「java技术干货」switch分支结构详解

前言

在上一篇文章中，壹哥给大家介绍了Java里的顺序、分支、循环结构的概念，并且重点给大家讲解了分支结构中的条件分支。并在条件分支中，详细地给大家讲解了if条件分支的使用。现在我们应该知道，if条件分支可以有单分支、多分支、嵌套等多种形式。但实际上，if分支能够实现的效果，在有些时候可以被另一种技术替代，这就是switch分支结构。

------------------------------前戏已做完，精彩即开始----------------------------

全文大约【3300】字，不说废话，只讲可以让你学到技术、明白原理的纯干货！本文带有丰富案例及配图，让你更好地理解和运用文中的技术概念，并可以给你带来具有足够启迪的思考......

一. switch分支结构

1. 简介

switch结合case，能够判断一个变量或表达式与一系列值中的某个值是否相等，这里的每个值都被称为一个分支。switch语句在执行时，会先进行值的匹配，匹配成功时会进入到对应case语句。再根据是否有 break语句，判断是否继续输出，或是跳出当前switch判断。

2. 基本语法

在使用switch之前，首先我们得记住它的基本语法结构，其基本语法格式如下：

switch(值){
    case 值1:
        //switch中的值与值1相等时执行的代码
      break; //可选
    case 值2:
        //switch中的值与值2相等时执行的代码
      break; //可选
    case 值3:
        //switch中的值与值3相等时执行的代码
      break; //可选
    case 值4:
        //switch中的值与值4相等时执行的代码
      break; //可选
    default:
        //switch中的值与以上所有值都不相等时执行的代码
      break; //可选
}

那么这个语法具体有哪些要求呢？请继续往下看。

3. 语法规则(重点)

根据上面介绍的switch语法结构，壹哥再给大家详细说一下switch的语法规则和要求。

● switch(值)语句中的”值“，支持的类型有如下几类：

● 整型：byte、short、int 、char及其对应的包装类；

● 枚举类型，从JDK 5开始支持(后面壹哥会详细讲解枚举类型)；

● String类型，从JDK 7开始支持，同时case标签后的值必须是字符串常量或字面量。

● switch后面可以有多个 case 语句，每个 case 后都要跟一个待比较的值和冒号。

● case标签后面值的数据类型必须与switch(值)中的数据类型相同，且只能是常量或者字面常量。

● 当switch(值)的值与 case语句中的值相等时，case标签后面的语句开始执行，遇到break标签时停止执行switch语句。

● case语句中不一定非要带有break语句。如果case后没有 break 语句，程序会继续执行下一个case 语句，直到出现 break 语句，这种现象叫做”case穿透“。

● switch语句中可以包含一个default默认分支，该分支一般是 switch 语句的最后一个分支，当switch的值和case语句的值不相等时执行。default 分支中不用带有break 语句，另外该分支可以放在任何位置，但建议写在最后面。

4. 执行逻辑

根据上面的语法规则，我们可以结合下图来理解switch语句的执行逻辑。switch的执行逻辑，其实就相当于是把多种情况分别列出，根据我们输入的值来判断符合哪种情况。符合哪个情况，就进入到对应的分支里面去执行，整体的执行逻辑就是这样的，如下图所示：

了解完这些理论内容之后，接下来壹哥就给大家设计几个switch的案例，我们一起动手实操起来吧。

二. switch案例

1. 基本案例

案例需求：输入一个序号，代表今天是星期几，选择今天要做的事情。

public class Demo01 {

	public static void main(String[] args) {
		// switch结构
		Scanner sc=new Scanner(System.in);

		//根据输入的数字，选择每天要做的事情
		System.out.println("请输入日期序号，代表今天是星期几");
		int day = sc.nextInt();
		switch (day) {
		case 0:
	        System.out.println("星期天，休息休息");
	        break;
	    case 1:
	    	System.out.println("星期一，开始搬砖");
	        break;
	    case 2:
	        System.out.println("星期二，搬砖好累");
	        break;
	    case 3:
	        System.out.println("星期三，离周末还有3天");
	        break;
	    case 4:
	        System.out.println("星期四，明天就是周五啦");
	        break;
	    case 5:
	        System.out.println("星期五，明天就是周六啦");
	        break;
	    case 6:
	        System.out.println("星期六，开心.....");
	        break;
	    default:
	        System.out.println("希望天天都是周末...");
	        break;
	}

}

2. case穿透

壹哥在前面给大家讲过，如果 case 语句中没有 break 语句，当switch里的数值与case匹配成功后，会从当前 case 开始，把后续所有的 case 语句也都执行，这种现象叫做case穿透。一般情况下，我们要避免出现case穿透，防止一下执行多个语句。但有些时候，我们也可以利用这一特性，故意进行”穿透“。比如有几种情况的处理策略一样时，就可以通过”穿透“减少代码的编写。

接下来壹哥通过一个案例来给大家演示穿透现象。案例需求：选择A，输出”优秀“；选择B：输出”良好“；选择C：输出”一般“；选择D、E等：输出”很差“，其他情况则默认处理。不区分大小写，即选择A和a是一样的结果。

public class Demo01 {

	public static void main(String[] args) {
		// switch结构-case穿透
		Scanner sc=new Scanner(System.in);

