为什么不能在String上使用switch语句？

Question

为什么不能在String上使用switch语句？

javastringswitch-statement

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这个功能会被放入以后的Java版本中吗？

有人能解释一下，为什么我不能像Java的switch语句那样做吗？

- Nalandial

203

它在SE 7中。请求后16年才出现。http://download.oracle.com/javase/tutorial/java/nutsandbolts/switch.html - angryITguy

88

Sun在他们的评估中是诚实的：“不要抱有期待。” 哈哈，http://bugs.sun.com/bugdatabase/view_bug.do?bug_id=1223179 - raffian

3

我认为这是因为她叹了两次气。他们的回复也有点晚，差不多过了10年。那时她可能正在给孙子孙女准备便当盒。 - Neerkoli

14个回答

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如果你的代码中有一个可以根据字符串进行切换的地方，那么最好将该字符串重构为可能值的枚举类型，然后可以根据枚举类型进行切换。当然，这会限制您可以拥有的字符串潜在值仅限于枚举中的值，这可能是期望的也可能不是期望的。

当然，您的枚举类型可以有一个条目为“其他”，并具有一个fromString（String）方法，这样您就可以写如下代码：

ValueEnum enumval = ValueEnum.fromString(myString);
switch (enumval) {
   case MILK: lap(); break;
   case WATER: sip(); break;
   case BEER: quaff(); break;
   case OTHER: 
   default: dance(); break;
}

- JeeBee

4

这种技术还可以让你决定大小写敏感性、别名等问题，而不是依赖语言设计者提出“一刀切”的解决方案。 - Darron

3

同意JeeBee的观点，如果你正在切换字符串，可能需要使用枚举。字符串通常表示将要传递给接口（用户或其他）的某个内容，这个内容在未来可能会更改，因此最好用枚举替换它。 - hhafez

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请参阅http://www.xefer.com/2006/12/switchonstring以了解这种方法的详细介绍。 - David Schmitt

@DavidSchmitt 这篇文章有一个主要缺陷。它捕获了所有异常，而不是方法实际抛出的异常。 - M. Mimpen

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以下是一个完整的示例，基于JeeBee的帖子，使用Java枚举代替使用自定义方法。

请注意，在Java SE 7及更高版本中，您可以在switch语句的表达式中使用String对象。

public class Main {

    /**
    * @param args the command line arguments
    */
    public static void main(String[] args) {

      String current = args[0];
      Days currentDay = Days.valueOf(current.toUpperCase());

      switch (currentDay) {
          case MONDAY:
          case TUESDAY:
          case WEDNESDAY:
              System.out.println("boring");
              break;
          case THURSDAY:
              System.out.println("getting better");
          case FRIDAY:
          case SATURDAY:
          case SUNDAY:
              System.out.println("much better");
              break;

      }
  }

  public enum Days {

    MONDAY,
    TUESDAY,
    WEDNESDAY,
    THURSDAY,
    FRIDAY,
    SATURDAY,
    SUNDAY
  }
}

- Thulani Chivandikwa

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基于整数的switch语句可以被优化为非常高效的代码。基于其他数据类型的switch语句只能编译成一系列if()语句。

因此，C和C++只允许在整数类型上使用switch语句，因为在其他类型上使用没有意义。

C#的设计者认为风格很重要，即使没有优势也要这样做。

Java的设计者显然像C的设计者一样思考。

- James Curran

27

基于任何可哈希对象的开关可以使用哈希表非常高效地实现，例如 .NET。因此，你的理由并不完全正确。 - Konrad Rudolph

3

@Nalandial: 实际上，只要编译器稍微费点功夫，就不会很昂贵，因为当字符串集已知时，生成完美哈希表相当容易（虽然 .NET 不会这样做，也可能不值得这么做）。 - Konrad Rudolph

3

在对字符串进行哈希处理时（由于其不可变性），似乎是解决这个问题的方法，但您必须记住，所有非final对象都可以覆盖它们的哈希函数。这使得在编译时确保switch中的一致性变得困难。 - martinatime

2

你也可以构建一个DFA来匹配字符串（就像正则表达式引擎所做的那样）。可能比哈希更有效率。 - Nate C-K

将docstrings加载到内存中有助于内省。您不仅知道函数名称和签名，还可以获得它们的文档。非常适合交互式或构建IDE。 - Jonathan Baldwin

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自1.7以来，直接使用String的示例也可以展示如下：

public static void main(String[] args) {

    switch (args[0]) {
        case "Monday":
        case "Tuesday":
        case "Wednesday":
            System.out.println("boring");
            break;
        case "Thursday":
            System.out.println("getting better");
        case "Friday":
        case "Saturday":
        case "Sunday":
            System.out.println("much better");
            break;
    }

