【C言語】switch-case文の使い方完全ガイド｜基本構文から応用例まで徹底解説

By 佐川 直弘 | Naohiro Sagawa (運営者)

※記事内に広告を含みます。Amazonアソシエイトとして適格販売により収入を得ています。　

1. はじめに：C言語の条件分岐とは？

条件分岐の重要性と役割

プログラミングにおいて、条件分岐は重要な役割を果たします。特定の条件によって異なる処理を行うことで、プログラムの柔軟性や効率を高めることができます。

C言語における条件分岐の基本

C言語では、条件分岐を行うために主に以下の2つの方法が用いられます。

1. if-else文
2. switch-case文

このうち、switch-case文は複数の条件を効率的に処理できるため、明確な選択肢が存在する場合に特に有効です。

switch-case文の役割と使用シーン

switch-case文は、特定の変数の値に基づいて処理を分岐させる制御構文です。以下のようなシナリオで役立ちます。

• メニュー選択プログラム
• 数値や文字による評価分類
• 簡易的な状態管理

使用シーンの例

たとえば、メニュー番号に応じて異なる動作を実行するアプリケーションを考えてみましょう。ユーザーが「1」を選択すれば「開始」、ユーザーが「2」を選択すれば「終了」という指示をプログラムに与えることができます。

switch-case文を学ぶメリット

• コードが簡潔で可読性が高い
• 条件分岐が明確に整理されるため、エラーが発生しにくい
• プログラムの効率性を向上させる

この記事では、switch-case文の基本構文から応用例、注意点まで詳しく解説していきます。これを機に、C言語の条件分岐について深く理解し、実践的なスキルを身につけましょう。

2. switch-case文の基本構文と使い方

基本構文

以下が基本的なswitch-case文の構文です。

switch (式) {
    case 定数1:
        // 処理1
        break;
    case 定数2:
        // 処理2
        break;
    default:
        // それ以外の処理
}

コード例：曜日判定プログラム

#include <stdio.h>

int main() {
    int day;
    printf("曜日を数字で入力してください (1〜7): ");
    scanf("%d", &day);

    switch (day) {
        case 1:
            printf("月曜日\n");
            break;
        case 2:
            printf("火曜日\n");
            break;
        case 3:
            printf("水曜日\n");
            break;
        case 4:
            printf("木曜日\n");
            break;
        case 5:
            printf("金曜日\n");
            break;
        case 6:
            printf("土曜日\n");
            break;
        case 7:
            printf("日曜日\n");
            break;
        default:
            printf("無効な入力です\n");
    }

    return 0;
}

この例のポイント

• break文を各ケースで忘れずに記述しておくことで、処理の流れを制御しています。
• defaultを使用することで、不正な入力への対策も講じています。

switch-case文を使うメリット

• 可読性の向上: 条件分岐がシンプルでわかりやすくなります。
• コード量の削減: 同じ変数に対する複数の条件分岐を効率よく記述できます。
• エラーの防止: 想定外の入力に対する処理も簡単に組み込めます。

3. switch-case文の特徴と注意点

特徴1：シンプルで可読性が高い

switch-case文は、複数の条件分岐を簡潔に記述できるため、コードの可読性が高くなります。

特徴2：整数型や文字型の判定に特化

switch-case文は、整数型（int）や文字型（char）の値に特化して設計されています。

使用時の注意点

1. break文を忘れないこと

int num = 1;

switch (num) {
    case 1:
        printf("One\n");
    case 2:
        printf("Two\n");
    default:
        printf("Other\n");
}

出力結果:

One  
Two  
Other

対処法:

int num = 1;

switch (num) {
    case 1:
        printf("One\n");
        break;
    case 2:
        printf("Two\n");
        break;
    default:
        printf("Other\n");
}

2. 定数のみ使用可能

int x = 10;
switch (x) {
    case x:  // エラー
        printf("エラーです\n");
        break;
}

修正版:

#define VALUE 10
switch (x) {
    case VALUE:
        printf("成功です\n");
        break;
}

まとめ

• break文を忘れないこと – 不要なフォールスルーを防ぐ。
• 定数のみを使用すること – 変数や式は使えない。
• ネスト構造を整理すること – 可読性を保つためにコメントやインデントを活用。

4. if-else文との使い分け：どちらを選ぶべき？

基本的な違い

1. 条件の評価方法

• if-else文は、論理式（比較演算や複数条件など）を評価して処理を分岐します。
• switch-case文は、特定の値（定数や文字）と一致するかどうかで分岐します。

