=='u' ||
c=='A' || c=='E' || c=='I' || c=='O' || c=='U');
}
但这样 c 被多次求值，且阅读者需确认每次比较的都是 c。
利用 switch 序贯标签可实现相同效果：
bool isVowel(char c)
{
switch (c)
{
case 'a': // 若 c 为 'a'
case 'e': // 或 'e'
case 'i': // 或 'i'
case 'o': // 或 'o'
case 'u': // 或 'u'
case 'A': // 或 'A'
case 'E': // 或 'E'
case 'I': // 或 'I'
case 'O': // 或 'O'
case 'U': // 或 'U'
return true;
default:
return false;
}
}
记住，执行从首个匹配的 case 标签后的第一条语句开始。case 标签不是语句而是标签，因此不阻断执行。上述所有 case 标签共享随后的 return true;，这不属于贯穿，无需注释或 [[fallthrough]]。
标签不引入新作用域
if 语句的条件后只能跟一条语句，该语句视为隐式块内：
if (x > 10)
std::cout << x << " is greater than 10\n"; // 视为隐式块内
switch 则不同：所有标签后的语句都属于 switch 块作用域，不会为每个标签创建隐式块。
switch (1)
{
case 1: // 不创建隐式块
foo(); // 属于 switch 作用域，而非 case 1 的隐式块
break; // 同上
default:
std::cout << "default case\n";
break;
}
变量声明与初始化在 case 中的限制
可在 switch 内（包括标签前后）声明或定义变量，但初始化受限制：
switch (1)
{
int a; // 合法：可在标签前定义
int b{5}; // 非法：标签前不可初始化
case 1:
int y; // 可定义，但不良实践
y = 4; // 合法：可赋值
break;
case 2:
int z{4}; // 非法：若后续仍有 case，不能初始化
y = 5; // 合法：y 已定义，可在此处使用
break;
case 3:
break;
}
变量 y 虽在 case 1 定义，却可在 case 2 使用，因为所有语句位于同一作用域。但若 switch 跳过 case 1，y 未初始化即被使用会导致未定义行为，因此禁止在非最后 case 中直接初始化变量。标签前的初始化语句亦永不会被执行，故亦禁止。
若某分支需定义并初始化新变量，最佳做法是在该分支内使用显式语句块：
switch (1)
{
case 1:
{ // 显式块
int x{4}; // 合法：可在块内初始化
std::cout << x;
break;
}
default:
std::cout << "default case\n";
break;
}
最佳实践
如需在 case 内定义变量，请将其置于显式语句块中。
测验
问题 #1
编写函数 calculate，接受两个整数和一个字符（表示运算符：+、-、*、/ 或 %）。使用 switch 语句完成相应运算并返回结果。若运算符无效，函数应输出错误信息。除法按整型除法处理，无需考虑除零。
提示：operator 是关键字，不可用作变量名。
