说说Java中你不知道switch关键字的奥秘

switch 作为Java内置关键字，却在项目中真正使用的比较少。关于 switch ，还是有那么一些 奥秘 的。

要什么switch，我有if-else

确实，项目中使用 switch 比较少的一个主要原因就在于它的作用能被 if-else 代替，况且 switch 对类型的限制，也阻碍了 switch 的进一步使用。

先看看 switch 的语法：

switch(exp){ case exp1: break; case exp2: break; default: break; } 复制代码

其中 exp 的类型限制为： byte ,short , int , char, 及其包装类，以及枚举和 String (JDK1.7)

为什么要有这些限制？

如果说， switch 的功能和 if-else 的一模一样，那么它存在的意义在哪里？

答案是： switch 和 if-else 在设计的时候，是有一定的性能差别的。

看代码：

public class Test { public static void switchTest(int a) { switch (a) { case 1: System.out.println("1"); break; case 2: System.out.println("2"); break; default: System.out.println("3"); break; } } } 复制代码

javap -c Test.class 复制代码

结果如下：

public static void switchTest(int); Code: 0: iload_0 1: lookupswitch { // 2 1: 28 2: 39 default: 50 }	... 复制代码

这里面省略一些代码。

可以发现， switch 是通过 lookupswitch 指令实现。那么 lookupswitch 指令是干嘛的呢？

在 Java se8 文档中的描述可以大概知道：

switch 可以被编译为两种指令

• lookupswitch ：当 switch 的 case 比较稀疏的时候，使用该指令对 int 值的 case 进行一一比较，直至找到对应的 case （这里的查找，可以优化为二分查找）
• tableswitch ：当 switch 的 case 比较密集的时候，使用 case 的值作为 switch 的下标，可以在时间复杂度为O(1)的情况下找到对应的 case (可以类比HashMap)

并且文档中还有一段描述：

Java虚拟机的 tableswitch 和 lookupswitch 指令仅对 int 数据有效。因为对 byte ， char 或或 short 值的操作在内部被提升为 int ，所以对其 switch 表达式求值为其中一个类型进行编译，就好像它被计算为要键入一样 int 。如果 chooseNear 方法是使用type编写的，则使用类型时 short 将生成相同的Java虚拟机指令 int 。其他数字类型必须缩小到类型 int 以便在a中使用 switch 。

现在，我们应该能够明白，为什么 switch 关键字会有类型限制了，因为 switch 所被翻译的关键字是被限制为int类型的 ，至于为什么是int，我猜应该是基于性能和实现的复杂度的考量吧。

int之外的类型

我们明白了 byte,shor,char,int 能被作为 switch 类型后，再看看枚举和 String

public static void switchTest(String a) { switch (a) { case "1": System.out.println("1"); break; case "2": System.out.println("2"); break; default: System.out.println("3"); break; } } 复制代码

编译生成Test.class。拖入IDEA进行反编译得到如下代码：

public static void switchTest(String a) { byte var2 = -1; switch(a.hashCode()) { case 49: if (a.equals("1")) { var2 = 0; } break; case 50: if (a.equals("2")) { var2 = 1; } } switch(var2) { case 0: System.out.println("1"); break; case 1: System.out.println("2"); break; default: System.out.println("3"); } } 复制代码

可以看见，JDK7 所支持的 String 类型是通过获取 String 的hashCode来进行选择的，也就是本质上还是int.为什么 String 可以这样干？这取决于 String 是一个不变类。

为了防止hash碰撞，代码更加保险的进行了 equals 判断。

再来看看 Enum

public static void switchTest(Fruit a) { switch (a) { case Orange: System.out.println("Orange"); break; case Apple: System.out.println("Apple"); break; default: System.out.println("Banana"); break; } } 复制代码

编译生成Test.class。拖入IDEA进行反编译得到如下代码：

public static void switchTest(Fruit a) { switch(1.$SwitchMap$com$dengchengchao$Fruit[a.ordinal()]) { case 1: System.out.println("Orange"); break; case 2: System.out.println("Apple"); break; default: System.out.println("Banana"); } } 复制代码

可以看到，枚举支持 switch 更加简单，直接通过枚举的顺序即可作为相关 case

总之：

• switch 的设计按道理来说，是比 if-else 要快的，但是在99.99%的情况下，他们性能差不多，除非 case 分支量巨大,但是在 case 分支过多的情况下，一般应该考虑使用多态重构了。
• switch 虽然支持 byte,int,short,char,enum,String 但是本质上都是 int ，其他的只是编译器帮你进行了语法糖优化而已。

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