使用 Switch 语句进行分支

使用 Switch 语句控制程序流程

switch 语句是 Java 语言中五种控制流语句之一。它允许使用任意数量的执行路径。switch 语句以选择器变量作为参数，并使用该变量的值来选择将要执行的路径。

您必须从以下类型中选择选择器变量的类型

• byte、short、char 和 int 原生数据类型
• Character、Byte、Short 和 Integer 包装类型
• 枚举类型
• String 类型。

值得注意的是，以下原生类型不能用作选择器变量的类型: boolean、long、float 和 double。

让我们看一个 switch 语句的第一个示例。

int quarter = ...; // any value

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

switch 语句的主体称为 switch 块。switch 块中的语句可以用一个或多个 case 或 default 标签标记。switch 语句评估其表达式，然后执行所有在匹配的 case 标签之后出现的语句。

您可能已经注意到 break 关键字的使用。每个 break 语句都会终止封闭的 switch 语句。控制流将从 switch 块之后的第一个语句继续。break 语句是必要的，因为如果没有它们，switch 块中的语句就会贯穿。所有在匹配的 case 标签之后的语句都会按顺序执行，而不管后续 case 标签的表达式如何，直到遇到 break 语句。

以下代码使用贯穿来填充 futureMonths 列表。

int month = 8;
List<String> futureMonths = new ArrayList<>();

switch (month) {
    case 1:  futureMonths.add("January");
    case 2:  futureMonths.add("February");
    case 3:  futureMonths.add("March");
    case 4:  futureMonths.add("April");
    case 5:  futureMonths.add("May");
    case 6:  futureMonths.add("June");
    case 7:  futureMonths.add("July");
    case 8:  futureMonths.add("August");
    case 9:  futureMonths.add("September");
    case 10: futureMonths.add("October");
    case 11: futureMonths.add("November");
    case 12: futureMonths.add("December");
             break;
    default: break;
}

从技术上讲，最后的 break 不是必需的，因为流程会从 switch 语句中退出。建议使用 break，这样修改代码更容易，错误也更少。

default 部分处理所有未被任何 case 部分显式处理的值。

以下代码示例展示了如何让一个语句具有多个 case 标签。代码示例计算特定月份的天数

int month = 2;
int year = 2021;
int numDays = 0;

switch (month) {
    case 1: case 3: case 5:   // January March May
    case 7: case 8: case 10:  // July August October
    case 12:
        numDays = 31;
        break;
    case 4: case 6:   // April June
    case 9: case 11:  // September November
        numDays = 30;
        break;
    case 2: // February
        if (((year % 4 == 0) && 
             !(year % 100 == 0))
             || (year % 400 == 0))
            numDays = 29;
        else
            numDays = 28;
        break;
    default:
        System.out.println("Invalid month.");
        break;
}

此代码对多个 case 只有一个语句。

在 Switch 语句和 If-then-else 语句之间进行选择

决定是使用 if-then-else 语句还是 switch 语句取决于可读性和语句正在测试的表达式。if-then-else 语句可以测试基于值范围或条件的表达式，而 switch 语句只能测试基于单个整数、枚举值或 String 对象的表达式。

例如，以下代码可以使用 switch 语句编写。

int month = ...; // any month
if (month == 1) {
    System.out.println("January");
} else if (month == 2) {
    System.out.println("February");
} ... // and so on

另一方面，以下代码不能使用 switch 语句编写，因为 switch 语句不支持类型为 boolean 的标签。

int temperature = ...; // any temperature
if (temperature < 0) {
    System.out.println("Water is ice");
} else if (temperature < 100){
    System.out.println("Water is liquid, known as water");
} else {
    System.out.println("Water is vapor");
}

使用 String 作为 Case 标签的类型

在 Java SE 7 及更高版本中，您可以在 switch 语句的表达式中使用 String 对象。以下代码示例根据名为 month 的 String 的值显示月份的编号。

String month = ...; // any month
int monthNumber = -1;

switch (month.toLowerCase()) {
    case "january":
        monthNumber = 1;
        break;
    case "february":
        monthNumber = 2;
        break;
    case "march":
        monthNumber = 3;
        break;
    case "april":
        monthNumber = 4;
        break;
    case "may":
        monthNumber = 5;
        break;
    case "june":
        monthNumber = 6;
        break;
    case "july":
        monthNumber = 7;
        break;
    case "august":
        monthNumber = 8;
        break;
    case "september":
        monthNumber = 9;
        break;
    case "october":
        monthNumber = 10;
        break;
    case "november":
        monthNumber = 11;
        break;
    case "december":
        monthNumber = 12;
        break;
    default: 
        monthNumber = 0;
        break;
}

switch 表达式中的 String 与与每个 case 标签关联的表达式进行比较，就好像正在使用 String.equals() 方法一样。为了让此示例接受任何月份，无论大小写如何，month 都被转换为小写（使用 toLowerCase() 方法），并且与 case 标签关联的所有字符串都为小写。

空选择器变量

switch 语句的选择器变量可以是对象，因此该对象可以为空。您应该保护您的代码免受空选择器变量的影响，因为在这种情况下，switch 语句将抛出 NullPointerException。