說說Java中你不知道switch關鍵字

時間 2019-11-10

原文原文鏈接

Switch語法

switch做爲Java內置關鍵字，卻在項目中真正使用的比較少。關於switch，仍是有那麼一些奧祕的。html

要什麼switch，我有if-else

確實，項目中使用switch比較少的一個主要緣由就在於它的做用能被if-else代替，何況switch對類型的限制，也阻礙了switch的進一步使用。java

先看看switch的語法：微信

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

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

爲何要有這些限制？

若是說，switch的功能和if-else的如出一轍，那麼它存在的意義在哪裏？jvm

答案是：switch和if-else在設計的時候，是有必定的性能差異的。性能

看代碼：優化

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

結果以下：ui

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

這裏面省略一些代碼。翻譯

能夠發現，switch是經過lookupswitch指令實現。那麼lookupswitch指令是幹嗎的呢？設計

在Java se8文檔中的描述能夠大概知道：

switch能夠被編譯爲兩種指令

lookupswitch：當switch的case比較稀疏的時候，使用該指令對int值的case進行一一比較，直至找到對應的case（這裏的查找，能夠優化爲二分查找）
tableswitch：當switch的case比較密集的時候，使用case的值做爲switch的下標，能夠在時間複雜度爲O(1)的狀況下找到對應的case(能夠類比HashMap)

而且文檔中還有一段描述：

Java虛擬機的tableswitch和 lookupswitch指令僅對int數據有效。由於對 byte，char或或short值的操做在內部被提高爲int，因此對其switch表達式求值爲其中一個類型進行編譯，就好像它被計算爲要鍵入同樣int。若是 chooseNear方法是使用type編寫的，則使用類型時 short將生成相同的Java虛擬機指令int。其餘數字類型必須縮小到類型int 以便在a中使用switch。

如今，咱們應該可以明白，爲何switch關鍵字會有類型限制了，由於 switch所被翻譯的關鍵字是被限制爲int類型的，至於爲何是int，我猜應該是基於性能和實現的複雜度的考量吧。

int以外的類型

咱們明白了byte,shor,char,int能被做爲switch類型後，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進行反編譯獲得以下代碼：

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");
        }

    }

能夠看見，JDK7 所支持的String類型是經過獲取String的hashCode來進行選擇的，也就是本質上仍是int.爲何String能夠這樣幹？這取決於String是一個不變類。

爲了防止hash碰撞，代碼更加保險的進行了equals判斷。

再來看看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進行反編譯獲得以下代碼：

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");
        }

    }

能夠看到，枚舉支持switch更加簡單，直接經過枚舉的順序便可做爲相關case

總之：

switch的設計按道理來講，是比if-else要快的，可是在99.99%的狀況下，他們性能差很少，除非case分支量巨大,可是在case分支過多的狀況下，通常應該考慮使用多態重構了。
switch雖然支持byte,int,short,char,enum,String可是本質上都是int，其餘的只是編譯器幫你進行了語法糖優化而已。