Les structures conditionnelles (if et switch) en C++ (C++17 et C++20)

Certains problèmes ne peuvent pas être résolus avec seulement une séquence d'instructions simples. Parfois, nous devons tester une condition. Si le résultat du test est vrai, nous suivons une séquence d'instructions ; s'il est faux, nous suivons une séquence d'instructions différente.

C'est ce qu'on appelle la construction conditionnelle (ou décisionnelle).

1. Structure de contrôle if-else

Principe

L'instruction if ne s'exécutera que si l'expression entre parenthèses est évaluée comme étant true.

En C++, il n'est pas nécessaire que ce soit une expression booléenne. Il peut s'agir de n'importe quelle expression qui évalue un nombre :

zéro (0) est considéré comme false
tous les autres nombres sont considérés comme true

Syntaxe de base

Syntaxe if simple C++

if (/* expression */) {
    /* Exécuté uniquement si l'expression est vraie */
}

Exemple 1 : if simple

if (x > 1) {
    cout << x << " > 1";
}

Extension avec else if

Pour tester d'autres conditions, l'instruction if peut être étendue par n'importe quel nombre d'instructions else if.

Exemple 2 : else if

else if (x < 1) {
    cout << x << " < 1";
}

Clause else finale

L'instruction if peut avoir une instruction else facultative à la fin, qui s'exécutera si toutes les conditions précédentes sont fausses.

Exemple 3 : else

else {
    cout << x << " = 1";
}

Syntaxe complète

Syntaxe complète if-else C++

if (condition-1) {
    // Exécuté seulement si condition-1 est vraie
} else if (condition-2) {  // optionnel
    // Exécuté seulement si condition-2 est vraie
}
    // ... autant de "else if" que souhaité
} else {  // optionnel
    // Exécuté seulement si aucune condition n'est vraie
}

Exemple 4 : Structure complète

if (x < 1)
    cout << x << " < 1";
else if (x > 1)
    cout << x << " > 1";
else
    cout << x << " == 1";

À propos des accolades

Les accolades peuvent être omises si une seule instruction doit être exécutée de manière conditionnelle. Cependant, il est considéré comme une bonne pratique de les inclure car elles améliorent la lisibilité du code et évitent les erreurs.

Nouveauté C++17 : if avec initialiseur

Introduction C++17

Avec la norme C++17, la syntaxe de if a été modifiée par l'introduction de l'instruction init. Vous pouvez lier la portée d'un objet à une instruction if en ajoutant une instruction init.

Syntaxe if avec initialiseur C++17

if (init; condition-1) {
    // Exécuté seulement si condition-1 est vraie
} else if (init; condition-2) { 
    // Exécuté seulement si condition-2 est vraie
}

La partie init est facultative. Si elle est manquante, nous avons la forme traditionnelle.

Exemple 5 : Avant C++17

#include <iostream>
#include <cstdlib>

using namespace std;

int main() {
    srand(time(NULL));
    int nombre_alea = rand();

    if (nombre_alea % 2 == 0) {
        cout << nombre_alea << " est pair\n";
    } else {
        cout << nombre_alea << " est impair\n";
    }
    
    return 0;
}

Dans cet exemple, la variable nombre_alea est accessible en dehors de la portée if-else.

Exemple 6 : Avec C++17

#include <iostream>
#include <cstdlib>

using namespace std;

int main() {
    srand(time(NULL));
    
    if (int nombre_alea = rand(); nombre_alea % 2 == 0) {
        cout << nombre_alea << " est pair\n";
    } else {
        cout << nombre_alea << " est impair\n";
    }

    return 0;
}

La variable nombre_alea est maintenant confinée à la portée de l'instruction if.

Explication :

Une déclaration de la forme if(init; condition) est équivalente à :

init;
if(condition)
    instructions;

Les variables déclarées dans init sont disponibles dans l'instruction if et dans toutes les instructions else-if qui en découlent.

Exemple 7 : Variables dans else-if

if (int a = val1(); a > 0)
    cout << "a > 0 \n";
else if (float b = val2(); b > 0)
    cout << "b > 0 \n";

où val1() et val2() sont deux fonctions qui renvoient respectivement un int et un float.

