C#的switch的用法

　　switch-case语句经常被认为是if-else语句的替代品，但是在众多程序语言中还是能见到switch的存在，这很大程度上是因为switch更实用，这一点在C#中更能提现。

　　简单的语法就不说了，一个简单的switch用法：　　

    switch (cmd)
    {
        case "start": Console.WriteLine("start"); break;
        case "pause": Console.WriteLine("pause"); break;
        case "stop": Console.WriteLine("stop"); break;
        default: Console.WriteLine("invalid commond"); break;
    }

　　注意，C#规定，各个case语句不允许贯穿，也就是说每个case语句执行完之后，必须显示的退出，比如使用break、goto、return、throw等语句退出，但是C#又允许你使用goto case、goto default语句来实现贯穿（注意使用，避免造成死循环）：　　

    string color = "blue";
    switch (color)
    {
        case "red": Console.WriteLine("red"); goto default;
        case "green": Console.WriteLine("green"); goto case "red";
        case "blue": Console.WriteLine("blue"); goto case "green";
        default: Console.WriteLine("default"); break;
    }

    //输出：
    //blue
    //green
    //red
    //default

　　虽然C#中switch不允许case贯穿，但是运行多个case语句组合：　　

    switch (dayOfWeek)
    {
        case DayOfWeek.Monday: Console.WriteLine("weekend"); break;
        case DayOfWeek.Tuesday: Console.WriteLine("weekend"); break;
        case DayOfWeek.Wednesday: Console.WriteLine("weekend"); break;
        case DayOfWeek.Thursday: Console.WriteLine("weekend"); break;
        case DayOfWeek.Friday: Console.WriteLine("weekend"); break;
        case DayOfWeek.Saturday:
        case DayOfWeek.Sunday: Console.WriteLine("weekend"); break;
    }

　　C# 6.0及之前版本的switch中，匹配表达式只支持字符串、字符、整形（如int、long等）、bool、枚举几个类型，因此switch的作用很有限，被认为是if-else的替代品也不无道理。

　　C#7.0之后，switch的限制得到放宽，每个case语句不在是一个常量，而是一个模式，更多关于模式内容见：C#中的模式匹配

　　看看一些简单的使用例子：

　　1、声明模式　　

    public void ShowMessage(object value)
    {
        switch (value)
        {
            case int i: Console.WriteLine($"value is int:{i}"); break;
            case long l: Console.WriteLine($"value is long:{l}"); break;
            case bool b: Console.WriteLine($"value is bool:{b}"); break;
            case string s: Console.WriteLine($"value is string:{s}"); break;
            default: Console.WriteLine($"value is object"); break;
        }
    }

　　2、类型模式

　　类型模式可以理解为在声明模式中使用了弃元：　　

    public void ShowMessage(object value)
    {
        switch (value)
        {
            case int: Console.WriteLine($"value is int"); break;
            case long: Console.WriteLine($"value is long"); break;
            case bool: Console.WriteLine($"value is bool"); break;
            case string: Console.WriteLine($"value is string"); break;
            default: Console.WriteLine($"value is object"); break;
        }
    }

　　3、常量模式

　　常量模式可以理解为原来C#6.0及之前的用法：　　

   switch (score)
   {
       case 10: 
       case 9: Console.WriteLine("excellent"); break;
       case 8: Console.WriteLine("good"); break;
       case 7: 
       case 6: Console.WriteLine("fair"); break;
       default: Console.WriteLine("poor"); break;
   }

　　4、关系模式　　

    switch (score)
    {
        case >= 80: Console.WriteLine("excellent"); break;
        case >= 60: Console.WriteLine("good"); break;
        default: Console.WriteLine("poor"); break;
    }

　　5、逻辑模式　　

    switch (value)
    {
        case 0: Console.WriteLine("value is 0"); break;
        case not 0 and (100 or -100): Console.WriteLine("abs(value)==100"); break;
        case not 0 and (> 0 and < 100): Console.WriteLine("value is positive and less than 100"); break;
        case not 0 and > 0: Console.WriteLine("value is positive and greater than 100"); break;
        case < -100 or (< 0 and > -100): Console.WriteLine("value is negative and not equals -100"); break;
    }

