Question

“开关”（Switch）有时也被划分为一种“选择语句”。根据一个整数表达式的值，switch 语句可从一系列代码选出一段执行。它的格式如下：

switch(整数选择因子) {

case 整数值 1 : 语句; break;

case 整数值 2 : 语句; break;

case 整数值 3 : 语句; break;

case 整数值 4 : 语句; break;

case 整数值 5 : 语句; break;

//..

default:语句;

}

其中，“整数选择因子”是一个特殊的表达式，能产生整数值。switch 能将整数选择因子的结果与每个整数值比较。若发现相符的，就执行对应的语句（简单或复合语句）。若没有发现相符的，就执行 default 语句。

在上面的定义中，大家会注意到每个 case 均以一个 break 结尾。这样可使执行流程跳转至 switch 主体的末尾。这是构建 switch 语句的一种传统方式，但 break 是可选的。若省略 break，会继续执行后面的 case 语句的代码，直到遇到一个 break 为止。尽管通常不想出现这种情况，但对有经验的程序员来说，也许能够善加利用。注意最后的 default 语句没有 break，因为执行流程已到了 break 的跳转目的地。当然，如果考虑到编程风格方面的原因，完全可以在 default 语句的末尾放置一个 break，尽管它并没有任何实际的用处。

switch 语句是实现多路选择的一种易行方式（比如从一系列执行路径中挑选一个）。但它要求使用一个选择因子，并且必须是 int 或 char 那样的整数值。例如，假若将一个字串或者浮点数作为选择因子使用，那么它们在 switch 语句里是不会工作的。对于非整数类型，则必须使用一系列 if 语句。

下面这个例子可随机生成字母，并判断它们是元音还是辅音字母：

//: VowelsAndConsonants.java
// Demonstrates the switch statement

public class VowelsAndConsonants {
  public static void main(String[] args) {
    for(int i = 0; i < 100; i++) {
      char c = (char)(Math.random() * 26 + 'a');
      System.out.print(c + ": ");
      switch(c) {
      case 'a':
      case 'e':
      case 'i':
      case 'o':
      case 'u':
                System.out.println("vowel");
                break;
      case 'y':
      case 'w':
                System.out.println(
                  "Sometimes a vowel");
                break;
      default:
                System.out.println("consonant");
      }
    }
  }
} ///:~

由于 Math.random() 会产生 0 到 1 之间的一个值，所以只需将其乘以想获得的最大随机数（对于英语字母，这个数字是 26），再加上一个偏移量，得到最小的随机数。

尽管我们在这儿表面上要处理的是字符，但 switch 语句实际使用的字符的整数值。在 case 语句中，用单引号封闭起来的字符也会产生整数值，以便我们进行比较。

请注意 case 语句相互间是如何聚合在一起的，它们依次排列，为一部分特定的代码提供了多种匹配模式。也应注意将 break 语句置于一个特定 case 的末尾，否则控制流程会简单地下移，并继续判断下一个条件是否相符。

1. 具体的计算

应特别留意下面这个语句：

char c = (char)(Math.random() * 26 + 'a');

Math.random() 会产生一个 double 值，所以 26 会转换成 double 类型，以便执行乘法运算。这个运算也会产生一个 double 值。这意味着为了执行加法，必须无将'a'转换成一个 double。利用一个“造型”，double 结果会转换回 char。

我们的第一个问题是，造型会对 char 作什么样的处理呢？换言之，假设一个值是 29.7，我们把它造型成一个 char，那么结果值到底是 30 还是 29 呢？答案可从下面这个例子中得到：

//: CastingNumbers.java
// What happens when you cast a float or double
// to an integral value?

public class CastingNumbers {
  public static void main(String[] args) {
    double
      above = 0.7,
      below = 0.4;
    System.out.println("above: " + above);
    System.out.println("below: " + below);
    System.out.println(
      "(int)above: " + (int)above);
    System.out.println(
      "(int)below: " + (int)below);
    System.out.println(
      "(char)('a' + above): " +
      (char)('a' + above));
    System.out.println(
      "(char)('a' + below): " +
      (char)('a' + below));
  }
} ///:~

输出结果如下：

above: 0.7
below: 0.4
(int)above: 0
(int)below: 0
(char)('a' + above): a
(char)('a' + below): a

所以答案就是：将一个 float 或 double 值造型成整数值后，总是将小数部分“砍掉”，不作任何进位处理。

第二个问题与 Math.random() 有关。它会产生 0 和 1 之间的值，但是否包括值'1'呢？用正统的数学语言表达，它到底是(0,1)，[0,1]，(0,1]，还是[0,1) 呢（方括号表示“包括”，圆括号表示“不包括”）？同样地，一个示范程序向我们揭示了答案：

//: RandomBounds.java
// Does Math.random() produce 0.0 and 1.0?

public class RandomBounds {
  static void usage() {
    System.err.println("Usage: \n\t" +
      "RandomBounds lower\n\t" +
      "RandomBounds upper");
    System.exit(1);
  }
  public static void main(String[] args) {
    if(args.length != 1) usage();
    if(args[0].equals("lower")) {
      while(Math.random() != 0.0)
        ; // Keep trying
      System.out.println("Produced 0.0!");
    } 
    else if(args[0].equals("upper")) {
      while(Math.random() != 1.0)
        ; // Keep trying
      System.out.println("Produced 1.0!");
    } 
    else 
      usage();
  }
} ///:~

为运行这个程序，只需在命令行键入下述命令即可：

java RandomBounds lower

或

java RandomBounds upper

在这两种情况下，我们都必须人工中断程序，所以会发现 Math.random()“似乎”永远都不会产生 0.0 或 1.0。但这只是一项实验而已。若想到 0 和 1 之间有 2 的 128 次方不同的双精度小数，所以如果全部产生这些数字，花费的时间会远远超过一个人的生命。当然，最后的结果是在 Math.random() 的输出中包括了 0.0。或者用数字语言表达，输出值范围是[0,1)。