比較表

実践例

if-else文の例:

int score = 85;

if (score >= 90) {
    printf("優\n");
} else if (score >= 70) {
    printf("良\n");
} else {
    printf("可\n");
}

switch-case文の例:

int grade = 2;

switch (grade) {
    case 1:
        printf("優\n");
        break;
    case 2:
        printf("良\n");
        break;
    case 3:
        printf("可\n");
        break;
    default:
        printf("不可\n");
}

5. 応用例：switch-case文をもっと便利に使う方法

1. 複数のケースをまとめる

char grade = 'A';

switch (grade) {
    case 'A':
    case 'B':
        printf("合格\n");
        break;
    case 'C':
        printf("再試験\n");
        break;
    default:
        printf("不合格\n");
}

2. フォールスルーを利用する

int score = 85;

switch (score / 10) {
    case 10:
    case 9:
        printf("優秀\n");
        break;
    case 8:
    case 7:
        printf("良い\n");
        break;
    default:
        printf("不可\n");
}

3. ネストされたswitch-case文

int menu = 1;
int subMenu = 2;

switch (menu) {
    case 1:
        switch (subMenu) {
            case 1:
                printf("サブメニュー1-1\n");
                break;
            case 2:
                printf("サブメニュー1-2\n");
                break;
        }
        break;
    case 2:
        printf("メニュー2\n");
        break;
}

6. よくあるエラーとその対処法

1. break文の書き忘れ

int num = 1;

switch (num) {
    case 1:
        printf("One\n");
    case 2:
        printf("Two\n");
    default:
        printf("Other\n");
}

対処法:

int num = 1;

switch (num) {
    case 1:
        printf("One\n");
        break;
    case 2:
        printf("Two\n");
        break;
    default:
        printf("Other\n");
}

2. caseラベルに変数を使用してしまう

int x = 10;
switch (x) {
    case x:  // エラー
        printf("値は10です\n");
        break;
}

修正版:

#define VALUE 10
switch (x) {
    case VALUE:
        printf("成功です\n");
        break;
}

3. default文の省略

int num = 5;

switch (num) {
    case 1:
        printf("One\n");
        break;
    case 2:
        printf("Two\n");
        break;
}

対処法:

switch (num) {
    case 1:
        printf("One\n");
        break;
    case 2:
        printf("Two\n");
        break;
    default:
        printf("Other\n");
}

7. まとめと次のステップ

1. 記事のポイントまとめ

1. 基本構文と使い方

• switch-case文は、特定の値に基づいて処理を分岐するための便利な制御構文です。
• シンプルで可読性が高く、明確な条件ごとの処理に適しています。

1. 特徴と注意点

• switch-case文は整数型や文字型の定数のみ使用可能です。
• break文を忘れると意図しないフォールスルーが発生するため、正しい構文を守ることが重要です。

1. if-else文との使い分け

• if-else文は範囲や複雑な条件に適し、switch-case文は明確な値ごとの分岐処理に向いています。
• 条件に応じて適切に使い分けることで、効率的なプログラムを作成できます。

1. 応用例とテクニック

• 複数のケースをまとめる方法や、フォールスルーを利用した範囲判定など、柔軟なコードの記述が可能です。
• ネストされたswitch-caseや関数との組み合わせにより、より複雑な処理も整理して管理できます。

1. エラーと対処法

• よくあるエラー（break文の省略やcaseラベルの重複など）の原因と解決策を紹介しました。
• デバッグ時に役立つ対処法を理解することで、エラーを防ぎやすくなります。

2. 次のステップ

1. 実践的なプログラム作成
この記事で学んだ内容を活用して、以下のようなプログラムを作成してみましょう。

• 電卓プログラム：四則演算の操作をswitch-caseで処理。
• メニュー選択アプリ：複数階層のメニューを構築して操作を実装。
• 成績管理システム：得点に応じた評価を自動分類。

2. 関連トピックの学習
switch-case文をさらに活用するために、以下のトピックも学習を進めることをおすすめします。

• if-else文の応用：条件分岐のさらなるテクニックを習得。
• ループ構文（for, while）：繰り返し処理と条件分岐の組み合わせ。
• 関数と構造体：大規模プログラムでの効率的な管理方法。

3. プログラムの最適化とデバッグ

• デバッグツールの活用：エラーの特定と修正を迅速に行う練習をする。
• コードレビューの実施：他者とコードを共有し、フィードバックを受けることで理解を深める。

3. まとめ

switch-case文は、C言語の条件分岐を効率化するための強力なツールです。基本から応用まで理解を深めることで、プログラムの可読性や効率を向上させることができます。

この記事を参考にして、実際にコードを書きながら学習を進めることで、プログラミングスキルを確実に高めていきましょう。さらに応用的な内容や関連トピックにも挑戦して、ステップアップを目指してください！