条件分岐

C++のswitch文では範囲指定caseは書けない

C++のswitch文では、caseラベルに範囲を直接指定することはできません。

caseラベルには単一の定数式(リテラルや定数)が必要であり、範囲を表す構文はサポートされていません。

そのため、範囲を扱いたい場合はif-else文を使用するか、switch文の中で複数のcaseラベルを列挙して対応する必要があります。

目次から探す

範囲指定ができない理由
範囲指定を実現する方法
switch文の代替としての他の構文
- 1. std::mapを使用する
- 2. 関数ポインタやラムダ式
まとめ

範囲指定ができない理由

C++のswitch文は、特定の値に基づいて異なる処理を実行するための構文ですが、範囲指定のcaseをサポートしていません。

これは、switch文が整数型や列挙型の値に対してのみ動作し、各caseが個別の値を持つ必要があるためです。

以下にその理由を詳しく説明します。

1. caseの評価方法

switch文では、指定された式の値が各caseラベルと一致するかどうかを評価します。

範囲を指定することはできず、各caseは単一の値でなければなりません。

これにより、コンパイラは各caseの位置を特定し、効率的にジャンプテーブルを生成することができます。

2. パフォーマンスの最適化

switch文は、特定の値に対して直接的なジャンプを行うため、パフォーマンスが向上します。

範囲指定を許可すると、コンパイラは各範囲の評価を行う必要があり、これがパフォーマンスの低下を招く可能性があります。

3. 言語設計の一貫性

C++の設計者は、言語の一貫性を保つために、switch文の動作をシンプルに保つことを選択しました。

範囲指定を許可すると、他の部分との整合性が取れなくなる可能性があります。

4. 代替手段の存在

範囲指定が必要な場合、if文やforループなどの他の制御構文を使用することができます。

これにより、より柔軟な条件分岐が可能になります。

以下は、switch文の基本的な使用例です。

#include <iostream>
int main() {
    int value = 2; // 評価する値
    switch (value) {
        case 1:
            std::cout << "値は1です。" << std::endl;
            break;
        case 2:
            std::cout << "値は2です。" << std::endl;
            break;
        case 3:
            std::cout << "値は3です。" << std::endl;
            break;
        default:
            std::cout << "値は1, 2, 3のいずれでもありません。" << std::endl;
            break;
    }
    return 0;
}

値は2です。

このように、switch文は特定の値に基づいて処理を分岐させるためのものであり、範囲指定はできないことが理解できるでしょう。

範囲指定を実現する方法

C++のswitch文では範囲指定のcaseを直接書くことはできませんが、他の制御構文を使用することで範囲指定を実現することができます。

以下に、いくつかの方法を紹介します。

1. if文を使用する

if文を使用することで、範囲を指定した条件分岐が可能です。

以下の例では、数値が特定の範囲にあるかどうかをチェックしています。

#include <iostream>
int main() {
    int value = 5; // 評価する値
    if (value >= 1 && value <= 3) {
        std::cout << "値は1から3の範囲内です。" << std::endl;
    } else if (value >= 4 && value <= 6) {
        std::cout << "値は4から6の範囲内です。" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "値は範囲外です。" << std::endl;
    }
    return 0;
}

値は4から6の範囲内です。

2. forループを使用する

特定の範囲内の値に対して処理を行いたい場合、forループを使用することもできます。

以下の例では、1から10までの数値を評価し、特定の範囲にあるかどうかを確認しています。

#include <iostream>
int main() {
    for (int value = 1; value <= 10; ++value) {
        if (value >= 4 && value <= 6) {
            std::cout << "値 " << value << " は4から6の範囲内です。" << std::endl;
        } else {
            std::cout << "値 " << value << " は範囲外です。" << std::endl;
        }
    }
    return 0;
}

値 1 は範囲外です。
値 2 は範囲外です。
値 3 は範囲外です。
値 4 は4から6の範囲内です。
値 5 は4から6の範囲内です。
値 6 は4から6の範囲内です。
値 7 は範囲外です。
値 8 は範囲外です。
値 9 は範囲外です。
値 10 は範囲外です。

3. 関数を使用する

範囲チェックを行う関数を作成することで、コードの再利用性を高めることができます。

以下の例では、範囲内かどうかを判定する関数を定義しています。

#include <iostream>
bool isInRange(int value, int min, int max) {
    return (value >= min && value <= max); // 範囲内かどうかを判定
}
int main() {
    int value = 7; // 評価する値
    if (isInRange(value, 1, 5)) {
        std::cout << "値は1から5の範囲内です。" << std::endl;
    } else if (isInRange(value, 6, 10)) {
        std::cout << "値は6から10の範囲内です。" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "値は範囲外です。" << std::endl;
    }
    return 0;
}

値は6から10の範囲内です。

これらの方法を使用することで、C++においても範囲指定の条件分岐を実現することができます。

switch文の代わりに、状況に応じて適切な制御構文を選択することが重要です。

switch文の代替としての他の構文

C++のswitch文は特定の値に基づいて処理を分岐させるための便利な構文ですが、範囲指定ができないため、他の構文を使用することが有効です。

以下に、switch文の代替として使えるいくつかの構文を紹介します。

1. std::mapを使用する

std::mapを使用することで、キーと値のペアを管理し、特定のキーに基づいて処理を行うことができます。

以下の例では、数値に応じたメッセージをstd::mapを使って管理しています。

#include <iostream>
#include <map>
int main() {
    std::map<int, std::string> messages; // メッセージを格納するマップ
    messages[1] = "値は1です。";
    messages[2] = "値は2です。";
    messages[3] = "値は3です。";
    int value = 2; // 評価する値
    if (messages.find(value) != messages.end()) {
        std::cout << messages[value] << std::endl; // メッセージを表示
    } else {
        std::cout << "値は範囲外です。" << std::endl;
    }
    return 0;
}

値は2です。

2. 関数ポインタやラムダ式

関数ポインタやラムダ式を使用することで、動的に処理を選択することができます。

以下の例では、数値に応じた処理をラムダ式で定義しています。

#include <iostream>
#include <functional>
#include <vector>
int main() {
    std::vector<std::function<void()>> actions(3); // 処理を格納するベクター
    actions[0] = []() { std::cout << "値は1です。" << std::endl; };
    actions[1] = []() { std::cout << "値は2です。" << std::endl; };
    actions[2] = []() { std::cout << "値は3です。" << std::endl; };
    int value = 1; // 評価する値
    if (value >= 1 && value <= 3) {
        actions[value - 1](); // 対応する処理を実行
    } else {
        std::cout << "値は範囲外です。" << std::endl;
    }
    return 0;
}