Java switch 語句

關於 Java Switch 的一些理論

想像一下，你是一個停在岔路口的騎士。如果你向左走，你會失去你的馬。如果你走對了，你將獲得知識。我們如何在代碼中表示這種情況？您可能已經知道我們使用if-then和if-then-else等結構來做出這些決定。

if (turn_left) { 
    System.out.println("You will lose your horse"); 
}
if (turn_right) {
    System.out.println("You will gain knowledge");
}
else 
    System.out.println("So you're just going to stand there?");

但是，如果這條路不是一分為二，而是一分為二呢？你有“完全靠右”、“稍微靠左”、“稍微靠左”等等的道路，總共有 10 種可能的道路？想像一下您的“if-then-else ”代碼在這個版本中將如何增長！

if (option1)
{…}
else if (option2)
{…}
…
else if (optionN) ...

假設你在路上有一個 10 路岔路口（這裡重要的是選擇的數量是有限的）。對於這種情況，Java 有switch語句。

       switch (ExpressionForMakingAChoice) {
           case (Value1):
               Code1;
               break;
           case (Value2):
               Code2;
               break;
...
           case (ValueN):
               CodeN;
               break;
           default:
               CodeForDefaultChoice;
               break;
       }

這是聲明的工作原理：

• 評估 ExpressionForMakingAChoice。然後 switch 語句將結果值與下一個 ValueX 進行比較（按照它們列出的順序）。
• 如果 ExpressionForMakingAChoice 與 ValueX 匹配，則執行冒號後面的代碼。
• 如果遇到break語句，則控制轉移到 switch 語句之外。
• 如果 ExpressionForMakingAChoice 不匹配任何 ValueX，則控制傳遞給 CodeForDefaultCase。

要點

• 在 switch 語句中，ExpressionForMakingAChoice 的類型必須是以下之一：

  • 字節、短、字符、整數。
  • Byte、Short、Character、Integer（原始數據類型的包裝）。
  • 字符串。
  • 枚舉。
• 默認塊是可選的。如果它不存在並且 ExpressionForMakingAChoice 不匹配任何 ValueX，則不會執行任何操作。
• 不需要break語句。如果它不存在，代碼將繼續執行（忽略 case 語句中的進一步比較）直到第一次出現break或直到switch語句結束。
• 如果需要為多個選擇執行相同的代碼，我們可以通過指定幾個連續的case語句來消除重複。

現在讓我們看看 switch 語句在 Java 中是如何使用的

別擔心：我們已經完成了理論。看到下面的例子之後，一切都會變得更加清晰。好吧，讓我們開始吧。讓我們看一個涉及我們太陽系行星的天文學例子。根據最新的國際態度，我們排除了冥王星（由於其軌道的特性）。我們記得我們的行星按它們與太陽的距離排列如下：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。讓我們編寫一個 Java 方法，它採用行星的序號（相對於它與太陽的距離）並將行星大氣的主要成分作為 List <String>返回. 您會記得有些行星具有相似的大氣成分。因此，金星和火星主要含有二氧化碳；木星和土星的大氣由氫和氦組成；天王星和海王星將甲烷添加到最後一對氣體中。這是我們的功能：

public static List<String> getPlanetAtmosphere(int seqNumberFromSun) {
    List<String> result = new ArrayList<>();
    switch (seqNumberFromSun) {
        case 1: result.add("No atmosphere");
            break;
        case 2:
        case 4: result.add("Carbon dioxide");
            break;
        case 3: result.add("Carbon dioxide");
            result.add("Nitrogen");
            result.add ("Oxygen");
            break;
        case 5:
        case 6: result.add("Hydrogen");
            result.add("Helium");
            break;
        case 7:
        case 8: result.add("Methane");
            result.add("Hydrogen");
            result.add("Helium");
            break;
        default:
            break;
    }
    return result;
}

請注意，我們對具有相同大氣成分的行星使用相同的代碼。我們通過使用連續的case語句來做到這一點。如果我們想獲得我們母星大氣層的成分，我們調用我們的方法時將 3 作為參數：

getPlanetAtmosphere(3).
System.out.println(getPlanetAtmosphere(3)) returns ["Carbon dioxide", "Nitrogen", "Oxygen"].

break 實驗：如果我們刪除所有break語句會發生什麼？試一試吧：

    public static List<String> getPlanetAtmosphere(int seqNumberFromSun) {
        List<String> result = new ArrayList<>();
        switch (seqNumberFromSun) {
            case 1: result.add("No atmosphere");
            case 2:
            case 4: result.add("Carbon dioxide");
            case 3: result.add("Carbon dioxide");
                result.add("Nitrogen");
                result.add ("Oxygen");
            case 5:
            case 6: result.add("Hydrogen");
                result.add("Helium");
            case 7:
            case 8: result.add("Methane");
                result.add("Hydrogen");
                result.add("Helium");
            default:
        }
        return result;
    }

如果我們打印System.out.println(getPlanetAtmosphere(3)) 的結果，然後我們發現我們的母星不是那麼宜居。或者是嗎？自己判斷： [“二氧化碳”、“氮氣”、“氧氣”、“氫氣”、“氦氣”、“甲烷”、“氫氣”、“氦氣”]。為什麼會這樣？程序在第一次匹配之後執行所有case語句，直到switch塊結束。

break 語句過度優化

請注意，我們可以通過以不同方式排列break語句和 case來改進該方法。

public static List<String> getPlanetAtmosphere(int seqNumberFromSun) {
    List<String> result = new ArrayList<>();
    switch (seqNumberFromSun) {
        case 1: result.add("No atmosphere");
                break;
        case 3: result.add("Nitrogen");
                result.add ("Oxygen");
        case 2:
        case 4: result.add("Carbon dioxide");
                break;
        case 7:
        case 8: result.add("Methane");
        case 5:
        case 6: result.add("Hydrogen");
                result.add("Helium");
    }
     return result;
}

看起來代碼少了，對吧？我們通過調整case語句的順序並重新組合它們來減少語句的總數。現在，只需一行代碼即可將每種類型的氣體添加到列表中。最後一個例子中給出的代碼只是為了展示事情是如何工作的。我們不建議以這種方式編寫代碼。如果這樣的 Java 代碼的作者（更不用說其他程序員）必須維護它，他或她將發現很難重構那些 case 塊的形成背後的邏輯和 switch 語句中執行的代碼。

與 if 的區別

考慮到if和switch語句的外在相似性，不要忘記switch語句根據特定值選擇一種情況，而 if 語句可以有任何布爾表達式。在設計代碼時請記住這一點。

結論

• 對兩個以上的分支使用case語句，以免 if 語句使您的代碼混亂。
• 不要忘記通過插入break語句來完成每個特定值（case 語句）的分支邏輯塊。
• switch語句的表達式可以是Enum或String，以及一些原始類型。
• 記住默認塊。用它來處理意外值。
• 為了優化性能，將與最常見值對應的代碼分支移動到switch塊的開頭。
• 不要通過刪除case語句末尾的break語句來進行“優化” ——這樣的代碼很難理解，因此也很難維護。