C switch

A lanchonete da escola tem um cardápio numerado: 1 é o X-salada, 2 é o pastel, 3 é o suco. Com o que você já sabe, daria para escrever isso com else if: "se for 1…, senão, se for 2…, senão, se for 3…". Funciona, mas repete a mesma pergunta várias vezes. O switch ("chave", como a chave seletora de um aparelho) foi feito para esse caso: uma variável comparada com vários valores fixos. Nesta aula você vai aprender o switch, o case, o default e, principalmente, o break, cujo esquecimento é um dos erros mais clássicos do C.

Todos os programas desta aula foram compilados com o gcc 15.2 na máquina fictícia da Ana (usuária ana, computador notebook), na pasta ~/c, com o comando padrão do guia: gcc -std=c23 -Wall -Wextra arquivo.c -o programa. As saídas dos programas foram iguais no editor do guia; os avisos e erros do Clang, que mudam de palavras, estão indicados.

A ideia: o painel do elevador

No elevador, você aperta o botão do 3º andar e ele vai direto para o 3º andar. Ele não pergunta "é o térreo? não. É o 1º? não. É o 2º? não. É o 3º? sim". Cada botão leva a um lugar.

O switch funciona assim. Ele olha o valor da variável uma vez e pula direto para o case (o "caso", o botão) com aquele valor. Se nenhum botão combina, ele vai para o default ("padrão"), o "nenhuma das anteriores". E o break ("interromper") é o "chegamos, pode sair do elevador".

1. O primeiro switch

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int opcao = 0;
    printf("1 - X-salada\n");
    printf("2 - Pastel\n");
    printf("3 - Suco\n");
    printf("Escolha: ");
    if (scanf("%d", &opcao) != 1) {
        return 1;
    }
    switch (opcao) {
        case 1:
            printf("X-salada: R$ 18.00\n");
            break;
        case 2:
            printf("Pastel: R$ 9.00\n");
            break;
        case 3:
            printf("Suco: R$ 7.00\n");
            break;
        default:
            printf("Opção %d não existe.\n", opcao);
            break;
    }
    printf("Obrigada pela preferência!\n");
    return 0;
}

$ gcc -std=c23 -Wall -Wextra lanche.c -o lanche
$ ./lanche
1 - X-salada
2 - Pastel
3 - Suco
Escolha: 2
Pastel: R$ 9.00                  « pulou direto para o case 2
Obrigada pela preferência!       « depois do break, o programa continua depois do switch
$ ./lanche
1 - X-salada
2 - Pastel
3 - Suco
Escolha: 7
Opção 7 não existe.              « nenhum case é 7: foi para o default
Obrigada pela preferência!

switch (opcao)

"Conforme o valor de opcao…". Entre os parênteses vai a expressão que será comparada. Ela precisa ser um inteiro: int, char, long, um enum…

{ … }

As chaves do switch guardam todos os casos. Elas são obrigatórias.

case 1:

"No caso de ser 1, comece aqui". Depois do case vem um valor fixo (um número ou um caractere como 's') e dois-pontos, não ponto e vírgula. O case é só um rótulo, um ponto de entrada: ele não tem chaves próprias.

break;

"Terminei este caso: saia do switch". O programa continua na primeira linha depois da chave que fecha o switch. A seção 2 mostra o que acontece sem ele.

default:

"Se não for nenhum dos anteriores". É opcional, mas quase sempre vale a pena: aqui ele avisa a pessoa que digitou uma opção que não existe. O break do último caso não é obrigatório, mas o guia sempre coloca: se alguém acrescentar outro case embaixo, ele já está lá.

o recuo

Os case ficam 4 espaços para dentro do switch, e o código de cada caso, mais 4. O compilador ignora; é para você enxergar onde cada caso começa. (Alguns projetos, como o Linux, deixam o case na mesma coluna do switch. Os dois estilos são comuns.)

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int opcao = 0;
    printf("1 - X-salada\n");
    printf("2 - Pastel\n");
    printf("3 - Suco\n");
    printf("Escolha: ");
    if (scanf("%d", &opcao) != 1) {
        return 1;
    }
    switch (opcao) {
        case 1:
            printf("X-salada: R$ 18.00\n");
            break;
        case 2:
            printf("Pastel: R$ 9.00\n");
            break;
        case 3:
            printf("Suco: R$ 7.00\n");
            break;
        default:
            printf("Opção %d não existe.\n", opcao);
            break;
    }
    printf("Obrigada pela preferência!\n");
    return 0;
}

2. O break esquecido

O case diz onde entrar, mas não onde sair. Sem break, o programa continua descendo e roda o código dos casos de baixo também, sem conferir o valor deles. Isso se chama queda (em inglês, fall through, "cair através"):

