说说Java中你不知道switch关键字

Switch语法

switch做为Java内置关键字，却在项目中真正使用的比较少。关于switch，仍是有那么一些奥秘的。

要什么switch，我有if-else

确实，项目中使用switch比较少的一个主要缘由就在于它的做用能被if-else代替，何况switch对类型的限制，也阻碍了switch的进一步使用。

先看看switch的语法：

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

其中exp的类型限制为：byte ,short , int , char,及其包装类，以及枚举和String(JDK1.7)

为何要有这些限制？

若是说，switch的功能和if-else的如出一辙，那么它存在的意义在哪里？

答案是：switch和if-else在设计的时候，是有必定的性能差异的。

看代码：

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

结果以下：

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

这里面省略一些代码。

能够发现，switch是经过lookupswitch指令实现。那么lookupswitch指令是干吗的呢？

在Java se8文档中的描述能够大概知道：

switch能够被编译为两种指令

• lookupswitch：当switch的case比较稀疏的时候，使用该指令对int值的case进行一一比较，直至找到对应的case（这里的查找，能够优化为二分查找）
• tableswitch：当switch的case比较密集的时候，使用case的值做为switch的下标，能够在时间复杂度为O(1)的状况下找到对应的case(能够类比HashMap)

而且文档中还有一段描述：

Java虚拟机的tableswitch和 lookupswitch指令仅对int数据有效。由于对 byte，char或或short值的操做在内部被提高为int，因此对其switch表达式求值为其中一个类型进行编译，就好像它被计算为要键入同样int。若是 chooseNear方法是使用type编写的，则使用类型时 short将生成相同的Java虚拟机指令int。其余数字类型必须缩小到类型int 以便在a中使用switch。

如今，咱们应该可以明白，为何switch关键字会有类型限制了，由于 switch所被翻译的关键字是被限制为int类型的，至于为何是int，我猜应该是基于性能和实现的复杂度的考量吧。

int以外的类型

咱们明白了byte,shor,char,int能被做为switch类型后，再看看枚举和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;
        }
    }

编译生成Test.class。拖入IDEA进行反编译获得以下代码：

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");
        }

    }

能够看见，JDK7 所支持的String类型是经过获取String的hashCode来进行选择的，也就是本质上仍是int.为何String能够这样干？这取决于String是一个不变类。

为了防止hash碰撞，代码更加保险的进行了equals判断。

再来看看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;
    }

}

编译生成Test.class。拖入IDEA进行反编译获得以下代码：

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");
        }

    }

能够看到，枚举支持switch更加简单，直接经过枚举的顺序便可做为相关case

总之：

• switch的设计按道理来讲，是比if-else要快的，可是在99.99%的状况下，他们性能差很少，除非case分支量巨大,可是在case分支过多的状况下，通常应该考虑使用多态重构了。
• switch虽然支持byte,int,short,char,enum,String可是本质上都是int，其余的只是编译器帮你进行了语法糖优化而已。

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