		// 根据输入的数字，选择每天要做的事情
		System.out.println("请输入成绩等级");
		String level = sc.next();
		switch (level) {
		case "a":
		case "A":
			System.out.println("优秀");
			break;
		case "b":
		case "B":
			System.out.println("良好");
			break;
		case "c":
		case "C":
			System.out.println("一般");
			break;
		case "d"://故意case穿透
		case "D":
		case "E":
		case "F":
			System.out.println("很差");
			break;
		default:
			System.out.println("成绩无效");
			break;
	}

}

三. switch新特性(了解)

1. 概述

我们知道，在使用switch时有可能会出现”case穿透“现象。如果你遗漏了break语句，有可能会造成严重的逻辑错误，而且这种错误还不太容易在源码中发现。所以为了防止意外出现”case穿透“，从JDK 12开始，switch语句升级成了更简单的表达式语法，使用了一种类似于模式匹配(Pattern Matching)的方式，确保只有一个路径会被执行，而且不再需要我们手动添加break语句。

这一新特性，可以说简化了不少无效代码，还规避了一定的风险，简直不要太赞哦。接下来壹哥就给大家设计几个案例，说说JDK 12中switch的使用。因为壹哥当前的JDK版本是JDK 17，可以向下兼容JDK 12，所以我们不用单独安装JDK 12哦。

2. 代码案例

2.1 ->符号

在JDK 12的switch语句中，支持使用->符号，当然也可以不使用->符号，继续采用以前的写法也没问题。如果case后面只有一条语句，可以直接在->后面编写该语句；如果有多条语句，需要用{}括起来。另外在JDK 12的switch语句中，不用再写break语句，新的语法只会执行匹配的语句，不会出现”穿透效应“。

public class Demo01 {

	public static void main(String[] args) {
		// switch结构-case穿透
		System.out.println("请选择你的国家");

		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		String country = sc.next();
		switch (country) {
		case "中国" -> System.out.println("我是中国人，我自豪！");
		case "日本" -> System.out.println("鬼子脚盆鸡");
		case "美国" -> {
			System.out.println("暂时还是老大");
			System.out.println("喜欢欺负人");
		}
		default -> System.out.println("未知国籍，黑户");
		}
	}

}

2.2 switch中返回结果

在JDK 12中，我们可以把在switch语句中把产生的结果直接返回，不必再使用break语句进行结束。一般情况下，我们在switch表达式内部只会返回简单的值。但如果你想要处理多个复杂的语句，其实也可以写很多语句，这些代码都要放到放到{...}里面，然后使用yield关键字(以后细讲)进行返回。配套案例如下：

public class Demo01 {
	public static void main(String[] args) {
		// switch结构-case穿透
		System.out.println("请选择你的国家");
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		String country = sc.next();
		// 注意：这里的返回值类型，可以是任意类型。我们后面在学习方法时再细说返回值的问题
		String result = switch (country) {
		case "中国" -> "我是中国人，我自豪！";
		case "日本" -> "鬼子脚盆鸡";// 返回值只能有一个
		case "美国" -> {
			String str = "我们就喜欢以德服人";
			// 注意：这里需要返回一个变量！！！
			yield str;
		}
		default -> "未知国籍，黑户";
		};// 注意：这里需要有个“;”，表示语句的结束
		System.out.println("你的国家情况：" + result);
	}
}

------------------------------正片已结束，来根事后烟----------------------------

四. 结语

在本篇文章中，壹哥给大家介绍了switch分支结构，至此我们就把三大流程控制结构中的分支结构学习完毕了。结合前一篇文章中学习的if语句，壹哥给大家总结一下if与switch的异同点。

1. 相同点

● if和switch都是Java里的分支选择语句，它俩都属于条件分支语句；

● 很多时候，if和swich可以实现的效果类似。

2. 不同点

● switch结构只能处理等值条件判断的情况，且条件必须是整型、枚举变量或字符型变量；

● 多重if选择结构没有switch结构的诸多限制，特别适合某个变量处于某个连续区间时的情况；

● if比switch应用范围更广、更灵活。if可以实现的条件判断，switch不一定能够实现；switch可以实现的条件判断，if肯定可以实现。

● if 在应用中更为常见，但switch的结构更清晰。

● switch使用查找表比对的方式，使得case的条件必须是连续的常量，if语句则没有这些限制。

● 一般情况下，switch比if-else效率更高。因为switch内部使用了Binary Tree算法，不管有多少个case，都只计算一次值，直接跳转，不需逐个比较查询，除非是if-else的第一个条件就为true。

● switch的效率其实与分支数无关。只有当分支比较少时，if语句的效率才比switch高，因为switch有跳转表。当分支较多时，推荐使用switch语句。

所以如果你以后再遇到条件判断，知道该怎么选择实现了吗？在接下来的文章中，壹哥会带领大家继续学习循环结构~

五. 今日作业

第一题

小明给自己的手机设置了自动拨号，功能如下：

按1：拨爸爸的号

按2：拨妈妈的号

按3：拨爷爷的号

按4：拨奶奶的号

其他：拨打110

请用代码模拟出该功能，可以在评论区给出你的代码实现哦。