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int opcao = 2;
    switch (opcao) {
        case 1:
            printf("X-salada: R$ 18.00\n");
            break;
        case 2:
            printf("Pastel: R$ 9.00\n");
        case 3:
            printf("Suco: R$ 7.00\n");
        default:
            printf("Opção %d não existe.\n", opcao);
    }
    return 0;
}

$ gcc -std=c23 -Wall -Wextra sembreak.c -o sembreak
sembreak.c: In function ‘main’:
sembreak.c:10:13: warning: this statement may fall through [-Wimplicit-fallthrough=]
   10 |             printf("Pastel: R$ 9.00\n");
      |             ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
sembreak.c:11:9: note: here
   11 |         case 3:
      |         ^~~~
sembreak.c:12:13: warning: this statement may fall through [-Wimplicit-fallthrough=]
   12 |             printf("Suco: R$ 7.00\n");
      |             ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
sembreak.c:13:9: note: here
   13 |         default:
      |         ^~~~~~~
$ ./sembreak
Pastel: R$ 9.00          « entrou no case 2…
Suco: R$ 7.00            « …caiu no case 3…
Opção 2 não existe.      « …e no default. A Ana pediu só um pastel!

1. O switch pulou para o case 2 e mostrou o pastel.
2. Não havia break. O case 3: é só um rótulo, então o programa passou por ele e rodou o printf do suco.
3. Também não havia break depois do suco, e o programa caiu no default.

O aviso diz: "esta instrução pode cair (no próximo caso)", e a nota here ("aqui") mostra onde. Ele vem do -Wextra: só com -Wall, o gcc compila calado. No editor do guia, o Clang não dá esse aviso nem com -Wall -Wextra; é preciso pedir -Wimplicit-fallthrough, e aí ele diz unannotated fall-through between switch labels ("queda sem anotação entre rótulos do switch") e sugere o conserto: insert 'break;' to avoid fall-through.

Pastel: R$ 9.00

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int opcao = 2;
    switch (opcao) {
        case 1:
            printf("X-salada: R$ 18.00\n");
            break;
        case 2:
            printf("Pastel: R$ 9.00\n");
        case 3:
            printf("Suco: R$ 7.00\n");
        default:
            printf("Opção %d não existe.\n", opcao);
    }
    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int opcao = 2;
    switch (opcao) {
        case 1:
            printf("X-salada: R$ 18.00\n");
            break;
        case 2:
            printf("Pastel: R$ 9.00\n");
            break;
        case 3:
            printf("Suco: R$ 7.00\n");
            break;
        default:
            printf("Opção %d não existe.\n", opcao);
            break;
    }
    return 0;
}

3. Vários case para o mesmo bloco

Há um tipo de queda que é comum e não gera aviso: vários case seguidos, sem nada entre eles. Todos entram no mesmo bloco. Serve para aceitar a resposta em minúscula e em maiúscula:

#include <stdio.h>

int main(void) {
    char resposta = '?';
    printf("Quer o recibo? (s/n) ");
    if (scanf(" %c", &resposta) != 1) {
        return 1;
    }
    switch (resposta) {
        case 's':
        case 'S':
            printf("Imprimindo o recibo...\n");
            break;
        case 'n':
        case 'N':
            printf("Tudo bem, sem recibo.\n");
            break;
        default:
            printf("Não entendi '%c'.\n", resposta);
            break;
    }
    return 0;
}

$ gcc -std=c23 -Wall -Wextra resposta.c -o resposta       « nenhum aviso
$ ./resposta
Quer o recibo? (s/n) S
Imprimindo o recibo...           « 'S' entrou pelo case 'S'
$ ./resposta
Quer o recibo? (s/n) n
Tudo bem, sem recibo.
$ ./resposta
Quer o recibo? (s/n) talvez
Não entendi 't'.                 « o %c leu só a primeira letra

case 's':

Um caractere entre aspas simples é um número para o C (o código da letra; aula Caracteres), então pode ser um case. 's' e 'S' são valores diferentes (115 e 83).

case 's': case 'S':

Dois rótulos para o mesmo lugar. Se a resposta for 's', o programa entra no primeiro, passa pelo segundo (que não tem código) e roda o printf. O gcc não avisa, porque não há nenhuma instrução "caindo".

" %c"

O espaço antes do %c pula Enters e espaços que sobraram (aula Entrada com scanf).

Os rótulos podem ficar na mesma linha: case 4: case 6: case 9: case 11:. É assim que a missão final desta aula vai separar os meses de 30 e de 31 dias.

