Java 中 switch case 的语法详解

简介

在 Java 编程语言中，switch case 语句是一种重要的条件控制结构，它允许根据一个表达式的值从多个代码块中选择执行其中之一。相比于多个 if - else 语句的嵌套，switch case 语句在某些情况下提供了更清晰、简洁的代码结构，尤其适用于对一个固定值集合进行匹配的场景。本文将详细介绍 switch case 的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践。

目录

1. 基础概念
2. 使用方法
   • 基本语法
   • 表达式类型
   • 执行流程
3. 常见实践
   • 简单示例
   • 多值匹配
   • 穿透行为
4. 最佳实践
   • 增强可读性
   • 避免不必要的穿透
   • 处理默认情况
5. 小结
6. 参考资料

基础概念

switch case 语句通过计算一个表达式的值，并将其与一系列 case 标签中的常量值进行比较。一旦找到匹配的值，就会执行对应 case 标签后面的代码块，直到遇到 break 语句或者 switch 语句结束。如果没有找到匹配的值，并且存在 default 标签，则会执行 default 标签后面的代码块。

使用方法

基本语法

switch (expression) {
    case value1:
        // 代码块 1
        break;
    case value2:
        // 代码块 2
        break;
    // 可以有更多的 case 标签
    default:
        // 默认代码块
}

在上述语法中： - expression 是一个要计算的表达式，其值必须是整型、字符型、枚举类型、String 类型（从 Java 7 开始支持）等允许的类型。 - value1、value2 等是常量值，用于与 expression 的值进行匹配。 - break 语句用于终止 switch 语句的执行，跳出 switch 块。如果没有 break 语句，程序会继续执行下一个 case 标签的代码，这就是所谓的穿透行为。

表达式类型

• 整型（int）：这是最常见的类型之一。例如：

int dayOfWeek = 3;
switch (dayOfWeek) {
    case 1:
        System.out.println("Monday");
        break;
    case 2:
        System.out.println("Tuesday");
        break;
    case 3:
        System.out.println("Wednesday");
        break;
    default:
        System.out.println("Other day");
}

• 字符型（char）：

char grade = 'B';
switch (grade) {
    case 'A':
        System.out.println("Excellent");
        break;
    case 'B':
        System.out.println("Good");
        break;
    case 'C':
        System.out.println("Average");
        break;
    default:
        System.out.println("Lower grade");
}

• 枚举类型（enum）：

enum Season {
    SPRING, SUMMER, AUTUMN, WINTER
}

Season season = Season.SUMMER;
switch (season) {
    case SPRING:
        System.out.println("It's spring");
        break;
    case SUMMER:
        System.out.println("It's summer");
        break;
    case AUTUMN:
        System.out.println("It's autumn");
        break;
    case WINTER:
        System.out.println("It's winter");
        break;
}

• String 类型（从 Java 7 开始支持）：

String fruit = "apple";
switch (fruit) {
    case "apple":
        System.out.println("Red and delicious");
        break;
    case "banana":
        System.out.println("Yellow and long");
        break;
    default:
        System.out.println("Other fruit");
}

执行流程

1. 首先计算 switch 后面 expression 的值。
2. 然后将这个值与各个 case 标签中的常量值进行逐一比较。
3. 如果找到匹配的值，就开始执行该 case 标签后面的代码块，直到遇到 break 语句或者 switch 语句结束。
4. 如果没有找到匹配的值，并且存在 default 标签，则执行 default 标签后面的代码块。

常见实践

简单示例

下面是一个根据数字输出星期几的简单示例：

public class SwitchExample {
    public static void main(String[] args) {
        int day = 5;
        switch (day) {
            case 1:
                System.out.println("Monday");
                break;
            case 2:
                System.out.println("Tuesday");
                break;
            case 3:
                System.out.println("Wednesday");
                break;
            case 4:
                System.out.println("Thursday");
                break;
            case 5:
                System.out.println("Friday");
                break;
            case 6:
                System.out.println("Saturday");
                break;
            case 7:
                System.out.println("Sunday");
                break;
            default:
                System.out.println("Invalid day");
        }
    }
}

多值匹配

有时候我们可能希望多个 case 值执行相同的代码块，可以这样实现：

int num = 3;
switch (num) {
    case 1:
    case 2:
    case 3:
        System.out.println("Number is 1, 2 or 3");
        break;
    default:
        System.out.println("Other number");
}

穿透行为

穿透行为是指在没有 break 语句的情况下，程序会继续执行下一个 case 标签的代码。例如：

int month = 3;
switch (month) {
    case 1:
    case 2:
    case 3:
        System.out.println("This is the first quarter");
    case 4:
    case 5:
    case 6:
        System.out.println("This is the second quarter");
        break;
    default:
        System.out.println("Other months");
}

在这个例子中，当 month 为 3 时，会先输出 This is the first quarter，然后由于没有 break 语句，会继续执行下一个 case 块，输出 This is the second quarter。

最佳实践

增强可读性

为了使代码更易读，可以适当添加注释。例如：

// 根据用户输入的数字选择不同的操作
int choice = 2;
switch (choice) {
    case 1:
        // 执行操作 1
        System.out.println("Performing operation 1");
        break;
    case 2:
        // 执行操作 2
        System.out.println("Performing operation 2");
        break;
    default:
        // 处理无效选择
        System.out.println("Invalid choice");
}

避免不必要的穿透

穿透行为在某些情况下很有用，但大多数时候应该避免，因为它可能导致意外的行为。确保在每个 case 块中添加 break 语句，除非你明确知道自己需要穿透行为。

处理默认情况

始终包含 default 块来处理未预期的值。这有助于提高代码的健壮性。例如：

String command = "unknown";
switch (command) {
    case "start":
        // 启动操作
        break;
    case "stop":
        // 停止操作
        break;
    default:
        System.out.println("Unknown command: " + command);
}

小结

switch case 语句是 Java 中一种强大的条件控制结构，它可以使代码更加清晰和简洁。通过理解其基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践，开发者能够更好地运用 switch case 语句来解决各种实际问题。在使用过程中，要注意表达式类型的选择、break 语句的使用以及对默认情况的处理，以确保代码的正确性和可读性。

参考资料

• Oracle Java 教程 - Switch Statements
• Effective Java, Third Edition

希望这篇博客能帮助你深入理解并高效使用 Java 中的 switch case 语法。如果你有任何疑问或建议，欢迎在评论区留言。