Switch語法 switch作為Java內置關鍵字,卻在項目中真正使用的比較少。關於switch,還是有那麼一些奧秘的。 要什麼switch,我有if-else 確實,項目中使用switch比較少的一個主要原因就在於它的作用能被if-else代替,況且switch對類型的限制,也阻礙了switch ...
Switch語法
switch
作為Java
內置關鍵字,卻在項目中真正使用的比較少。關於switch
,還是有那麼一些奧秘的。
要什麼switch,我有if-else
確實,項目中使用switch
比較少的一個主要原因就在於它的作用能被if-else
代替,況且switch
對類型的限制,也阻礙了switch
的進一步使用。
先看看switch
的語法:
switch(exp){ case exp1: break; case exp2: break; default: break; }
其中exp
的類型限製為:byte ,short , int , char,
及其包裝類,以及枚舉和String
(JDK1.7
)
為什麼要有這些限制?
如果說,switch
的功能和if-else
的一模一樣,那麼它存在的意義在哪裡?
答案是:switch
和if-else
在設計的時候,是有一定的性能差別的。
看代碼:
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 結果如下:
public static void switchTest(int); Code: 0: iload_0 1: lookupswitch { // 2 1: 28 2: 39 default: 50 } ...
這裡面省略一些代碼。
可以發現,switch
是通過lookupswitch
指令實現。那麼lookupswitch
指令是幹嘛的呢?
在Java se8文檔中的描述可以大概知道:
switch
可以被編譯為兩種指令
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
(這裡的查找,可以優化為二分查找)tableswitch
:當switch
的case
比較密集的時候,使用case
的值作為switch
的下標,可以在時間複雜度為O(1)的情況下找到對應的case
(可以類比HashMap
)
並且文檔中還有一段描述:
The Java Virtual Machine's tableswitch and lookupswitch instructions operate only on int data. Because operations on byte, char, or short values are internally promoted to int, a switch whose expression evaluates to one of those types is compiled as though it evaluated to type int. If the chooseNear method had been written using type short, the same Java Virtual Machine instructions would have been generated as when using type int. Other numeric types must be narrowed to type int for use in a switch.
大概翻譯如下:
Java
虛擬機的tableswitch
和lookupswitch
指令僅對int
數據進行操作。 因為對byte
、char
或short
值的操作在內部被提升為int
,所以其表達式計算為這些類型之一的switch
被編譯為好像它計算為int
類型。 如果使用short
類型編寫了chooseNear
方法,則將生成與使用int
類型時相同的Java
虛擬機指令。 其他數字類型要在switch
中使用必須轉為int
類型。
現在,我們應該能夠明白,為什麼switch
關鍵字會有類型限制了,因為 switch
所被翻譯的關鍵字是被限製為int類型的,至於為什麼是int
,我猜應該是基於性能和實現的複雜度的考量吧。
int之外的類型
我們明白了byte,shor,char,int
能被作為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
進行反編譯得到如下代碼:
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"); } }
可以看見,JDK7
所支持的String
類型是通過獲取String
的hashCode
來進行選擇的,也就是本質上還是int
.為什麼String
可以這樣乾?這取決於String
是一個不變類。
為了防止hash碰撞,自動生成的代碼中更加保險的進行了
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
進行反編譯得到如下代碼:
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"); } }
可以看到,枚舉支持switch
更加簡單,直接通過枚舉的順序(order
屬性)即可作為相關case
總結
總之:
switch
的設計按道理來說,是比if-else
要快的,但是在99.99%的情況下,他們性能差不多,除非case
分支量巨大,但是在case
分支過多的情況下,一般應該考慮使用多態重構了。switch
雖然支持byte,int,short,char,enum,String
但是本質上都是int
,其他的只是編譯器幫你進行了語法糖優化而已。
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