4. Sem default

O default é opcional. Sem ele, se nenhum case combina, o switch simplesmente não faz nada, e o programa segue:

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int opcao = 7;
    switch (opcao) {
        case 1:
            printf("X-salada: R$ 18.00\n");
            break;
        case 2:
            printf("Pastel: R$ 9.00\n");
            break;
    }
    printf("Obrigada pela preferência!\n");
    return 0;
}

$ gcc -std=c23 -Wall -Wextra lanche2.c -o lanche2
$ ./lanche2
Obrigada pela preferência!       « o 7 não combinou com nada, e ninguém foi avisado

Às vezes é isso mesmo que você quer. Mas, quando o valor vem de quem usa o programa, um default que avisa "opção inválida" evita que um erro de digitação passe calado. Com um enum, o compilador consegue até avisar quando falta um caso (-Wswitch), como mostra aquela aula.

5. O que o switch não aceita

O switch é rápido e organizado porque só compara igualdade com valores inteiros fixos, conhecidos na hora de compilar. Tudo o que foge disso dá erro de compilação.

Faixas de valores

$ cat faixa.c
#include <stdio.h>

int main(void) {
    int nota = 8;
    switch (nota) {
        case nota >= 7:
            printf("Aprovada\n");
            break;
    }
    return 0;
}
$ gcc -std=c23 -Wall -Wextra faixa.c -o faixa
faixa.c: In function ‘main’:
faixa.c:6:9: error: case label does not reduce to an integer constant
    6 |         case nota >= 7:
      |         ^~~~

"O rótulo do case não se reduz a uma constante inteira." Depois do case só pode vir um valor fixo, e nota >= 7 depende da variável. Perguntas como "maior que", "entre 7 e 10" são trabalho do else if. (No Clang: expression is not an integer constant expression.)

Números com vírgula e textos

$ gcc -std=c23 -Wall -Wextra preco.c -o preco
preco.c: In function ‘main’:
preco.c:5:13: error: switch quantity not an integer
    5 |     switch (preco) {
      |             ^~~~~
preco.c:6:9: error: case label does not reduce to an integer constant
    6 |         case 9.0:
      |         ^~~~
$ gcc -std=c23 -Wall -Wextra texto.c -o texto
texto.c: In function ‘main’:
texto.c:5:13: error: switch quantity not an integer
    5 |     switch (nome) {
      |             ^~~~
texto.c:6:9: error: pointers are not permitted as case values
    6 |         case "pastel":
      |         ^~~~

No preco.c, preco é um double; no texto.c, nome é um texto (char nome[] = "pastel";). "A quantidade do switch não é um inteiro." No segundo, o case "pastel": também é recusado: "ponteiros não são permitidos como valores de case" (um texto entre aspas duplas é, por baixo, um endereço; aula Strings). Para textos, compare com strcmp num else if (aula Funções de String). No Clang: statement requires expression of integer type ('double' invalid).

Variáveis no case e case repetido

$ gcc -std=c23 -Wall -Wextra variavel.c -o variavel
variavel.c: In function ‘main’:
variavel.c:7:9: error: case label does not reduce to an integer constant
    7 |         case promocao:
      |         ^~~~
$ gcc -std=c23 -Wall -Wextra duplo.c -o duplo
duplo.c: In function ‘main’:
duplo.c:9:9: error: duplicate case value
    9 |         case 1:
      |         ^~~~
duplo.c:6:9: note: previously used here
    6 |         case 1:
      |         ^~~~

No primeiro, promocao é uma variável comum (int promocao = 3;): o mesmo erro da faixa. O valor do case precisa ser conhecido na hora de compilar: um número, um caractere, um #define, um valor de enum ou uma constante constexpr C23 (aula Constantes). No segundo, o case 1 aparece duas vezes: "valor de case repetido", e a nota mostra onde ele foi usado antes. O elevador não pode ter dois botões para o mesmo andar.

6. Variáveis dentro de um case

Um caso pode precisar de uma variável só dele:

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int opcao = 1;
    switch (opcao) {
        case 1:
            int quantidade = 2;
            printf("%d X-saladas: R$ %d.00\n", quantidade, quantidade * 18);
            break;
        case 2:
            printf("Pastel\n");
            break;
    }
    return 0;
}

$ gcc -std=c23 -Wall -Wextra declara.c -o declara
$ ./declara
2 X-saladas: R$ 36.00
$ gcc -std=c17 -Wall -Wextra -Wpedantic declara.c -o declara
declara.c: In function ‘main’:
declara.c:7:13: warning: a label can only be part of a statement and a declaration is not a statement [-Wfree-labels]
    7 |             int quantidade = 2;
      |             ^~~

No C23, uma declaração pode vir logo depois de um rótulo como case 1:. Até o C17, não podia: "um rótulo só pode fazer parte de uma instrução, e uma declaração não é uma instrução". Compiladores mais antigos dão erro nesse ponto, e você vai encontrar essa mensagem em muitos fóruns. No editor, com -std=c17, o Clang avisa label followed by a declaration is a C23 extension.