Exemple 8 : Équivalent transformé

int a = val1();
if (a > 0)
    cout << "a > 0 \n";
else {
    float b = val2();
    if (b > 0)
        cout << "b > 0 \n";
}

Exercices

Pour vous entraîner davantage sur if-else : Voir des exercices corrigés

2. Structure de contrôle switch

Principe du switch

L'instruction switch vérifie l'égalité entre un entier et une série d'étiquettes de cas (case), puis passe l'exécution au cas correspondant.

Contrairement à if-else qui n'a que deux alternatives (vrai/faux), switch peut gérer plusieurs alternatives.

Types acceptés

L'expression testée dans l'instruction switch peut être :

de type int (un nombre entier)
de type char (un caractère)

Syntaxe de switch

Syntaxe switch-case C++

switch(expression)
{
    case val1:
        instruction1;
        instruction2;
        ...
        break;
    case val2:
        instruction3;
        instruction4;
        ...
        break;
    default:
        instruction7;
        ...
        break;
}

Fonctionnement

L'expression dans switch() est évaluée une fois.
Sa valeur est comparée aux valeurs de chaque case.
Si une correspondance est trouvée, l'exécution commence à ce case.
L'exécution continue jusqu'à ce qu'un break soit rencontré.
Si aucun case ne correspond, le default (optionnel) est exécuté.

Exemple 9 : Expressions valides et invalides

int addition(int x, int y){
    return x + y;
}

int a;
float b;
char c;

switch(a){       // valide (int)
}

switch(c){       // valide (char)
}

switch(b){       // invalide (float - nombre réel)
}

switch(2+3){     // valide (résultat int)
}

switch(a+c){     // valide (promotion de char vers int)
}

switch("nom"){   // invalide (chaîne de caractères)
}

switch(addition(a,2)){  // valide (retourne int)
}

Exemple 10 : Jours de la semaine

#include <iostream>

using namespace std;

int main(void){
    int jour;

    cin >> jour;

    switch(jour){
        case 1 : cout << "Lundi \n"; break;
        case 2 : cout << "Mardi \n"; break;
        case 3 : cout << "Mercredi \n"; break;
        case 4 : cout << "Jeudi \n"; break;
        case 5 : cout << "Vendredi \n"; break;
        case 6 : cout << "Samedi \n"; break;
        case 7 : cout << "Dimanche \n"; break;
        default: cout << "Jour invalide \n"; break;
    }

    return 0;
}

Exemple d'exécution

Entrée : 3
Sortie : Mercredi

Entrée : 8
Sortie : Jour invalide

Ne pas oublier break !

Sans l'instruction break, l'exécution continue dans le case suivant ("fall-through"). Cela peut être intentionnel, mais c'est souvent une erreur.

Nouveauté C++17 : switch avec initialiseur

Comme pour l'instruction if-else, l'instruction switch peut également avoir un initialiseur à partir de la norme C++17.

Syntaxe switch avec initialiseur C++17

switch (init; variable) {
    // cas...
}

Exemple 11 : switch avec initialiseur

#include <iostream>

using namespace std;

int lireValeur(){
    int a;
    cin >> a;
    return a;
}

int main(void){
    switch(int a = lireValeur(); a){
        case 1 : cout << "Lundi \n"; break;
        case 2 : cout << "Mardi \n"; break;
        case 3 : cout << "Mercredi \n"; break;
        case 4 : cout << "Jeudi \n"; break;
        case 5 : cout << "Vendredi \n"; break;
        case 6 : cout << "Samedi \n"; break;
        case 7 : cout << "Dimanche \n"; break;
        default: cout << "Jour invalide \n"; break;
    }

    return 0;
}

La variable a est déclarée et initialisée dans l'en-tête du switch, et sa portée est limitée au switch lui-même.

