为什么switch里的case没有break不行

前言

一个小姐姐拿着一个switch的选择题来问我。

之所以这么笃定地回答这个问题，并不是我知道其中原理，而是之前在一个群里，有人问了同类型的问题，我瞥了一眼记住了答案，所以才依葫芦画瓢。

小姐姐接着问我为什么，我说少个break，但凡再问一句：为什么少个break结果就不一样，我就回答不出来了。所以，为了将尴尬扼杀于摇篮，还是研究一下break在switch的作用。

从字节码出发

按照惯例，先写demo表述问题。

 public static void main(String[] args) {
    int i = 0;
    switch (i) {
        case 0:
            System.out.println(0);
        case 1:
            System.out.println(1);
        case 2:
            System.out.println(2);
  }

运行代码，结果如下：

*明明只匹配了case 0，为什么1和2也执行了？ 很费解！按照惯用套路，看看字节码能不能给个答案。

javac编译和javap查看：

tableswitch和lookupswitch都用于switch条件跳转，前者用于case值连续，例如上面代码中的0、1、2；后者用于case值不连续。

从字节码可以看出：switch中的case条件和对应代码块是分开的。如上图，case为0时，跳转到标号28代码处；为1时跳转到标号35代码处；为2时跳转到标号43代码处；default则跳转到标号49代码处。

这不，答案就出来了，当case 0匹配了之后，直接跳转到标号28代码处开始执行，输出0，然后策马奔腾，一路小下坡，顺序执行完后面所有代码，直到标号49 return，方法完执行完成，程序结束。

如果按照正常的思维，是不是case 0匹配之后，跳到28，执行完28、31、32输出0之后，就应该直接跳走，直接执行49。那么，这个"跳走”用字节码应该怎么表示？

用return？那不行，因为return会结束方法，这样switch后代码也无法执行。那怎么办嘞....

关于goto

goto：无条件跳转，goto 1表示跳转到标号1的代码处。

再写代码样例，这次在代码中给每个case都加上break。

  public static void main(String[] args) {
      int i = 0;
      switch (i) {
          case 0:
              System.out.println(0);
              break;
          case 10:
              System.out.println(1);
              break;
          case 2:
              System.out.println(2);
              break;
      }
      System.out.println("Hello World");
  }

重新编译，再来看看字节码。

如图，与第一次的字节码相比，在标号35、45都有了goto指令。如果case 0匹配成功，则跳到标号28执行，执行完代码块对应的31、32指令之后，执行35的goto指令跳转到标号55，这样就跳出了switch作用范围，case 1和2也不会被执行。

等等，怎么少了一个goto，在标号55的上方应该还有一个goto才对！其实这就涉及到了编译器优化技术，最后一个goto也是跳转到标号55的指令，但没有goto下一步也一样顺序执行此行指令，所以这个goto被编译器视为无用代码进行了消除。

switch和if区别

先用if实现上面switch逻辑。

  public static void main(String[] args) {
      int i = 0;
      if (i == 0) {
          System.out.println(0);
      } else if (i == 1) {
          System.out.println(1);
      } else if (i == 2) {
          System.out.println(2);
      }
  }

编译成字节码：

if_icmpne用于比较两个int数。从字节码也可以看出if和switch的区别：if条件和代码块的字节码是顺序的，switch条件和代码块是分开的；if自动生成goto指令，switch只有加了break才生成goto指令。

结语

case中的break告诉前端编译器：给每个case对应代码块的最后加上goto。这样，执行完匹配上的代码之后，就可以略过后面的case代码块了。

果然，求(xiao)知(jie)欲(jie)才是学习新知识的动力。

95后小程序员，写的都是日常工作中的亲身实践，置身于初学者的角度从0写到1，详细且认真。文章会在公众号 [入门到放弃之路] 首发，期待你的关注。