Mesmo no C23, há uma pegadinha: o switch inteiro é um bloco só, então quantidade continua existindo nos casos de baixo, mas sem valor, porque o programa pulou a linha que a inicializa. Neste pula.c, o case 2 usa a variável do case 1:

$ cat pula.c
#include <stdio.h>

int main(void) {
    int opcao = 2;
    switch (opcao) {
        case 1:
            int quantidade = 2;
            printf("%d\n", quantidade);
            break;
        case 2:
            printf("%d\n", quantidade);
            break;
    }
    return 0;
}
$ gcc -std=c23 -Wall -Wextra pula.c -o pula
pula.c: In function ‘main’:
pula.c:11:13: warning: ‘quantidade’ is used uninitialized [-Wuninitialized]
   11 |             printf("%d\n", quantidade);
      |             ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
pula.c:7:17: note: ‘quantidade’ was declared here
    7 |             int quantidade = 2;
      |                 ^~~~~~~~~~
$ ./pula
0                « um valor qualquer: o "= 2" nunca rodou

"quantidade é usada sem valor inicial." Desta vez saiu 0, mas poderia ser qualquer número (aula Variáveis). O jeito que funciona em qualquer versão, e o que o guia recomenda, é dar chaves ao caso:

        case 1: {
            int quantidade = 2;
            printf("%d X-saladas: R$ %d.00\n", quantidade, quantidade * 18);
            break;
        }

Com as chaves, quantidade só existe dentro do case 1 (aula Escopo). Se outro caso tentar usá-la, o erro aparece na compilação (‘quantidade’ undeclared), em vez de um valor qualquer na execução.

switch ou else if?

O mesmo cardápio com else if:

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int opcao = 2;
    if (opcao == 1) {
        printf("X-salada: R$ 18.00\n");
    } else if (opcao == 2) {
        printf("Pastel: R$ 9.00\n");
    } else if (opcao == 3) {
        printf("Suco: R$ 7.00\n");
    } else {
        printf("Opção %d não existe.\n", opcao);
    }
    return 0;
}

$ gcc -std=c23 -Wall -Wextra lanche3.c -o lanche3
$ ./lanche3
Pastel: R$ 9.00

Quando dá errado

Referência rápida

Exercícios

Missão final: os dias do mês

O mês 4 tem 30 dias.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int mes = 0;
    printf("Mês (1 a 12): ");
    if (scanf("%d", &mes) != 1) {
        return 1;
    }
    int dias = 0;

    // escreva o switch aqui

    printf("O mês %d tem %d dias.\n", mes, dias);
    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int mes = 0;
    printf("Mês (1 a 12): ");
    if (scanf("%d", &mes) != 1) {
        return 1;
    }
    int dias = 0;

    switch (mes) {
        case 1: case 3: case 5: case 7: case 8: case 10: case 12:
            dias = 31;
            break;
        case 4: case 6: case 9: case 11:
            dias = 30;
            break;
        case 2:
            dias = 28;
            break;
        default:
            printf("Mês inválido.\n");
            return 1;
    }

    printf("O mês %d tem %d dias.\n", mes, dias);
    return 0;
}

Troque a entrada da caixa para 2, 12 e 13 e confira as três respostas. No laboratório da Ana, a solução deu:

$ ./meses <<< 2
Mês (1 a 12): O mês 2 tem 28 dias.
$ ./meses <<< 12
Mês (1 a 12): O mês 12 tem 31 dias.
$ ./meses <<< 13
Mês (1 a 12): Mês inválido.

(O <<< do terminal entrega o texto ao programa como se fosse digitado, mas sem mostrá-lo na tela; por isso a resposta sai grudada na pergunta.) Repare no default: em vez de break, ele termina com return 1;, que sai do main inteiro. Assim o programa não chega a mostrar "O mês 13 tem 0 dias.".

Resumo

• switch (x) { case V: … break; default: … } compara uma expressão inteira com vários valores fixos e pula direto para o caso certo.
• O case é só um ponto de entrada. Sem break, o programa cai nos casos de baixo; o gcc avisa com -Wextra (this statement may fall through), o Clang só com -Wimplicit-fallthrough.
• Vários case seguidos, sem código entre eles, dividem o mesmo bloco: case 's': case 'S':. Queda proposital com código: [[fallthrough]]; C23.
• default pega o resto. É opcional, mas avisa quando a pessoa digita algo inesperado.
• O switch não aceita faixas, double, textos, variáveis no case nem case repetido: para isso, else if.
• Para declarar uma variável num caso, dê chaves a ele: case 1: { … }.
• Próximo passo: os laços, a começar pelo while, que repete um bloco. Juntos, um laço e um switch fazem o menu que volta depois de cada escolha.