Оператор switch в C#: примеры и лучшие практики

Кратко

Кратко: оператор switch в C# удобен для выбора одной ветки выполнения по значению переменной. В статье показаны примеры со строками и числами, поведенческие шаблоны, типичные ошибки и альтернативы.

В приложениях часто требуется выполнять разные действия в зависимости от условий. Для таких задач используют условные конструкции: if, if-else, switch и другие. Оператор switch помогает удобно организовать набор вариантов, особенно когда нужно сравнить единственное значение с несколькими вариантами.

Ниже мы пройдём шаг за шагом, как сделать простой пример в C#, разберём числа и строки в switch, добавим default, рассмотрим альтернативы и дадим практические рекомендации для разработки и тестирования.

Зачем и когда использовать switch

Оператор switch — это удобный выбор, когда:

• нужно сравнить одно значение с множеством фиксированных вариантов;
• хочется читаемо представить большое число ветвлений;
• важна явная обработка разных случаев (включая default).

Когда switch не подходит:

• логика ветвлений зависит от сложных условий (диапазоны, составные проверки);
• требуется поведение на основе типов объектов (полиморфизм лучше);
• количество возможных значений велико и динамично — лучше использовать словарь или базу данных.

Важно: в современных версиях C# появились расширенные формы switch (pattern matching, switch expressions), они позволяют писать компактнее и безопаснее.

Быстрый пример: консольное приложение в Visual Studio

1. Откройте Visual Studio и выберите «Создать новый проект».
2. Выберите шаблон «Консольное приложение» и нажмите Дальше.
3. Укажите имя проекта и папку для сохранения, затем нажмите Дальше.
4. Оставьте целевую платформу по умолчанию и нажмите «Создать». Visual Studio откроет шаблон с методом Main и примером Hello World.

Следующие примеры предполагают базовое консольное приложение с методом Main.

Пример 1 — switch с строками (вариант пользователя)

Покажем простой сценарий, где пользователь выбирает категорию блюд.

// Отображаем список опций для пользователя
Console.WriteLine("Выберите опцию:");
Console.WriteLine("1. Фрукты");
Console.WriteLine("2. Основные блюда");
Console.WriteLine("3. Десерты");
Console.WriteLine("");

// Запрос ввода
Console.Write(">> ");
string meals = Console.ReadLine().ToLower();

Добавим оператор switch, который сравнивает строку meals:

switch (meals)
{
    case "фрукты":
        Console.WriteLine("Фрукты: яблоки, апельсины, бананы.");
        break;

    case "основные блюда":
        Console.WriteLine("Основные блюда: стейк, лосось, ризотто.");
        break;

    case "десерты":
        Console.WriteLine("Десерты: шоколадный торт, яблочный пирог, мороженое.");
        break;

    default:
        Console.WriteLine("Неизвестная опция. Введите Фрукты, Основные блюда или Десерты.");
        break;
}

Примечания по реализации:

• Приведение к нижнему регистру (ToLower()) помогает сравнивать независимо от регистра; учтите особенности культуры (CultureInfo) при локализации.
• Нельзя полагаться на точное совпадение вводимых строк — добавьте валидацию или подсказки для пользователя.

Пример 2 — switch по числам (ввод числа)

Иногда удобнее дать пользователю выбрать номер. В этом случае нужно безопасно преобразовать ввод в число.

int result = 1;

try
{
    // Попытка конвертировать ввод в число
    result = Int32.Parse(meals);
}
catch (FormatException)
{
    // Если ввод неверный — предупредить и завершить программу
    Console.WriteLine($"'{meals}' имеет неверный формат. Введите число.");
    System.Environment.Exit(1);
}

Теперь используем switch по числу:

switch (result)
{
    case 1:
        Console.WriteLine("Вы выбрали опцию 1 (Фрукты): яблоки, апельсины, бананы.");
        break;

    case 2:
        Console.WriteLine("Вы выбрали опцию 2 (Основные блюда): стейк, лосось, ризотто.");
        break;

    case 3:
        Console.WriteLine("Вы выбрали опцию 3 (Десерты): шоколадный торт, яблочный пирог, мороженое.");
        break;

    default:
        Console.WriteLine("Введённое число не входит в список доступных опций.");
        break;
}

Как добавить default

Default — это резервный вариант, который сработает, если ни одно case не совпало. В примерах выше default уже используется. Он полезен для ввода вне диапазона или неожиданных значений.

// Пример со default уже показан: он выведет сообщение о недопустимом варианте

Расширенные возможности switch в современных версиях C

C# поддерживает pattern matching и switch expressions, которые полезны, когда нужно проверить тип или составное условие.

