使用 Switch 表达式进行分支

修改 Switch 语法

在 Java SE 14 中，您可以使用另一种更方便的 switch 关键字语法：switch 表达式。

有几个因素促使了这种新语法的出现。

1. switch 标签之间的默认控制流行为是贯穿执行。这种语法容易出错，会导致应用程序出现错误。
2. switch 块被视为一个块。如果您需要仅在一个特定的 case 中定义一个变量，这可能是一个障碍。
3. switch 语句是一个语句。在前面几节的示例中，每个 case 中都会给一个变量赋值。将其变成表达式可以使代码更简洁、更易读。

前面一节中介绍的语法，称为switch 语句，在 Java SE 14 及更高版本中仍然可用，其语义没有改变。从 Java SE 14 开始，switch 的一种新语法可用：switch 表达式。

这种语法修改了 switch 标签的语法。假设您的应用程序中包含以下switch 语句。

Day day = ...; // any day
int len = 0;
switch (day) {
    case MONDAY:
    case FRIDAY:
    case SUNDAY:
        len = 6;
        break;
    case TUESDAY:
        len = 7;
        break;
    case THURSDAY:
    case SATURDAY:
        len = 8;
        break;
    case WEDNESDAY:
        len = 9;
        break;
}
System.out.println("len = " + len);

使用switch 表达式语法，您现在可以按以下方式编写它。

Day day = ...; // any day
int len =
    switch (day) {
        case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY -> 6;
        case TUESDAY                -> 7;
        case THURSDAY, SATURDAY     -> 8;
        case WEDNESDAY              -> 9;
    };
System.out.println("len = " + len);

switch 标签的语法现在是 case L ->。如果标签匹配，则仅执行标签右侧的代码。此代码可以是单个表达式、一个块或一个 throw 语句。因为此代码是一个块，所以您可以在其中定义对该特定块局部生效的变量。

这种语法还支持每个 case 中的多个常量，这些常量用逗号分隔，如前面的示例所示。

生成值

此 switch 语句可以用作表达式。例如，前面一节的示例可以用以下方式用 switch 语句重写。

int quarter = ...; // any value

String quarterLabel =
    switch (quarter) {
        case 0  -> "Q1 - Winter";
        case 1  -> "Q2 - Spring";
        case 2  -> "Q3 - Summer";
        case 3  -> "Q3 - Summer";
        default -> "Unknown quarter";
    };

如果 case 块中只有一个语句，则此语句生成的将作为 switch 表达式的返回值。

代码块情况下的语法略有不同。传统上，return 关键字用于表示代码块生成的返回值。不幸的是，这种语法在 switch 语句的情况下会导致歧义。让我们考虑以下示例。此代码无法编译，它只是作为示例存在。

// Be careful, this code does NOT compile!
public String convertToLabel(int quarter) {
    String quarterLabel =
        switch (quarter) {
            case 0  -> {
                System.out.println("Q1 - Winter");
                return "Q1 - Winter";
            }
            default -> "Unknown quarter";
        };
    return quarterLabel;
}

当 quarter 等于 0 时执行的代码块需要返回一个值。它使用 return 关键字来表示此值。如果您仔细查看此代码，您会发现有两个 return 语句：一个在 case 块中，另一个在方法块中。这就是歧义所在：有人可能会想知道第一个 return 的语义是什么。它是否意味着程序使用此值退出方法？还是它离开了 switch 语句？这种歧义会导致可读性差和代码容易出错。

为了解决这种歧义，创建了一种新语法：yield 语句。前面示例的代码应按以下方式编写。

public String convertToLabel(int quarter) {
    String quarterLabel =
        switch (quarter) {
            case 0  -> {
                System.out.println("Q1 - Winter");
                yield "Q1 - Winter";
            }
            default -> "Unknown quarter";
        };
    }
    return quarterLabel;
}

yield 语句是一个可以在 switch 语句的任何 case 块中使用的语句。它带有一个值，该值将成为封闭 switch 语句的值。

添加默认子句

默认子句允许您的代码处理选择器值与任何 case 常量都不匹配的情况。

switch 表达式的 case 必须是穷举的。对于所有可能的值，都必须有一个匹配的 switch 标签。switch 语句不需要是穷举的。如果选择器目标与任何 switch 标签都不匹配，则此 switch 语句将不会执行任何操作，而是静默地执行。这可能是应用程序中隐藏错误的地方，您应该避免这种情况。

在大多数情况下，可以使用 default 子句来实现穷举性；但是，在覆盖所有已知常量的 enum switch 表达式的情况下，您不需要添加此 default 子句。

仍然需要处理一种情况。如果有人在枚举中添加了一个枚举值，但忘记更新此枚举上的 switch 语句，会发生什么？为了处理这种情况，编译器会在穷举的 switch 语句中为您添加一个 default 子句。此 default 子句在正常情况下永远不会执行。只有在添加了枚举值并且会抛出 IncompatibleClassChangeError 时才会执行。

处理穷举性是 switch 表达式的一项功能，传统 switch 语句没有提供此功能，并且在 switch 对枚举值以外的其他情况中使用。

在 Switch 表达式中编写冒号 Case

switch 表达式也可以使用带有 case L: 的传统 case 块。在这种情况下，贯穿执行语义适用。使用 yield 语句生成值。

int quarter = ...; // any value

String quarterLabel =
    switch (quarter) {
        case 0 :  yield "Q1 - Winter";
        case 1 :  yield "Q2 - Spring";
        case 2 :  yield "Q3 - Summer";
        case 3 :  yield "Q3 - Summer";
        default: System.out.println("Unknown quarter");
                 yield "Unknown quarter";
    };

处理空值

到目前为止，switch 语句不接受空选择器值。如果您尝试对空值进行 switch，您将收到 NullPointerException。

Java SE 17 具有一个预览功能，该功能增强了 switch 表达式以允许空值，因此您可以预期这种情况会发生变化。