C语言中default的关键作用是什么？

default 是 switch 语句的一部分，它的作用是提供一个“默认”或“其他所有情况”的执行分支。

核心概念：switch 语句的“收尾工作”

default 关键字必须用在 switch 语句中。switch 语句允许一个变量根据其值与多个 case 标签进行比较,并执行匹配的代码块。

default 的作用就是：switch 中表达式的值与任何一个 case 标签的值都不匹配，那么程序就会执行 default 标签下的代码块。

你可以把它想象成一个 if-else if-else 结构中的最后的 else：

// if-else if-else 结构
if (条件1) {
    // ...
} else if (条件2) {
    // ...
} else { // 这里的 else 就相当于 switch 中的 default
    // ...
}

语法结构

default 的语法非常简单，它通常放在 switch 语句的末尾，但也可以放在任何位置（不过放在末尾最符合逻辑和可读性）。

switch (expression) {
    case constant1:
        // 当 expression 的值等于 constant1 时，执行这里的代码
        break;
    case constant2:
        // 当 expression 的值等于 constant2 时，执行这里的代码
        break;
    // ... 可以有更多的 case
    default:
        // 当 expression 的值不等于任何一个 case 时，执行这里的代码
        break;
}

注意：

• default 是可选的，一个 switch 语句可以没有 default。
• 每个 case 和 default 后面的代码块通常以 break; 以防止“贯穿”（fall-through）到下一个 case 或 default,我们稍后会详细解释这个概念。

代码示例

让我们通过几个例子来理解 default 的用法。

示例1：基本用法（提供默认操作）

假设我们要根据一个学生的分数（0-100）给出评级，但如果分数不在0-100范围内,则提示输入错误。

#include <stdio.h>
int main() {
    int score = 85;
    printf("请输入学生的分数 (0-100): ");
    scanf("%d", &score);
    switch (score) {
        case 90 ... 100: // C99标准支持的范围写法，或者用多个 case
            printf("评级: A\n");
            break;
        case 80 ... 89:
            printf("评级: B\n");
            break;
        case 60 ... 79:
            printf("评级: C\n");
            break;
        case 0 ... 59:
            printf("评级: D\n");
            break;
        default: // score 不在 0-100 之间
            printf("错误：分数无效！请输入0到100之间的数字，\n");
            break;
    }
    return 0;
}

分析：

• 如果用户输入 85，score 的值是 85，它匹配 case 80 ... 89，打印 "评级: B"。
• 如果用户输入 95，匹配 case 90 ... 100，打印 "评级: A"。
• 如果用户输入 -5 或 150，score 的值不匹配任何一个 case，程序就会跳转到 default 分支，打印 "错误：分数无效！..."。

示例2：default 的位置（不一定要在最后）

虽然 default 通常放在最后，但它可以放在任何位置，这会影响代码的执行逻辑,可能会降低可读性。

#include <stdio.h>
int main() {
    int value = 5;
    switch (value) {
        default:
            printf("这是默认分支，因为值不匹配任何 case，\n");
            break;
        case 1:
            printf("值是 1\n");
            break;
        case 2:
            printf("值是 2\n");
            break;
    }
    return 0;
}

分析：

• value 是 5。
• 程序从上到下检查 case，发现 5 不等于 1，也不等于 2。
• 它跳到 default 分支并执行其中的代码。
• 输出结果为：这是默认分支，因为值不匹配任何 case。

这个例子说明，default 的执行不依赖于它在代码中的物理位置，而是依赖于逻辑上的“不匹配”。

重要概念：break 和 “贯穿” (Fall-Through)

这是理解 switch 语句最关键的一点。

• break;：当执行到 break; 时，程序会立即跳出整个 switch 语句，继续执行 switch 之后的代码。
• “贯穿” (Fall-Through)：如果某个 case 或 default 分支的末尾没有 break;，程序会“掉下去”，继续执行下一个 case 或 default 分支的代码，直到遇到一个 break; 或者 switch 语句结束。

示例3：利用“贯穿”特性

假设我们要统计一个元音字母（a, e, i, o, u），我们可以利用 fall-through 来简化代码。

#include <stdio.h>
int main() {
    char ch = 'e';
    switch (ch) {
        case 'a':
        case 'e':
        case 'i':
        case 'o':
        case 'u':
            printf("%c 是一个元音字母，\n", ch);
            break; // 这个 break 会终止所有元音字母的匹配
        default:
            printf("%c 是一个辅音字母或其它字符，\n", ch);
            break;
    }
    return 0;
}

分析：

1. ch 的值是 'e'。
2. 程序检查 case 'a',不匹配。
3. 继续检查 case 'e'，匹配。
4. 由于 case 'e' 后面没有 break;，程序会“贯穿”到下一个 case，即 case 'i'。
5. case 'i' 也没有 break;，继续贯穿到 case 'o'。
6. case 'o' 也没有 break;，继续贯穿到 case 'u'。
7. case 'u' 后面有 break;，程序终于跳出 switch 语句。
8. 最终打印：e 是一个元音字母。

这种写法非常简洁，避免了重复的 printf 语句。

default 是C语言中 switch 语句一个非常有用的组成部分，它让程序能够处理那些“意料之外”或“未明确指定”的输入情况,使代码更加健壮和完整。