Java 中 `switch case` 语句的全面解析

简介

在 Java 编程中，switch case 语句是一种用于多分支选择的控制结构。它提供了一种简洁的方式来根据一个表达式的值，从多个选项中选择执行特定的代码块。与使用多个 if-else 语句相比，switch case 语句的结构更清晰，代码可读性更高，尤其适用于处理多个固定值的情况。本文将详细介绍 Java 中 switch case 的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践。

1. 基础概念

switch case 语句基于一个表达式的值，将其与一系列的 case 标签进行比较。当表达式的值与某个 case 标签的值匹配时，会执行该 case 标签后面的代码块，直到遇到 break 语句或者 switch 语句结束。如果没有匹配的 case 标签，可以使用 default 标签来执行默认的代码块。

语法结构

switch (expression) {
    case value1:
        // 代码块 1
        break;
    case value2:
        // 代码块 2
        break;
    // 可以有任意数量的 case 语句
    default:
        // 代码块 3
}

expression：是一个表达式，其值的类型可以是 byte、short、char、int、enum 类型（从 Java 5 开始支持）、String 类型（从 Java 7 开始支持）。
case：后面跟着一个常量值，用于与 expression 的值进行比较。
break：用于终止 switch 语句的执行，防止代码继续执行到下一个 case 标签。
default：是可选的，当 expression 的值与所有 case 标签的值都不匹配时，会执行 default 后面的代码块。

2. 使用方法

基本使用

以下是一个简单的 switch case 示例，根据输入的数字输出对应的星期几：

public class SwitchCaseExample {
    public static void main(String[] args) {
        int day = 3;
        switch (day) {
            case 1:
                System.out.println("星期一");
                break;
            case 2:
                System.out.println("星期二");
                break;
            case 3:
                System.out.println("星期三");
                break;
            case 4:
                System.out.println("星期四");
                break;
            case 5:
                System.out.println("星期五");
                break;
            case 6:
                System.out.println("星期六");
                break;
            case 7:
                System.out.println("星期日");
                break;
            default:
                System.out.println("输入的数字不在 1 - 7 的范围内");
        }
    }
}

在这个示例中，day 的值为 3，因此会执行 case 3 后面的代码块，输出“星期三”。

使用 `String` 类型

从 Java 7 开始，switch 语句支持 String 类型的表达式。以下是一个示例：

public class SwitchCaseStringExample {
    public static void main(String[] args) {
        String fruit = "apple";
        switch (fruit) {
            case "apple":
                System.out.println("这是苹果");
                break;
            case "banana":
                System.out.println("这是香蕉");
                break;
            case "orange":
                System.out.println("这是橙子");
                break;
            default:
                System.out.println("未知的水果");
        }
    }
}

在这个示例中，fruit 的值为 “apple”，因此会执行 case "apple" 后面的代码块，输出“这是苹果”。

省略 `break` 语句

如果省略 break 语句，代码会继续执行下一个 case 标签后面的代码块，直到遇到 break 或者 switch 语句结束。这种情况称为“穿透”。以下是一个示例：

public class SwitchCaseFallThroughExample {
    public static void main(String[] args) {
        int number = 2;
        switch (number) {
            case 1:
                System.out.println("数字是 1");
            case 2:
                System.out.println("数字是 2");
            case 3:
                System.out.println("数字是 3");
            default:
                System.out.println("未知的数字");
        }
    }
}

在这个示例中，number 的值为 2，会执行 case 2 后面的代码块，由于没有 break 语句，会继续执行 case 3 和 default 后面的代码块，输出结果为：

数字是 2
数字是 3
未知的数字

3. 常见实践

处理枚举类型

switch 语句非常适合处理枚举类型。以下是一个示例：

enum Season {
    SPRING, SUMMER, AUTUMN, WINTER
}

public class SwitchCaseEnumExample {
    public static void main(String[] args) {
        Season currentSeason = Season.SUMMER;
        switch (currentSeason) {
            case SPRING:
                System.out.println("现在是春天");
                break;
            case SUMMER:
                System.out.println("现在是夏天");
                break;
            case AUTUMN:
                System.out.println("现在是秋天");
                break;
            case WINTER:
                System.out.println("现在是冬天");
                break;
        }
    }
}

在这个示例中，currentSeason 的值为 Season.SUMMER，因此会执行 case SUMMER 后面的代码块，输出“现在是夏天”。

多个 `case` 标签共享代码块

可以让多个 case 标签共享同一个代码块。以下是一个示例：

public class SwitchCaseMultipleCasesExample {
    public static void main(String[] args) {
        int month = 2;
        switch (month) {
            case 1:
            case 3:
            case 5:
            case 7:
            case 8:
            case 10:
            case 12:
                System.out.println("这个月有 31 天");
                break;
            case 4:
            case 6:
            case 9:
            case 11:
                System.out.println("这个月有 30 天");
                break;
            case 2:
                System.out.println("这个月可能有 28 天或 29 天");
                break;
            default:
                System.out.println("输入的月份不在 1 - 12 的范围内");
        }
    }
}

在这个示例中，month 的值为 2，会执行 case 2 后面的代码块，输出“这个月可能有 28 天或 29 天”。

4. 最佳实践

始终使用 `break` 语句

为了避免意外的“穿透”，建议在每个 case 标签后面都使用 break 语句，除非你明确需要“穿透”的效果。

合理使用 `default` 标签

虽然 default 标签是可选的，但在大多数情况下，建议使用 default 标签来处理未预料到的情况，提高代码的健壮性。

保持 `case` 标签的顺序

case 标签的顺序应该根据逻辑顺序进行排列，这样可以提高代码的可读性。

避免复杂的表达式

switch 语句的表达式应该尽量简单，避免使用复杂的表达式，以免影响代码的可读性。

5. 小结

switch case 语句是 Java 中一种强大的多分支选择结构，它提供了一种简洁、清晰的方式来处理多个固定值的情况。通过本文的介绍，你应该已经了解了 switch case 语句的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践。在实际编程中，合理使用 switch case 语句可以提高代码的可读性和可维护性。

6. 参考资料

《Effective Java》

Java 中 switch case 语句的全面解析

简介

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