Exercices

Pour vous entraîner davantage sur switch-case : Voir des exercices corrigés

Comparaison if-else vs switch

Caractéristique	if-else	switch
Type de condition	Expression booléenne (ou convertible)	Égalité avec des constantes entières/char
Nombre de branches	Plusieurs (else if)	Plusieurs (case)
Complexité des conditions	Conditions complexes (>, <, &&, \|\|, etc.)	Uniquement égalité (==)
Types supportés	Tous types (convertibles en bool)	int, char, enum (types intégraux)
Performance	Évaluations séquentielles	Peut utiliser une table de saut (plus rapide)

Exercice pratique

Calculatrice simple

Niveau : Débutant

Écrire un programme qui demande deux nombres et un opérateur (+, -, *, /) et affiche le résultat de l'opération.

Contraintes :

Utiliser une structure switch pour choisir l'opération.
Si l'opérateur n'est pas valide, afficher un message d'erreur.
Si l'utilisateur demande une division par zéro, afficher une erreur.

Solution

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    double a, b;
    char op;

    cout << "Entrez un premier nombre : ";
    cin >> a;
    cout << "Entrez un opérateur (+, -, *, /) : ";
    cin >> op;
    cout << "Entrez un deuxième nombre : ";
    cin >> b;

    switch(op) {
        case '+':
            cout << a << " + " << b << " = " << a + b << endl;
            break;
        case '-':
            cout << a << " - " << b << " = " << a - b << endl;
            break;
        case '*':
            cout << a << " * " << b << " = " << a * b << endl;
            break;
        case '/':
            if (b == 0) {
                cout << "Erreur : division par zéro !" << endl;
            } else {
                cout << a << " / " << b << " = " << a / b << endl;
            }
            break;
        default:
            cout << "Erreur : opérateur invalide !" << endl;
    }

    return 0;
}

Exemple d'exécution

Entrez un premier nombre : 15
Entrez un opérateur (+, -, *, /) : /
Entrez un deuxième nombre : 4
15 / 4 = 3.75

Points clés à retenir

Les structures conditionnelles permettent d'exécuter différents blocs selon une condition.
if-else : idéal pour des conditions complexes (comparaisons, combinaisons logiques).
switch : idéal pour tester une expression contre plusieurs valeurs constantes (int/char).
En C++, zéro est false, toute autre valeur numérique est true.
En C++17, if et switch peuvent avoir un initialiseur, limitant la portée des variables.
Dans switch, ne pas oublier break pour éviter le "fall-through" accidentel.
Le cas default dans switch est optionnel mais recommandé pour traiter les valeurs inattendues.
Les accolades pour if/else sont optionnelles pour une seule instruction, mais les inclure améliore la lisibilité et la maintenabilité.

Les structures conditionnelles (if et switch) en C++ (C++17 et C++20)

Les structures de contrôle conditionnelles

1. Structure de contrôle if-else

Syntaxe de base

Exemple 1 : if simple

Extension avec else if

Exemple 2 : else if

Clause else finale

Exemple 3 : else

Syntaxe complète

Exemple 4 : Structure complète

Nouveauté C++17 : if avec initialiseur

Exemple 5 : Avant C++17

Exemple 6 : Avec C++17

Exemple 7 : Variables dans else-if

Exemple 8 : Équivalent transformé

2. Structure de contrôle switch

Syntaxe de switch

Fonctionnement

Exemple 9 : Expressions valides et invalides

Exemple 10 : Jours de la semaine

Nouveauté C++17 : switch avec initialiseur

Exemple 11 : switch avec initialiseur

Comparaison if-else vs switch

Calculatrice simple

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Les structures conditionnelles (if et switch) en C++ (C++17 et C++20)

Les structures de contrôle conditionnelles

1. Structure de contrôle if-else

Syntaxe de base

Exemple 1 : if simple

Extension avec else if

Exemple 2 : else if

Clause else finale

Exemple 3 : else

Syntaxe complète

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Nouveauté C++17 : if avec initialiseur

Exemple 5 : Avant C++17

Exemple 6 : Avec C++17

Exemple 7 : Variables dans else-if

Exemple 8 : Équivalent transformé

2. Structure de contrôle switch

Syntaxe de switch

Fonctionnement

Exemple 9 : Expressions valides et invalides

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