Java 中 `switch case` 的使用指南

简介

在 Java 编程里，switch case 语句是一种强大的控制流结构，它允许程序依据表达式的值从多个执行路径中做出选择。相较于一连串的 if-else 语句，switch case 语句在处理多个固定值的条件判断时，代码会更为简洁、清晰，也更易读。本文会全面阐述 Java 中 switch case 的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践，助力读者深入理解并高效运用这一语句。

基础概念

switch case 语句是 Java 里的一种多分支选择结构，其基本作用是依据一个表达式的值，从众多 case 分支中挑选一个来执行。该表达式的类型可以是 byte、short、char、int、enum 类型（Java 5 引入）、String 类型（Java 7 引入），以及相应的包装类（如 Byte、Short、Character、Integer）。

switch case 语句的基本语法如下：

switch (expression) {
    case value1:
        // 当 expression 的值等于 value1 时执行的代码
        break;
    case value2:
        // 当 expression 的值等于 value2 时执行的代码
        break;
    // 可以有任意数量的 case 语句
    default:
        // 当 expression 的值与所有 case 都不匹配时执行的代码
}

在上述语法中，expression 是要进行判断的表达式，value1、value2 等是具体的常量值。break 语句的作用是终止 switch 语句的执行，避免出现“穿透”现象（即继续执行下一个 case 分支的代码）。default 分支是可选的，当 expression 的值与所有 case 都不匹配时，会执行 default 分支的代码。

使用方法

基本示例

下面是一个简单的 switch case 示例，根据数字判断对应的星期几：

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("输入的数字无效");
        }
    }
}

在这个示例中，day 变量的值为 3，因此会执行 case 3 分支的代码，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。以下是一个根据月份名称输出对应的季节的示例：

public class SwitchCaseStringExample {
    public static void main(String[] args) {
        String month = "December";
        switch (month) {
            case "December":
            case "January":
            case "February":
                System.out.println("冬季");
                break;
            case "March":
            case "April":
            case "May":
                System.out.println("春季");
                break;
            case "June":
            case "July":
            case "August":
                System.out.println("夏季");
                break;
            case "September":
            case "October":
            case "November":
                System.out.println("秋季");
                break;
            default:
                System.out.println("输入的月份名称无效");
        }
    }
}

在这个示例中，month 变量的值为 "December"，由于 case "December" 分支没有 break 语句，会出现“穿透”现象，继续执行下一个 case 分支的代码，直到遇到 break 语句为止，因此会输出“冬季”。

常见实践

菜单选择

switch case 语句常用于实现菜单选择功能。以下是一个简单的控制台菜单示例：

import java.util.Scanner;

public class MenuExample {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请选择操作：");
        System.out.println("1. 查看信息");
        System.out.println("2. 修改信息");
        System.out.println("3. 删除信息");
        System.out.println("4. 退出");
        int choice = scanner.nextInt();
        switch (choice) {
            case 1:
                System.out.println("查看信息");
                break;
            case 2:
                System.out.println("修改信息");
                break;
            case 3:
                System.out.println("删除信息");
                break;
            case 4:
                System.out.println("退出系统");
                break;
            default:
                System.out.println("无效的选择，请重新输入");
        }
        scanner.close();
    }
}

在这个示例中，用户可以根据菜单提示输入相应的数字，程序会根据用户的选择执行相应的操作。

状态机

switch case 语句也可用于实现状态机。以下是一个简单的电梯状态机示例：

public class ElevatorExample {
    enum ElevatorState {
        IDLE, MOVING_UP, MOVING_DOWN
    }

    public static void main(String[] args) {
        ElevatorState state = ElevatorState.IDLE;
        switch (state) {
            case IDLE:
                System.out.println("电梯处于空闲状态");
                break;
            case MOVING_UP:
                System.out.println("电梯正在上升");
                break;
            case MOVING_DOWN:
                System.out.println("电梯正在下降");
                break;
        }
    }
}

在这个示例中，使用 enum 类型定义了电梯的三种状态，通过 switch case 语句根据电梯的当前状态输出相应的信息。

最佳实践

合理使用 `break` 语句

break 语句用于终止 switch 语句的执行，避免出现“穿透”现象。在大多数情况下，每个 case 分支都应该包含 break 语句，除非你有意利用“穿透”现象。

确保 `default` 分支的存在

虽然 default 分支是可选的，但为了增强代码的健壮性，建议在 switch 语句中包含 default 分支，处理 expression 的值与所有 case 都不匹配的情况。

避免复杂的表达式

switch 语句的 expression 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和性能。

使用 `enum` 类型

当 switch 语句的 expression 是多个固定值时，建议使用 enum 类型，这样可以提高代码的可读性和可维护性。

小结

switch case 语句是 Java 中一种非常实用的控制流结构，用于根据表达式的值从多个执行路径中做出选择。本文详细介绍了 switch case 语句的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践。通过合理运用 switch case 语句，可以使代码更加简洁、清晰，提高代码的可读性和可维护性。

参考资料

《Effective Java》
《Java 核心技术》
Oracle Java 官方文档

Java 中 switch case 的使用指南

简介

目录