這篇文章主要介紹了Java中 switch關(guān)鍵原理及用法詳解,文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友可以參考下

Switch語(yǔ)法

switch作為Java內(nèi)置關(guān)鍵字，卻在項(xiàng)目中真正使用的比較少。關(guān)于switch，還是有那么一些奧秘的。

要什么switch，我有if-else

確實(shí)，項(xiàng)目中使用switch比較少的一個(gè)主要原因就在于它的作用能被if-else代替，況且switch對(duì)類型的限制，也阻礙了switch的進(jìn)一步使用。

先看看switch的語(yǔ)法：

switch(exp){
 case exp1:
  break;
 case exp2:
  break;
 default:
  break;
}

其中exp的類型限制為：byte ,short , int , char,及其包裝類，以及枚舉和String(JDK1.7)

為什么要有這些限制？

如果說(shuō)，switch的功能和if-else的一模一樣，那么它存在的意義在哪里？

答案是：switch和if-else在設(shè)計(jì)的時(shí)候，是有一定的性能差別的。

看代碼：

public class Test {
 public static void switchTest(int a) {
  switch (a) {
   case 1:
    System.out.println("1");
    break;
   case 2:
    System.out.println("2");
    break;
   default:
    System.out.println("3");
    break;
  }
 }
}

javap -c Test.class

結(jié)果如下：

 public static void switchTest(int);
 Code:
  0: iload_0
  1: lookupswitch { // 2
      1: 28
      2: 39
    default: 50
   }
   
 ...

這里面省略一些代碼。

可以發(fā)現(xiàn)，switch是通過(guò)lookupswitch指令實(shí)現(xiàn)。那么lookupswitch指令是干嘛的呢？

在Java se8文檔中的描述可以大概知道：

switch可以被編譯為兩種指令

• lookupswitch：當(dāng)switch的case比較稀疏的時(shí)候，使用該指令對(duì)int值的case進(jìn)行一一比較，直至找到對(duì)應(yīng)的case（這里的查找，可以優(yōu)化為二分查找）
• tableswitch：當(dāng)switch的case比較密集的時(shí)候，使用case的值作為switch的下標(biāo)，可以在時(shí)間復(fù)雜度為O(1)的情況下找到對(duì)應(yīng)的case(可以類比HashMap)

并且文檔中還有一段描述：

Java虛擬機(jī)的tableswitch和 lookupswitch指令僅對(duì)int數(shù)據(jù)有效。因?yàn)閷?duì) byte，char或或short值的操作在內(nèi)部被提升為int，所以對(duì)其switch表達(dá)式求值為其中一個(gè)類型進(jìn)行編譯，就好像它被計(jì)算為要鍵入一樣int。如果 chooseNear方法是使用type編寫的，則使用類型時(shí) short將生成相同的Java虛擬機(jī)指令int。其他數(shù)字類型必須縮小到類型int 以便在a中使用switch。

現(xiàn)在，我們應(yīng)該能夠明白，為什么switch關(guān)鍵字會(huì)有類型限制了，因?yàn)?switch所被翻譯的關(guān)鍵字是被限制為int類型的，至于為什么是int，我猜應(yīng)該是基于性能和實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度的考量吧。

int之外的類型

我們明白了byte,shor,char,int能被作為switch類型后，再看看枚舉和String

public static void switchTest(String a) {
  switch (a) {
   case "1":
    System.out.println("1");
    break;
   case "2":
    System.out.println("2");
    break;
   default:
    System.out.println("3");
    break;
  }
 }

編譯生成Test.class。拖入IDEA進(jìn)行反編譯得到如下代碼：

 public static void switchTest(String a) {
  byte var2 = -1;
  switch(a.hashCode()) {
  case 49:
   if (a.equals("1")) {
    var2 = 0;
   }
   break;
  case 50:
   if (a.equals("2")) {
    var2 = 1;
   }
  }
  switch(var2) {
  case 0:
   System.out.println("1");
   break;
  case 1:
   System.out.println("2");
   break;
  default:
   System.out.println("3");
  }
 }

可以看見，JDK7 所支持的String類型是通過(guò)獲取String的hashCode來(lái)進(jìn)行選擇的，也就是本質(zhì)上還是int.為什么String可以這樣干？這取決于String是一個(gè)不變類。

為了防止hash碰撞，代碼更加保險(xiǎn)的進(jìn)行了equals判斷。

再來(lái)看看Enum

public static void switchTest(Fruit a) {
 switch (a) {
  case Orange:
   System.out.println("Orange");
   break;
  case Apple:
   System.out.println("Apple");
   break;
  default:
   System.out.println("Banana");
   break;
 }
}

編譯生成Test.class。拖入IDEA進(jìn)行反編譯得到如下代碼：

 public static void switchTest(Fruit a) {
  switch(1.$SwitchMap$com$dengchengchao$Fruit[a.ordinal()]) {
  case 1:
   System.out.println("Orange");
   break;
  case 2:
   System.out.println("Apple");
   break;
  default:
   System.out.println("Banana");
  }
 }

可以看到，枚舉支持switch更加簡(jiǎn)單，直接通過(guò)枚舉的順序即可作為相關(guān)case

總之：

switch的設(shè)計(jì)按道理來(lái)說(shuō)，是比if-else要快的，但是在99.99%的情況下，他們性能差不多，除非case分支量巨大,但是在case分支過(guò)多的情況下，一般應(yīng)該考慮使用多態(tài)重構(gòu)了。

switch雖然支持byte,int,short,char,enum,String但是本質(zhì)上都是int，其他的只是編譯器幫你進(jìn)行了語(yǔ)法糖優(yōu)化而已。

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