Пример switch expression (C# 8+):

string GetCategoryMessage(int option) => option switch
{
    1 => "Фрукты: яблоки, апельсины, бананы.",
    2 => "Основные блюда: стейк, лосось, ризотто.",
    3 => "Десерты: шоколадный торт, яблочный пирог, мороженое.",
    _ => "Неизвестная опция"
};

Pattern matching example:

object input = GetInput();
switch (input)
{
    case int i when i > 0:
        Console.WriteLine("Положительное число");
        break;
    case string s:
        Console.WriteLine($"Строка длиной {s.Length}");
        break;
    case null:
        Console.WriteLine("Вход = null");
        break;
    default:
        Console.WriteLine("Другой тип данных");
        break;
}

Эти конструкции позволяют писать выразительный и при этом безопасный код.

Типичные ошибки и как их избежать

Important: будьте внимательны к следующим моментам:

• Использование ToLower() без учёта культуры может дать неожиданные результаты. Для безопасной нормализации используйте ToLowerInvariant() или методы с CultureInfo.
• Попытка «провалиться» через case в C# невозможна без goto; помните о break — это часто нужно.
• NullReference: если значение, передаваемое в switch, может быть null, добавьте проверку или обработайте case null.
• Чтение пользовательского ввода всегда валидируйте: Parse может выбросить исключение — используйте TryParse.

Пример безопасной валидации:

if (!Int32.TryParse(meals, out int option))
{
    Console.WriteLine("Пожалуйста, введите корректное число.");
    return;
}

Когда лучше использовать альтернативы

Альтернативы switch:

• if / else if — когда проверки сложные или зависят от диапазонов;
• Dictionary или Dictionary — когда нужно ассоциировать поведение с ключом динамически;
• Полиморфизм (паттерны Strategy / Command) — когда разные варианты имеют собственную реализацию и изменения расширяют систему.

Пример с словарём:

var actions = new Dictionary
{
    [1] = () => Console.WriteLine("Фрукты"),
    [2] = () => Console.WriteLine("Основные блюда"),
    [3] = () => Console.WriteLine("Десерты")
};

if (actions.TryGetValue(option, out var action)) action();
else Console.WriteLine("Неизвестная опция");

Преимущество словаря — лёгкое расширение без изменения большого switch.

Руководство по выбору: краткая методология

1. Если нужно сравнить единичное значение с фиксированными литералами — используйте switch.
2. Если проверки сложные или зависят от диапазонов — if/else.
3. Если поведение меняется динамически или растёт число вариантов — рассмотрите Dictionary или полиморфизм.
4. Для компактной и выразительной логики используйте switch expressions и pattern matching.

Рольовые чек-листы (разработчик, тестировщик, ревьюер)

Разработчик:

• Нормализовал ввод (Trim, ToLowerInvariant при необходимости).
• Обработал null и неверный формат.
• Использовал break / return / switch expression корректно.
• Добавил unit-тесты для каждого case и default.

Тестировщик:

• Проверил строки в разных регистрах (верхний/нижний).
• Проверил поведение при null/пустой строке.
• Проверил невалидный ввод (символы, буквы при ожидании числа).
• Проверил граничные значения и типы данных.

Ревьюер кода:

• Оценил читаемость switch vs альтернативы.
• Проверил отсутствие дублирования кода в ветках.
• Подтвердил корректное логирование и пользовательские сообщения.

Критерии приёмки

• Программа корректно обрабатывает допустимые варианты (1,2,3 или соответствующие строки).
• Обработка недопустимого ввода ведёт к понятному сообщению для пользователя и не вызывает исключений.
• Все добавленные тесты проходят, покрытия для веток достаточное.

Тест-кейсы / приёмочные сценарии

1. Ввести “1” — ожидаемый вывод: список фруктов.
2. Ввести “Фрукты” (в разных регистрах) — выдача списка фруктов.
3. Ввести “4” или “не число” — вывод сообщения об ошибке.
4. Ввести пустую строку — вывод подсказки по вводу.

Короткий глоссарий

• switch: конструкция для выбора ветки по значению.
• case: вариант внутри switch, сравниваемый со значением.
• default: ветка по умолчанию при отсутствии совпадений.
• pattern matching: расширенная проверка с шаблонами в C#.

Ментальные модели и эвристики

• Представляйте switch как таблицу «вход → действие». Если таблица статична и небольшая — switch уместен.
• Если действия зависят от состояния объекта — думайте о делегировании ответственности в отдельные классы (полиморфизм).

Decision flowchart (mermaid)

flowchart TD
  A[Нужно сравнить значение?] --> B{Значения фиксированные и несложные?}
  B -- Да --> C[Использовать switch]
  B -- Нет --> D{Значения динамические или поведение разнообразно?}
  D -- Да --> E[Dictionary / Полиморфизм]
  D -- Нет --> F[if / else]

Безопасность и локализация

• Для сообщений пользователю используйте ресурсы локализации (resx) вместо строк в коде.
• Учтите особенности культуры при сравнении строк (регистрозависимость, символы).

Заключение

Оператор switch — удобный инструмент для выбора одной из множества веток по значению. Он даёт чистую и понятную структуру, особенно для статических наборов вариантов. Для более сложной логики рассмотрите switch expressions, pattern matching, словари или полиморфизм. Включайте валидацию ввода, юнит-тесты и обработку default, чтобы избежать ошибок во время выполнения.