}

- Gunnar Forsgren - Mobimation

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詹姆斯·柯伦简洁地说：“基于整数的开关可以优化为非常高效的代码。基于其他数据类型的开关只能编译成一系列if()语句。出于这个原因，C和C ++只允许在整数类型上进行开关操作，因为在其他类型上进行开关操作是没有意义的。”

我的观点就是，一旦你开始在非基本类型上进行开关操作，你就需要开始考虑“equals”与“==”。首先，比较两个字符串可能会是一个相当冗长的过程，这会增加上述性能问题。其次，如果有使用字符串开关，则会要求忽略大小写、考虑/忽略位置环境、基于regex进行开关等。我赞同一项决定，即以节省语言开发者大量时间为代价，为程序员节约一小部分时间。

- DJClayworth

从技术上讲，正则表达式已经“开关”，因为它们基本上只是状态机；它们仅有两种“情况”，即“匹配”和“不匹配”。（不考虑[命名]组/等等。） - JAB

3

Java编译器从使用字符串对象的开关语句生成的字节码通常比从链接的if-then-else语句生成的字节码更有效率。 - Wim Deblauwe

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除了以上的好理由，我想补充一点，很多人今天把switch看作是Java过去（回到C语言时代）面向过程的遗留物，认为它已经过时了。

我不完全同意这种观点，我认为在某些情况下switch仍然有其用处，至少因为它的速度很快。而且，它总比我在某些代码中看到过的一系列级联数字else if要好...

但是确实值得看看需要使用switch的情况，并思考是否可以用更面向对象的方式来替换它。例如，在Java 1.5+中使用枚举类型、可能使用HashTable或其他集合类型（有时我会为我们没有像Lua（没有switch）或JavaScript中那样的第一类函数而感到遗憾），甚至使用多态性。

- PhiLho

有时我会后悔我们没有将（匿名）函数作为头等公民。这已不再是事实。 - dorukayhan

@dorukayhan 当然可以。但是您是否想添加一条评论，告诉世界如果我们升级到较新的Java版本，就可以获得所有过去十年的答案？ :-D - PhiLho

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如果您没有使用JDK7或更高版本，可以使用hashCode()进行模拟。因为String.hashCode()通常为不同字符串返回不同的值，对于相等字符串始终返回相等的值，所以它是相当可靠的（如@Lii在评论中提到的，不同的字符串可能会产生相同的哈希码，例如"FB"和"Ea"）。请参见文档。

因此，代码应该如下所示：

String s = "<Your String>";

switch(s.hashCode()) {
case "Hello".hashCode(): break;
case "Goodbye".hashCode(): break;
}

这样，你就可以在技术上切换一个 int。

或者，你可以使用以下代码：

public final class Switch<T> {
    private final HashMap<T, Runnable> cases = new HashMap<T, Runnable>(0);

    public void addCase(T object, Runnable action) {
        this.cases.put(object, action);
    }

    public void SWITCH(T object) {
        for (T t : this.cases.keySet()) {
            if (object.equals(t)) { // This means that the class works with any object!
                this.cases.get(t).run();
                break;
            }
        }
    }
}

- user4157653

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同一个哈希码可能对应不同的字符串，因此如果使用哈希码来判断不同情况，可能会选择错误的分支。 - Lii

@Lii 感谢您指出这一点！虽然不太可能，但我不会相信它能正常工作。 "FB"和"Ea"具有相同的哈希码，因此找到碰撞并非不可能。第二个代码可能更可靠。 - user4157653

我很惊讶这段代码可以编译通过，因为我以为case语句必须始终是常数值，而String.hashCode()并不是常数值（即使在实践中它的计算结果从未在 JVM 之间改变）。 - StaxMan

@StaxMan 嗯，有趣的是，我从未停下来观察过这一点。但是，是的，case语句的值不必在编译时确定，因此它可以很好地工作。 - hyper-neutrino

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其他答案说这是在Java 7中添加的，并提供了早期版本的解决方法。本答案尝试回答“为什么”

