Switch文

switch文（スイッチぶん、英: switch statement）とは、プログラミング言語において、ある式の値に応じて多分岐を行なう文である。最適化の仕方にも左右されるが、場合によってはテーブルジャンプなどに展開されることで、条件判断を繰り返すif文よりも効率的に実行されることがある。言語によっては、値を返す式として記述できるものもある。また、検査対象の式のランタイム型（実行時型情報）に応じて分岐するような、複雑なパターンマッチングの機能を持つ言語もある。 構文は以下の通り。 switch (制御式) { case 値1: 文 文 ……… break; case 値2: 文 文 ……… break; default: 文 } 上記の「case」ラベルはいくつでも記述することができる。caseラベルの「値」はコンパイル時に決まる整定数式 (integer constant expression) である必要がある。 この文は次のような手順で実行される。 制御式を評価し、整数値を得る。 その整数値がどれかのcaseで指定された値であるなら、そのcaseに引き続く文に飛ぶ。 どのcaseでも指定されていなければ、defaultに引き続く文に飛ぶ。 もしdefaultが記述されていなければ、何も実行せずにswitch文を抜ける。 ここで注意しなければならないのが、caseはラベルに過ぎず、そのcaseより前からの実行から、そこでswitch文を抜けさせる働きはない点である（一般的には、次のcaseがあらわれる直前にbreak文を置く）。このルールはフォールスルー (fall through) と言い、制御の流れが合流する動作をさせたい場合に便利であるが、一方でbreak文の書き忘れによるバグ、ループを抜けるbreakと取り違える誤読によるバグなど、バグの温床として問題視されてきた。 そのためlintでは、意図的にフォールスルーしていることを示す/* FALLTHROUGH */などのコメントが記述されていない限り警告を出す。また、Cに類似した構文を採用した言語でも、C#のように対策（後述）した言語仕様にされていることがある。 上記の例は、if文を羅列することで同様の動作を実現することができる。なおif文では比較対象の「値」が整定数式である必要がない点においてswitch文よりも柔軟である。 _tmp_ = 制御式; if (_tmp_ == 値1) { 文 } else if (_tmp_ == 値2) { 文 } ……… else { 文 } defaultは最後に記述される場合が多いが、必ずしも最後である必要はない。 switchによる分岐は以下のようにdo-while文と組み合わせることも可能である。 switch (count) { default: do { printf("%d\n", count); count++; case 0: printf("%d\n", count); count++; case 1: printf("%d\n", count); count++; case 2: printf("%d\n", count); count++; } while (count); } 例えばDuff's deviceではそのような使われ方をしている。 C#でのswitch文はC言語と似たような見た目であるが、フォールスルーについての挙動は異なる。 switch (式) { case 0: case 1: // 式が0か1の時に実行 System.Console.WriteLine("Case 0 or 1."); return 1; case 2: System.Console.WriteLine("Case 2."); goto case 3: // case 3も実行 case 3: System.Console.WriteLine("Case 3."); break; default: System.Console.WriteLine("Default."); break; // ここのbreakも省略不可 } C#では、caseラベルは文に付属する扱いとなるが、1つの文に複数のcaseラベルを付けることができる。また、C言語のようなフォールスルーは禁止されており、次のcaseラベル付きの文、あるいはswitchブロックの末端に、通常の制御フローで到達してはならない。すなわち、breakでswitchを抜ける、returnで関数ごと抜ける、例外を投げる、無限ループしてそれ以上進まない、goto caseするなどの書き方が必要となる。goto caseにより、C言語ではフォールスルーを使って書くことができた、制御の合流を書くことができる。 CやC++では、switch文の制御式には整数型の式、またcaseラベルには整定数式しか使用できないのに対し、C#ではそれぞれ文字列型および文字列リテラルも使用できる。また、整数型あるいは整数型に準ずる値型のnull許容型System.Nullableも使用することができる。 C# 7.0以降では型switchを使用できる。 // C# 7.0以降 switch (obj) { case int num when num < 0: Console.WriteLine($"objは負の32bit整数{num}です。"); break; case string str when str.StartsWith("H"): Console.WriteLine($"objはHから始まる文字列{str}です。"); break; case string str: Console.WriteLine($"objは文字列{str}です。"); break; default: Console.WriteLine("objは想定外の型あるいは値です。"); break; } Goでは、caseに複数の値を指定できる。次のcaseの直前にfallthrough文を置くとフォールスルーになる。 PHPでは、C#と同様、文字列にも、switch文が適用できる。 switch (str) { case "ABC": 文A; break; case "XYZ": 文B; break; case "123": 文C; break; default: 文D; break; } PHPのswitch文においては、比較が===演算子ではなく==演算子で行われる。そのため、曖昧一致に起因し、開発者が予期しない動作となる場合がある。 構造化されたBASICでは、Select Caseステートメントが存在することが多い。このステートメントでは、文字列または整数を対象にできる。 Select Case str Case "ABC" 文A Case "XYZ" 文B Case "123" 文C Case Else 文D End Select Select Case age Case Is < 20 文A Case 20 To 29 文B Case 30,50,70 'Caseに複数の値を指定することができる 文C Case Else 文D End Select Cなどと違い、各Caseはラベルではなく、Selectステートメントはフォールスルーでない。 Perlでは、perl-5.8以降からuse Switchとした上でswitch case文が使えるようになった。それ以前のバージョンのperlに関しては、Perl付属文章perlsynドキュメントのBasic BLOCKs and Switch Statementsの節に書式の例が書かれている。 Rubyでは、case式により同様の多分岐ができる。フォールスルーはない。ラベルとして置いたものと条件値は===演算子で比較されるため、これをオーバーロードすることでクラスに応じた一致判定を行うことができる。Ruby自体のクラスライブラリ内でも、正規表現の一致判定、範囲オブジェクトでの範囲内かどうかの判定、オブジェクトがあるクラスに属するかの判定など、各種の定義がなされている。 Mediawiki系のTemplateにおいては、ParserFunctionsを用いて多分岐をおこなうことができる。一対一の分岐処理の他、複数の値に対して同一の処理を定義する一種のフォールスルーも実現できる。しかし、CやC#といった言語でのreturn文やbreak文が無い。そのため処理の途中でSwitch文を抜けるにはif等の条件文で処理を囲み、実行させないよう制御する必要がある。 詳細については、Help:条件文#switchの項を参照の事。 多くの表計算ソフトウェアでは、CHOOSE関数の拡張としてSWITCH関数が利用できる。 例えばMicrosoft Excel 2019以降（Office 365含む）、LibreOffice Calc 5.2以降、Google スプレッドシートでサポートされている。指定可能なケースと結果値のペアの上限は環境によって異なるが、概ね以下のような構文である。 SWITCH(式, ケース1, 結果値1[, ケース2, 結果値2, ...][, 既定の結果値]) もし式がどのケースとも一致せず、さらに既定の結果値が与えられていない場合、#N/Aのエラーが返却される。 RubyやSQLでは、switchに相当する文の後の式が必須ではなく、省略した場合はwhenとして書かれた式のうち、最初に真となるところを実行するようになる。PHPやJavaScriptなど、caseの式が定数である必要性がない言語の場合、switch(true)と書くことで同様の動作を実現できる。 ^ むろん、C#コンパイラが停止性問題を解くことはできないため、この扱いはループ条件が定数の場合に限られる。 ^ なお、Rubyの===演算子は、JavaScriptやPHPでのような「厳密に等しい」という意味ではない。 ^ どちらの言語も、switch...caseではなく、case...whenと書く。 ^ パターン - is および switch 式を使ったパターン マッチング。 - C# | Microsoft Learn ^ switch(C#リファレンス)、MSDN（2014年5月30日閲覧）。 ^ a b Ruby 1.9.3マニュアル - 制御構造、2014年3月3日閲覧。 ^ Ruby 1.9.3マニュアル - class Regexp、2014年3月3日閲覧。 ^ SWITCH function - Microsoft Support ^ SWITCH function | LibreOffice Help ^ SWITCH - Google ドキュメント エディタ ヘルプ if文 制御構造 表示 編集