　　6、属性模式

    switch (time)
    {
        case { Year: 2020 or 2021, Month: <= 6, Day: 1 } t: Console.WriteLine($"the first day of every month in the first half of 2020 and 2021"); break;
        case { Year: not 2022 }: Console.WriteLine($"not 2022"); break;
        case { DayOfWeek: not DayOfWeek.Sunday and not DayOfWeek.Saturday }: Console.WriteLine($"recursion"); break;
    }

　　7、位置模式

　　位置模式采用解构的特性来说明指定的模式是否匹配：　　

    public record Point2D(int X, int Y);//记录可以解构
    static void Print(Point2D point)
    {
        switch (point)
        {
            case ( > 0, > 0): Console.WriteLine("first quadrant"); break;
            case ( < 0, > 0): Console.WriteLine("second quadrant"); break;
            case ( < 0, < 0): Console.WriteLine("third quadrant"); break;
            case ( > 0, < 0): Console.WriteLine("fourth quadrant"); break;
            default: Console.WriteLine("coordinate axis"); break;
        }
    }

　　8、Var模式

　　Var模式往往和属性模式和位置模式结合，用于提取属性变量值：　　

    switch (point)
    {
        case (var x, var y, var z): Console.WriteLine($"3D point:({x},{y},{z})"); break;//在位置模式中使用
        case Point2D { X: var x, Y: var y }: Console.WriteLine($"2D point:({x},{y})"); break;//在属性模式中使用
        default: Console.WriteLine("others"); break;
    }

　　9、弃元模式

　　弃元模式在switch语句中用的不多，但是在switch表达式中使用的多：　　

    var result = score switch
    {
        >= 80 => "excellent",
        >= 60 => "good",
        _ => "poor" //弃元在switch表达式中就相当于default
    };

 

　　switch表达式

　　从C#8.0开始，switch有了一种新的用法：switch表达式，它的主要就是类似于sql语句中的case-when的用法，可以方便的进行匹配输出，格式：　　

    var_name switch 
    {
        match_expr1 => value1,
        match_expr2 => value2,
        match_expr3 => value3,
        _ => default_value
    }

　　这里的每一个 match_expr 是一个匹配模式，相当于switch语句中的case语句的模式内容，它的含义就是，如果match_expr模式匹配成功，那么就返回对应的值，需要注意的是，switch表达式是输出语句！

　　比如之前有这样的一个枚举：　　

    public enum Color
    {
        Unknown,
        Red,
        Blue,
        Green
    }    

　　使用中我们可能会需要进行一些转换，可能会用到 if 判断：　　

    static string Convert(Color color)
    {
        string rbg;
        if (color == Color.Red)
        {
            rbg = "#FF0000";
        }
        else if (color == Color.Blue)
        {
            rbg = "#0000FF";
        }
        else if (color == Color.Green)
        {
            rbg = "#00FF00";
        }
        else
        {
            rbg = "";
        }
        return rbg;
    }

　　或者使用switch语句：　　

    static string Convert(Color color)
    {
        string rbg;
        switch (color)
        {
            case Color.Red:rbg = "#FF0000";break;
            case Color.Blue: rbg = "#0000FF"; break;
            case Color.Green: rbg = "#00FF00"; break;
            default: rbg = ""; break;
        }
        return rbg;
    }

　　现在使用switch表达式可简写Convert方法：　　

    static string Convert(Color color)
    {
        return color switch
        {
            Color.Red => "this is red",
            Color.Blue => "this is blue",
            Color.Green => "this is green",
            _ => "",
        };
    }

　　这样看起简洁密聊了许多。

 

　　case-when

　　无论是在switch语句中，还是在switch表达式中，在模式匹配之后，我们可以跟着一个when语句，对匹配结果做进一步的判断：　　

　　比如一些简单的例子：　　　　

    static string Convert(object color)
    {
        return color switch
        {
            Color c when c == Color.Red => "red",
            Color c when c == Color.Blue => "blue",
            Color c when c == Color.Green => "green",
            _ => "unknown color",
        };
    }

　　再比如：

    var desc = shape switch
    {
        Point p when p.IsEmpty => "empty point",
        Point { X: var x, Y: var y } when object.Equals(x, y) => "point:x=y",
        Point => $"point",
        Rectangle { Width: var width, Height: var height } when width == height => "square",
        Rectangle => "rectangle",
        _ => "other shape"
    };

　　when语句弥补了模式的一些不足，可以让判断更加精确而不用我们自己在后续代码中使用if语句进行判断。