Java是对C++过于复杂的反应，它被设计成一种简单清晰的语言。

String在语言中得到了一些特殊处理，但我认为设计者们试图将特殊情况和语法糖的数量保持最少。

在底层上，switch语句中的字符串切换相当复杂，因为字符串不是简单的原始类型。在Java设计时，这不是一个常见功能，也与极简主义的设计格格不入。特别是因为他们决定不为字符串特例化==，如果case在这里起作用，那么（现在）会有些奇怪。

在1.0和1.4之间，语言本身基本保持不变。 Java的大部分增强功能都是在库方面进行的。

这一切都随着Java 5的到来而改变，语言得到了大幅度扩展。在版本7和8中，还有进一步的扩展。我预计这种态度的改变是由于C＃的崛起所驱动的。

- plugwash

关于 switch(String) 如何与历史、时间线和上下文的 cpp/cs 相适应的叙述。 - Espresso

没有实现这个功能是一个严重的错误，其他的都是便宜的借口。由于缺乏进展和设计师不愿意让语言发展，Java在这些年失去了很多用户。幸运的是，在JDK7之后，他们彻底改变了方向和态度。 - firephil

4

多年来，我们一直在使用一个（开源的）预处理器来完成这个任务。

//#switch(target)
case "foo": code;
//#end

预处理文件名为Foo.jpp，通过一个ant脚本处理成Foo.java。

优点是它被转换成可以在1.0上运行的Java（尽管通常我们只支持到1.4）。相比于使用枚举或其他变通方法，这样做更容易（有很多字符串切换）-代码更容易阅读、维护和理解。据我所知（此时无法提供统计数据或技术原理），它也比自然的Java等效代码更快。

缺点是你不能编辑Java，所以工作流程会有些复杂（编辑、处理、编译/测试），而且IDE将链接回Java，这有点复杂（开关变成了一系列if/else逻辑步骤），并且开关案例顺序没有保持不变。

我不建议在1.7+中使用它，但如果你想编写针对早期JVM的Java程序（因为普通用户很少安装最新版本），它是有用的。

你可以通过从SVN获取或在线浏览代码来获得它。您需要EBuild才能按原样构建它。

- Charles Goodwin

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您不需要1.7 JVM即可运行带有字符串开关的代码。1.7编译器将字符串开关转换为使用先前存在的字节码的东西。 - Dawood ibn Kareem

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- erickson · Accepted Answer

Java SE 7已经实现了具有String情况的开关语句，至少在16年后它们被首次请求。没有提供延迟的明确原因，但很可能与性能有关。

JDK 7中的实现

现在，该功能已经在javac 通过一个“去糖化”过程实现；使用case声明中的String常量的干净、高级语法在编译时扩展为遵循模式的更复杂的代码。生成的代码使用了一直存在的JVM指令。

具有String情况的switch在编译期间被转换为两个开关。第一个将每个字符串映射到唯一的整数——它在原始开关中的位置。这是通过首先切换标签的哈希码来完成的。相应的情况是一个测试字符串相等的if语句；如果哈希上有冲突，则测试是一个级联的if-else-if。第二个开关反映了原始源代码中的开关，但用其对应的位置替换了情况标签。这个两步过程使得保留原始开关的流程控制变得容易。

JVM中的开关

更深入了解switch的技术细节，请参考JVM规范，其中描述了switch语句的编译。简而言之，根据case中所使用常量的稀疏程度，有两种不同的JVM指令可用于switch。两者都依赖于为每个case使用整数常量以实现高效执行。

如果常量是密集的，则将它们用作索引（在减去最低值后）到指令指针表中 - tableswitch指令。

如果常量是稀疏的，则执行正确的case的二进制搜索- lookupswitch指令。

在对String对象进行switch时，很可能会同时使用这两个指令。 lookupswitch适用于第一个基于哈希码的switch，以查找case的原始位置。结果的序数非常适合于tableswitch。

这两个指令都要求在编译时对分配给每个case的整数常量进行排序。在运行时，虽然tableswitch的O(1)性能通常比lookupswitch的O(log(n))性能更好，但需要一些分析来确定表是否足够密集以证明空间-时间权衡。Bill Venners撰写了一篇很棒的文章，更详细地介绍了这一点，以及其他Java流程控制指令的底层实现。

JDK 7之前

JDK 7之前，enum可以近似于基于String的switch语句。这使用编译器在每个enum类型上生成的静态的valueOf方法。例如：

Pill p = Pill.valueOf(str);
switch(p) {
  case RED:  pop();  break;
  case BLUE: push(); break;
}